换向器用增强型环氧模塑料的制备方法 本发明属于环氧模塑料的制备方法。
有关文献[日本公开特许86-266455]曾报导了由酚醛树脂、制备换向器用酚醛树脂模塑料。该专利称,无机填料粉含≥10%结晶水,若果真如此,则制成的换向器在高温(220℃)超速试验,该酚醛模塑料的强度将急剧下降,导致换向器的破坏。
本发明的目的是提供一种适合换向器用的增强型环氧模塑料。本发明提供采用邻甲酚线性酚醛环氧树脂为主体树脂组分,双酚A型环氧树脂、多官能环氧树脂为改性辅助树脂组分的混合环氧体系,以线性酚醛树脂为固化剂,以无机填料为填料,以短切玻璃纤维增强的环氧模塑料的配方和制备方法。
这种增强型环氧模塑料是一种耐热性电气绝缘材料,是属于热固性增强塑料。本发明方法就是这种复合材料的配方和制备方法。
该模塑料现有三种型号的配方,一是普通型,二是柔软型,三是阻燃型。本发明所列配方均以重量和重量百分计。
一、普通型配方
混合环氧体系 100份其中: 邻甲酚线性酚醛环氧树脂 40-70份
双酚A型环氧树脂 5-18份
多官能环氧树脂 20-45份
线性酚醛树脂用量占模塑料总量的5-15%
短切玻璃纤维用量占模塑料总量的10-25%
硅微粉用量占模塑料总量的40-65%
脱模剂:硬脂酸及其盐类用量占模塑料总量的0.2-2%
蜡类脱模剂用量占模塑料总量的0.1-1%
咪唑或叔胺类固化促进剂用量占模塑料总量的0.1-2%
适量的偶联剂和着色剂
所用的邻甲酚线性酚醛环氧树脂是JF-43,还可使用JF-45、JF-46或相应地进口牌号树脂。
所用的双酚A型环氧树脂是E-20,还可使用E-14、E-12或相应的进口牌号树脂。
所用的多官能环氧树脂是F-76,还可使用AG-80、AFG-90或相应的进口牌号树脂。
所用的短切玻璃纤维是无碱无捻短切玻璃纤维,经过硅烷偶联剂和水溶性环氧作表面处理,长度为6-45mm,直径5-15μm。
所用的硅微粉可以是结晶型二氧化硅、熔融无定型二氧化硅、球型二氧化硅,细度为300目-1000目,含水量为0.3%以下。
二、柔软型配方
混合环氧树脂 100份其中: 邻甲酚线性酚醛环氧树脂 40-70份
双酚A型环氧树脂 5-18份
多官能环氧树脂 20-45份
线性酚醛树脂用量占模塑料总量的5-15%
短切玻璃纤维用量占模塑料总量的8-20%
碳酸钙用量占模塑料总量的20-60%
云母粉用量占模塑料总量10-50%
脱模剂:硬脂酸及其盐类用量占模塑料总量的0.2-2%
蜡类脱模剂用量占模塑料总量的0.1-1%
咪唑类或叔胺类固化促进剂用量占模塑料总量的0.1-2%
适量的偶联剂和着色剂
所用的碳酸钙是双飞粉或三飞粉。
所用的云母粉是白云母粉,或绢云母粉、金云母粉、鳞云母粉、丝光白云母粉和黑云母粉。
其余配方同普通型。
三、阻燃型配方
混合环氧树脂 100份其中: 邻甲酚线性酚醛环氧树脂 40-70份
溴化双酚A型环氧树脂 5-28份
多官能环氧树脂 20-35份
线性酚醛树脂用量占模塑料总量的5-15%
短切玻璃纤维用量占模塑料总量的10-25%
含溴阻燃剂占模塑料总量的0-10%
硅微粉用量占模塑料总量的40-60%
三氧化二锑用量占模塑料总量的2-10%
其余配方同普通型
所用的溴化双酚A型环氧树脂是EX-20,还可使用EX-40、EX-48、EX-27D。
