新型耐高温阻燃层压板的研制.pdf

代塑料加工应
期
DERN PLASTICS PROCESSING AND APPLICATIONS
新型耐高温阻燃层压板的硏制
姜卫丽赵华鹏2
(1.哈尔滨化工研究所,黑龙江哈尔滨,150020;2.杜邦中国集团有限公司,北京,100022)
摘要:以苯酚、甲醛为原料,在催化剂的作用下合成酚醛树脂,然后用硼酸改性得到硼酚醛(FB)树脂。采用FB树脂作
为基材树脂制作玻璃布层压板,FB树脂的耐热性比普通酚醛树脂高。FB树脂层压板具有好的耐热、阻燃、机械和电气性
能,其阻燃性能达到了UL-94垂直燃烧法V-0级
关键词:硼酚醛树脂耐热阻燃性层压板
New Laminate of Flame-retardant and
High Temperature Resistance
Jiang Weili Zhao Huapeng
(1. Harbin Research Institute of Chemical Industry, Harbin, Heilongjiang, 150020
2. Dupont China Holding Co., Ltd, Beijing, 100022)
Abstract: The phenolic resin was synthesized under catalytic agent, with phenol
and formaldehyde. The phenolic resin was modified by zinc borate, and FB resin was
obtained. The glass cloth laminate of the FB resin as the substrate resin was manufac
tured. The heat resistance of FB resin is higher than that of common phenolic resin
he FB resin glass cloth laminate has good heat resistance, flame-retardant, mechanical
and electric performance, and the flame retardancy attains UI-94 vertical combustion
method V-0 grade
Key words: boron phenloic resin; heat resistant; flame retardancy; laminate
随着国外航空工业技术的发展,为了提高航FB树脂层压板具有优异的耐高温性能、阻燃性
空电气与舱内材料的安全性,适航条例对此类材能、机械性能和电气性能
料的性能提出了极其严格的要求,特别是耐高温
性、阻燃性及耐烧蚀性。因此,国外绝缘材料制
试验部分
造商相继开发出了各种用途的航空级绝缘材料
成功用于军机及民机电气系统的绝缘结构零件。1.1主要试剂与仪器
国内层压制品材料的技术水平较为落后。
苯酚,工业品,哈尔滨华尔化工有限责任公
酚醛树脂因其良好的耐热性、稳定性和力学司;甲醛,工业品,大庆金葫精细化工公司;硼酸
性能,在航天、航空、电气、汽车、电子等许多领域分析纯,上海腾达化工有限公司;氢氧化钠,分析
逐步取代了工程塑料和一些金属及合金材料而纯,哈尔滨华尔化工有限责任公司;无碱玻璃布,
占据主导地位,获得广泛的应用1。然而普通酚工业品,江阴宝山玻纤制品有限公司;乙烯基三
醛树脂脆性大、吸水性高,其耐高温性、阻燃性及乙氧基硅烷偶联剂,分析纯,哈尔滨化工研究所。
环保性能也不能满足飞机电气及机械系统极为
苛刻的使用要求。现研究了用硼酸改性酚醛树
收稿日期:2011-03-11;修改稿收到日期:2011-05-15
作者筒介:姜卫丽,女,黑龙江哈尔滨人,高级工程卵,主要
脂使其成为硼酚醛(FB)树脂,然后采用FB树脂
从事有机高分子材料(如特种涂料和工程塑料)的合成和开
作为基材树脂制作玻璃布层压板。经试验测试,
发研究工作。E-mail: zhaohuapen2001@ yahao,com,cn。
姜卫丽等,新型耐高温阻燃层压板的研制
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DT-40热重分析仪,日本 Shimadzu公司;高温热氧化降解,因此普通酚醛树脂的耐热性
60SXR型红外光谱仪,美国 Nicolet公司;受到影响,稳定使用温度约为200C,FB醛树
DL110A型马丁耐热试验箱,上海试验设备厂;脂不但使树脂体系中的游离酚羟基大大减少,而
1341型万能材料试验机,英国 Instron公司。
且体系中所引人的硼氧键的键能远大于碳磯键
1.2FB树脂的合成
的键能,使FB树脂的热分解温度提高100~
FB树脂合成工艺流程:在反应釜中加入苯140℃?。图2是普通酚醛树脂的红外光谱图,
酚、甲醛水溶液和催化剂氢氧化钠,搅拌升温。图3是FB树脂的红外光谱图
75℃保温反应2.0h,减压脱水得水杨醇,然后
缓慢将计量的硼酸加人到热的水杨醇中,升温至
100~110C反应2.0h后开始减压真空脱水,
至所需黏度,降温出料得到黄绿色FB树脂
FB树脂玻璃布层压板的制作
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FB树脂玻璃布层压板的制作工艺如下。
波数
(1)对无碱玻璃布进行去脂和硅烷偶联剂处
理,烘干后待用。(2)配胶:用混胶罐把FB树脂
图2普通酚醛树脂红外光谱曲线
用乙酸乙酯溶剂调配到需要的胶液密度。(3)将
胶液放人胶槽中,待烘箱温度达到工艺要求时
进行生产。(4)根据工艺指标调整挤胶辊间隙、
烘干温度、车速及胶液密度。(5)备料:对FB树
脂玻璃胶布进行裁剪,按密度计算下料量,并摆
放整齐。(6)将不锈钢板擦净,均匀抹上.1层脱
1750150012501000750500
模剂,再用于布轻微擦一下,以防产品表面出油
波数/
花。(7)把准备好的FB树脂玻璃胶布放在涂好
脱模剂的不锈钢板上,两边放好衬垫材料,放人
图3FB树脂红外光谱曲线
压床内。(8)将料装好后,开始升温预热。预热
在反应过程中有少部分甲醛在苯酚的对位
的时间、温度、压力要根据半成品的可溶性控制,发生反应,因此,在757,1cm'处的吸收峰强度
做到流胶量要少,保证产品表面平整。(9)产品大于824.8cm'处的吸收峰(见图3),显示出
成型后热压,热压成型后冷却,冷却至室温起模,邻位树脂的特点们。由图3见,1582.1cm
进行切割处理等细加工得到FB树脂玻璃布层和1478.7cm处是苯环骨架的伸缩振动吸收
压板。
峰,反应后新生成的1352.3cm~1处的特征吸
FB树脂玻璃布层压板的制作工艺流程如图1。收峰为硼酸酯键的吸收峰,1235.7cm-'处是
无技璃布一去脂及側联剂处理一烘于
C-O键的吸收峰,在改性后吸收峰增强。由此
可证明硼元素已经进入了树脂大分子链中,形成
剪栽备料
一手」一政相一种
含硼的杂环结构,有助于提高耐高温性、阻燃性
和耐烧蚀性能。
热压加エ冷却切割处理
层压板产品
图4为FB树脂与普通酚醛树脂的热失重
平板处理
分析曲线
图1层压板制作工艺流程
由图4可见,与普通酚醛树脂相比