[發明專利]酚醛樹脂組合物及其制備方法和在制備沖壓模具中的應用

有效

• 申請號: 202210565956.0
• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN114656748B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 王建勇;許子佳;縱榮榮;趙國龍;李海鵬;范佳薇
• 申請（專利權）人: 天津金力研汽車工程技術有限公司;河北工業大學
• 主分類號: C08L61/14
• 分類號: C08L61/14;C08L9/06;C08K3/08;C08K3/22;C08K3/04;C08K7/06;C08K9/02;C08K7/10;B21D37/01
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 楊歡

本發明屬于高分子復合材料領域，具體涉及一種酚醛樹脂組合物及其制備方法和在制備沖壓模具中的應用。所述組合物按照質量份包括，改性酚醛樹脂10~40份，丁苯橡膠10~40份，鐵粉5~12份，碳基材料6~8份，非鐵金屬粉7~13份，金屬氧化物0.2~3份，改性玄武巖纖維10~13份和分散劑2.4~5.3份。本發明提供的酚醛樹脂組合物及其制備方法和應用創新性地以多種增強相聯合增強聚酰亞胺改性酚醛樹脂，綜合利用各種增強相的增強特性和協同增強效果，提高高分子復合材料的綜合性能。

技術領域

本發明屬于高分子復合材料領域，具體涉及一種酚醛樹脂組合物及其制備方法和在制備沖壓模具中的應用。

背景技術

隨著全球汽車行業的蓬勃發展，眾多車企需要不斷的創新，整車制造企業推出新車型的周期越短，市場品牌占領越快速。無論是推出新車型還是對原有車型進行改造升級，都需要對汽車產品進行試制，以直觀反映整車外觀和造型、尺寸合理性和質量是否合格。在設計工程師完成對外觀造型和汽車零件設計后，需要根據設計數據制作樣車，并通過試驗評價挖掘樣車的不足之處進而進行設計變更，而后再制備后一版本樣車，經過數輪樣車試制和試驗評價后，才能進行新車型的設計定型和批量生產。在樣車試制過程中，需要采用大量沖壓模具來完成鈑金類零部件（例如，汽車的車身、底盤等零部件）的沖壓加工成型，即通過模具和壓力機對板材金屬施加外力進行壓力加工，從而獲得所需要的形狀與尺寸，因此，沖壓模具在樣車試制中的重要性不言而喻。為了縮短樣車試制的開發周期和成本，提高汽車產品的競爭性和時效性，快速模具技術受到人們的廣泛關注。快速模具技術（RapidTooling-RT）是由快速成型技術（Rapid Prototyping-RP）演變發展而來的一類快速制造模具的新方法和新工藝。然而，受限于傳統黑色金屬（如鑄鐵、鑄鋼）體系模具材料價格高、制備過程高污染高耗能、加工周期長等弊端，傳統樣車試制模具已成為限制汽車行業新車型開發過程中樣車試制技術發展的瓶頸，無法滿足現有樣車試制領域低成本、短周期、節能環保的要求；同時，現有黑色金屬模具材料也無法滿足中大型企業的高標準、高利用率、高效率、多品類、個性化的模具使用需求，無法與鋁合金、鎂合金等材料的汽車零部件成型性能相匹配，導致產品沖壓成型質量不佳。因此，亟需對樣車試制沖壓模具及配套技術進行開發，從模具材料、模具設計到模具制造等各方面都緊跟汽車制造業（特別是新能源汽車領域）綠色制造、短周期、多品種、低成本的發展趨勢。在此背景下，開發新型高分子復合材料用于樣車試制所需的沖壓模具不但縮短了模具制造時間、降低了模具制造成本、提高了模具制造精度，而且具有重量輕、耐腐蝕、抗震耐磨、節能環保等獨特優勢，與樣車試制領域對沖壓模具的使用需求高度吻合。

酚醛樹脂是以酚類化合物與醛類化合物經加成縮聚反應制得的一類合成樹脂，是高分子材料中使用最早、用量最大的品種之一。但酚醛樹脂固化所需的溫度高、固化時間長，使得其生產效率低，而且酚醛樹脂脆性大、韌性差、力學性能不佳，嚴重制約了酚醛樹脂更廣泛的應用。因此，綜合性能不佳的酚醛樹脂不能直接應用于樣車試制沖壓模具材料。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的缺點，提供一種酚醛樹脂組合物及其制備方法和在制備沖壓模具中的應用。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

第一方面，本發明提供了一種酚醛樹脂組合物，所述組合物按照質量份包括，改性酚醛樹脂 10~40份，丁苯橡膠 10~40份，鐵粉 5~12份，碳基材料 6~8份，非鐵金屬粉7~13份，金屬氧化物 0.2~3份，改性玄武巖纖維 10~13份和分散劑 2.4~5.3份。

可選實施方式中，所述碳基材料選自碳納米管和/或碳纖維；所述非鐵金屬粉選自Zr、Ni或Cu中至少一種；所述金屬氧化物為Al₂O₃、TiO₂、Ni₂O₃、Fe₃O₂或CoO中至少一種。