[發明專利]一種高強韌性耐高溫雜化聚合樹脂、包含該組合物的預混物的制備方法、成型方法及應用

有效

• 申請號: 201210134032.1
• 申請日: 2012-05-02
• 公開（公告）號: CN102634213A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 郭玉峰;苗培谷
• 申請（專利權）人: 江蘇亞邦新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L83/08
• 分類號: C08L83/08;C08L85/02;C08K3/22;C08G77/30;C08G79/04;C08F283/00;C08F283/12;C08K13/04;C08K3/34;C08K7/14;C08K5/098;C25C3/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及耐350-450℃高溫強韌性雜化聚合樹脂、包含該組合物的預混物的制備方法、成型方法及應用。

背景技術

在鋁電解過程中，鋁電解槽內溫度很高，達350-600℃。電解槽內具有起絕緣、密封作用的U型板。在這種溫度下，鋁電解槽槽口附近采用普通高分子材料加工的結構件會分解、碳化、碎落，而降低或失去絕緣性能；導致槽況波動異常而發生陽極效應，最終影響正常生產和電解槽的使用壽命。此外，鋁電解過程中，會有分解出許多有害氣體（如CO、CO₂、CF₄、C₂F₆等氣體，特別是HF劇毒氣體），當鋁電解槽內的U型板因高溫（槽口附近溫度350-400℃）會碳化、碎落，損壞后使得整體的密封性能下降，造成大量有害氣體進入操作空間，損害操作者的健康、污染大氣環境，降低有害氣體回收率。

發明內容

本發明針對以上問題，提供了一種能適應鋁電解槽工作時的溫度環境，進而能夠在該環境溫度下保持足夠的強度、韌性，實現對鋁電解槽密封的高強韌性耐高溫雜化聚合樹脂、包含該組合物的預混物的制備方法、成型方法及應用。

本發明的高強韌性耐高溫雜化聚合樹脂的制備方法，按以下步驟加工：

1）、制備聚合物；取有機硅與磷酸，按摩爾比（2+δ）：2，其中(1/10≤δ≤3/10)，在32-48℃溫度下混合；隨即在溫度90-110℃的保護氣體氣氛環境下，逐步升溫至240-260℃、并保溫0.8-1.2小時，進行有機-無機雜化聚合反應；得膠體狀低度交聯雜化聚合物；

2）、制備樹脂；將前述低度交聯雜化聚合物冷卻至18-30℃，隨即往所述低度交聯雜化聚合物中加入二價金屬氧化物，加入量為所述低度交聯雜化聚合物重量的5-8%，在添加過程中，均勻攪拌，得透明膠狀樹脂；

3）、完畢。

所述有機硅為二甲基二氯硅烷(R₂SiCl₂)或甲基三氯硅烷（RSiCl₃）。

所述二價金屬氧化物為CaO、CuO或ZnO。

所述保護氣體為氮氣或惰性氣體。

本發明預混物的制備方法，所述預混物包括所述透明膠狀樹脂23-28%、低收縮料10-15%、叔丁脂1.0-1.5%和硬脂酸鋅0.6-1.2%在20-35℃下混合、攪拌至均勻；然后加入玻璃纖維15-25%和填料40-50%，均勻捏合，得團狀塑性預混物；制得。

所述填料為Al₂O₃粉和云母粉，比例為（0-100）：（100-0）。

所述預混物中還添加有作為固化劑用的二價金屬氫氧化物，加入量為所述預混物總重量的0.1-1.5%；所述二價金屬氫氧化物為氫氧化鈣或氫氧化鎂。

所述低收縮料為液態苯乙烯與聚苯乙烯顆粒按2:1重量比均勻混合制得。

本發明的成型方法，將所述團狀塑性預混物投入表面涂有聚醚醚酮的金屬成型模具中，在140-160℃環境下熱壓，制得成型件。

????本發明的應用，所述透明膠狀組合物制備為團狀塑性預混物后，通過成型加工，得鋁電解槽上做絕緣密封件的U型板。

本發明的雜化聚合樹脂采用有機硅和磷酸為主要原料，通過對摩爾比的控制，聚會反應后，形成的具有一定線性的低度交聯雜化聚合物，該聚合物自身具有耐370℃的能力。在該聚合物中加入二價金屬氧化物后，二價金屬氧化物以分子結構均勻地分布在聚合物中。形成預混物、并成型為結構件以后，當環境溫度超過370℃（一般工作環境溫度在370-450℃）時，原具有一定線性的低度交聯雜化聚合物中的R基團分解，產物會失去5-8%的重量，同時韌性下降。但由于前述二價金屬氧化物以分子形式、“物理態”地分布在物料的線性結構內部，二價金屬氧化物會部分替代R₂SiCl₂單體，使鏈狀結構在高溫下得以保持。進而使得結構件仍具有一定的強度和韌性。本發明以低成本的制備手段獲得了高性價比的組合物，特別適合做耐高溫（450℃）密封絕緣件，在該環境下作實現彈性密封絕緣。

附圖說明

圖1是本發明在350℃以下的分子結構示意圖，

圖2是本發明在350℃以上的分子結構示意圖，

圖3是本發明背景技術的示意圖一，

圖4是本發明背景技術的示意圖二；

圖中Me表示金屬離子。

具體實施方式

實施例一