[發明專利]一種紙張與熱固性樹脂復合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201310551817.3
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN103603226A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 任慧
• 申請（專利權）人: 任慧
• 主分類號: D21H17/13
• 分類號: D21H17/13;D21H19/62
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務所(普通合伙) 23210
• 代理人: 吳國清

技術領域

本發明涉及一種紙張和熱固性樹脂復合物及其制備方法。?

背景技術

熱固性樹脂基復合物具有比強度高、比模量大、性能可設計性強等諸多優點，廣泛用于航空航天、體育器材、建筑、化學、交通運輸、機械電器、電子工業及醫療、國防等領域。然而，熱固性樹脂本身脆性大、延伸率低、不易于成型，需要纖維等填充體進行增強、增韌。目前常用纖維包括碳纖維、玻璃纖維、Kevlar纖維、PBO纖維、石英纖維等價格昂貴，不利于熱固性樹脂基復合物的推廣應用。而現有的采用紙作為熱固性樹脂的填充體的熱固性樹脂復合物，一般是將浸漬有熱固性樹脂的紙張熱壓而成，這種復合物易出現層間分離，層間氣泡等缺陷，造成復合物的層間剪切強度降低等問題。?

發明內容

本發明的目的是要解決現有的以紙為填充體的熱固性樹脂基復合物易出現層間分離、層間氣泡的技術問題，而提供一種紙張與熱固性樹脂復合物及其制備方法。?

本發明的一種紙張與熱固性樹脂復合物的結構表示為：A-O-Si-R-B，其中A表示紙張，B表示熱固性樹脂，R為氨基、巰基、乙烯基、環氧基、氰基、甲基丙烯酰氧基或烷氧基。?

上述的紙張與熱固性樹脂復合物的制備方法按以下步驟進行：?

一、除去紙張中的水分；?

二、將經過烘干的紙張在浸潤劑溶液中浸漬，然后烘干，使紙張中浸潤劑的質量含量為0.1wt%～1wt%；?

三、將經步驟二處理的紙張涂覆熱固性樹脂混合物后固化成型，得到紙張與熱固性樹脂復合物；其中熱固性樹脂混合物包括熱固性樹脂和固化劑。?

其中，步驟一中所述的紙為凸版紙、新聞紙、膠版紙、銅版紙、畫報紙、書面紙、壓紋紙、字典紙、書寫紙或白板紙；?

步驟二中所述的浸潤劑溶液按體積百分比由0.5%～3%的偶聯劑、1%～5%的水和92%～98.5%的乙醇組成的混合溶液。其中的偶聯劑為硅烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑；?

硅烷偶聯劑的通式為RSiX₃，式中R為氨基、巰基、乙烯基、環氧基、氰基或甲基丙烯酰氧基，這些基團R與不同的基體樹脂均具有較強的反應能力，式中X為能夠水解的?烷氧基，如甲氧基或乙氧基；?

鈦酸酯偶聯劑通式為RO_(4-n)Ti(OX-R’-Y)_n，n=2或3；其中RO-是可水解的短鏈烷氧基，能與無機物表面羥基起反應，從而達到化學偶聯的目的；OX-是羧基、烷氧基、磺酸基或磷基。?

步驟三中所述的熱固性樹脂為環氧樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚酰亞胺、呋喃樹脂或有機硅樹脂；?

步驟三中所述的固化成型方法為手糊成型、模壓成型、真空袋成型、熱壓罐成型、纏繞成型、樹脂傳遞模塑成型、卷繞成型或拉擠成型。?

紙張由木纖維粘合而成，多孔，而且木纖維中含有大量的羥基，浸潤劑也是含有羥基的物質，本發明中先將紙張用浸潤劑處理，在紙張的表面形成反應官能團。通過選擇合適的偶聯劑官能團，增強紙張表面的表面能，同時增強其與熱固性樹脂之間的浸潤性，并且，經過處理的紙張表面官能團還可以與樹脂形成化學鍵，進一步增強紙張與樹脂之間的界面結合，即紙張與熱固性樹脂復合物是通過-O-Si-R-的化學鏈將紙張與熱固性樹脂連接起來。本發明的采用環氧樹脂體系的紙張與熱固性樹脂復合物的抗拉強度為150～220MPa，彎曲強度為80～205MPa，層間剪切強度為70～160MPa，可在100℃的條件下長時間使用；本發明的采用酚醛樹脂體系的紙張與熱固性樹脂復合物的抗拉強度為100～130MPa，彎曲強度為80～100MPa，層間剪切強度為50～80MPa，150℃下長時間使用；本發明的采用不飽和聚酯樹脂體系紙張與熱固性樹脂復合物的抗拉強度為105～135MPa，彎曲強度為75～110MPa，層間剪切強度為80～130MPa，80℃下長時間使用。?

附圖說明

圖1是具體實施方式九的紙張表面羥基與硅醇面生成氫鍵的示意圖；?

圖2是具體實施方式九的硅醇間形成氫鍵的示意圖；?

圖3是具體實施方式九的硅醇與紙張之間進行醚化反應示意圖；?

圖4是具體實施方式九的紙張與環氧樹脂之間的化學反應示意圖；?

圖5是試驗1得到的板材的照片；?

圖6是試驗1得到的板材的拉伸斷面的SEM圖；?

圖7是試驗2得到的板材的拉伸斷面的SEM圖。?

圖8是具體實施方式十一的紙張與酚醛樹脂之間的化學反應示意圖；?