所用的含溴阻燃剂是十溴二苯醚,还可使用四溴双酚A、六溴苯、四溴丁烷、四溴乙烷。
制备方法:
一、捏和、辊筒法
1、将混合环氧体系,大部分线性酚醛树脂、无机填料(包括阻燃填料)、脱模剂、偶联剂在捏和机中,在80-120℃以下加温捏和,制得(A)混合中间料,经冷却、粉碎、待用。
2、将小部分线性酚醛树脂、咪唑类或叔胺类固化促进剂,无机填料、脱模剂在捏和机中,在80-120℃以下加温捏和,制得(B)混合中间料,经冷却、粉碎、待用。
3、将(A)混合中间料用红外灯预热后,再加到双辊机的辊筒上,加热混炼,温度控制在85-110℃。然后,每千克(A)料加入30-60克(B)料,并添加短切玻璃纤维、着色剂经双辊机混炼1.5-5分钟后,由双辊机拉出成片状料,经迅速冷却,再经粉碎、筛分,则制得粉状和粒状成品模塑料。
二、双螺杆挤出机法
将如上述制得的(A)和(B)混合中间料,添加短切玻璃纤维,用双螺杆挤出机混炼挤出,特征是连续混炼、捏和,工艺条件和上述捏和,辊筒法一样,制得的成品同样可以轧成片状料,再经粉碎、筛分,制得粉状和粒状成品模塑料。
本发明方法的优点是原材料易得,工艺流程简单,质量稳定,无三废污染环境,尤其是工艺流程中不产生任何废液。用本发明方法制得的模塑料是封装换向器的新型材料,该材料使用方便,流动性适中,不腐蚀换向器铜排,不使铜排变色,脱模性好,热态强度高,能使制得的换向器达到部颁标准要求,尤其是能符合出口超速测试要求。本发明方法制得的模塑料是进口料的良好替代产品。
实施例1:
将邻甲酚线性酚醛环氧树脂(JF-46)60份,双酚A型环氧树脂(E-20)10份,多官能环氧树脂(AG-80)30份,线性酚醛树脂(2132#)50份,结晶二氧化硅(400目)100份,熔融二氧化硅(600目)100份,球型二氧化硅(平均粒度18μm)50份,气相白炭黑5份,硬脂酸4份,硬脂酸锌1份,巴西棕榈蜡2份,偶联剂1份,加入捏和机,温度95-105℃,搅拌捏和1小时,出料作为(A)混合中间料,经冷却、粉碎、待用。
将线性酚醛树脂(2132#)30份,结晶二氧化硅(600目)60份,2-甲基咪唑8份,褐煤蜡1份,硬脂酸4份,加入捏和机,温度95-105℃,捏和半小时,出料作为(B)混合中间料,经冷却、粉碎、待用。
将(A)混合中间料8公斤,加到双辊机的辊筒上,温度95-105℃,加上炭黑80克,再加上2000克短切玻璃纤维,混炼3分钟,再加入(B)混合中间料500克,混炼5分钟,拉片出料,经冷却、粉碎、筛分则得到粉料和粒料成品普通型模塑料。
实施例2:
实施例1配方中,双酚A环氧树脂(E-20)10份改为E-12,多官能环氧(AG-80)改为F-76,除此之外,均与实施例1同样操作制备,得普通型模塑料成品。
实施例3:
实施例1配方中,二氧化硅各组份改为碳酸钙150份,云母粉100份,除此之外,均与实施例1同样操作制备,得柔软型模塑料成品。
实施例4:
实施例3配方中,(B)混合中间料中2-甲基咪唑8份改为苄基二甲胺8份,除此之外,均与实施例3同样操作制备,得柔软型模塑料成品。
实施例5:
实施例1配方中,双酚A型环氧树脂(E-20)10份,改为溴化双酚A型环氧树脂(EX-48)10份,并加十溴二苯醚15份,三氧化二锑20份,除此之外,均与实施例1同样操作制备,得柔软型模塑料成品。