[發明專利]一種摩擦材料用硼酚醛樹脂的制備方法

無效

• 申請號: 201110103415.8
• 申請日: 2011-04-19
• 公開（公告）號: CN102746479A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 李本林;汪萬強
• 申請（專利權）人: 襄樊學院
• 主分類號: C08G8/28
• 分類號: C08G8/28;C09K3/14
• 代理公司: 襄陽中天信誠知識產權事務所 42218
• 代理人: 帥玲

技術領域

本發明涉及樹脂材料技術領域，具體是一種摩擦材料用硼酚醛樹脂的制備方法。

背景技術

摩擦材料通常由粘結劑、纖維增強材料、摩擦性能調節劑和填料組成。酚醛樹脂及其改性物是摩擦材料最基本的粘結劑，同時也是摩擦材料中化學性能、熱穩定性最差的組分，其性能直接影響摩擦材料的熱衰退性能、恢復性能、磨損性能和機械性能。目前，車輛向高速重載化方向發展，對摩擦材料的耐溫性能提出了越來越高的要求。因此，酚醛樹脂耐高溫改性成為摩擦材料領域研究熱點，硼酚醛樹脂具有很好的耐高溫性能，被認為是當前最成功的改性酚醛樹脂品種之一，但因其加工性能較差，限制了在高科技領域中的廣泛應用。目前，市售硼酚醛樹脂因沒有流動性，不能應用于摩擦材料實際生產。2009年12月發布的國家標準《摩擦材料用酚醛樹脂》GB/T?24411-2009，未將硼酚醛樹脂列為摩擦材料用酚醛樹脂。因此，發明一種適用于摩擦材料的硼酚醛樹脂是摩擦材料領域的迫切需求。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明的發明目的在于提供一種摩擦材料用硼酚醛樹脂的制備方法，以使硼改性酚醛樹脂的耐熱性得到明顯改進，達到摩擦材料用酚醛樹脂的技術指標的要求。

為實現上述目的，本發明提供的硼酚醛樹脂的制備方法，采用兩步法的工藝路線，首先將苯酚與甲醛在酸催化下反應，生成小分子量酚醛樹脂，小分子量酚醛樹脂再與硼酸反應，生成硼改性酚醛樹脂。其具體步驟如下：

(1)將重量份為30～150的苯酚加入到容器中，升溫至40℃～60℃，然后加入重量份為23～118的甲醛溶液(37％水溶液)，用酸調節溶液的PH值至2～3時，逐漸升溫至回流溫度反應1h～1.5h，然后再向體系每隔五分鐘滴加入酸調節溶液PH值至2～3，反應0～0.5h后用堿液調節溶液的PH值至7～8左右終止反應。

(2)向步驟(1)中得到的產物中加入重量份為5～20的硼酸，加熱至回流溫度，反應0.5h～1h后減壓脫水，液體逐漸變粘稠，且呈現黃綠色，停止反應，出料冷卻。

即得所需產品。

本發明中，步驟(1)中所述的酸為鹽酸、草酸、磷酸、對甲苯磺酸、硫酸或其組合。

本發明中，步驟(2)中所述的堿為氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鋇、氫氧化鉀、碳酸鉀或其組合。

本發明的反應過程如下：

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

(1)本發明的聚合時間為49s，流動度為28mm，游離酚含量為2.2％，各項技術指標均滿足《摩擦材料用酚醛樹脂》GB/T2441-2009的要求，能夠作為摩擦材料常用粘結劑。

(2)與普通酚醛樹脂相比，本發明硼酚醛樹脂的耐熱性能明顯提高，通過熱重分析顯示，其熱分解溫度比普通酚醛樹脂提高約230℃；硼酚醛樹脂作為粘結劑制備的摩擦材料在《汽車用制動器襯片》GB?576-2008規定的試驗溫度范圍內，摩擦系數的穩定性高于、磨損率低于普通酚醛樹脂。

(3)本發明提供的生產工藝與普通酚醛樹脂相近，可在普通酚醛樹脂生產設備上生產，易于推廣。

附圖說明

圖1為本發明和普通酚醛樹脂熱失重曲線；

圖2為本發明和普通酚醛樹脂紅外光圖譜。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步描述，而不是限制本發明的范圍。

實施例1：

(1)將128.5g苯酚加入到安裝有冷凝器、溫度計、電攪拌器的500mL三口燒瓶中，升溫至40℃，然后加入100.7g甲醛溶液(37％水溶液)，用0.1mol/L的草酸溶液調節三口瓶中溶液的PH值至2～3時，逐漸升溫至回流溫度104℃反應1h，然后再用0.1mol/L鹽酸溶液向體系每隔五分鐘滴加調節溶液PH值至2～3，反應0.5h后用0.1mol/L的氫氧化鈉溶液調節溶液的PH值至7～8左右終止反應。

(2)向步驟(1)中得到的產物中加入17.1g硼酸，加熱至回流溫度，反應0.5h后減壓脫水，真空度為0.01～0.06MPa，三孔瓶中液體逐漸變粘稠，且呈現黃綠色，停止反應，出料冷卻，即得所需產品。

實施例2：