| 专利名称： | 电机换向器用高玻纤挤出模头造粒型酚醛模塑料 | ||
| 专利名称(英文)： | High-glass-fiber extrusion die head granulation-type phenol formaldehyde molding compound for motor commutators | ||
| 专利号： | CN201510449226.4 | 申请时间： | 20150728 |
| 公开号： | CN105017713A | 公开时间： | 20151104 |
| 申请人： | 广西信和新合成材料有限公司 | ||
| 申请地址： | 545112 广西壮族自治区柳州市柳江县新兴工业园兴发路6号 | ||
| 发明人： | 邱家会; 邱维; 周仁雄 | ||
| 分类号： | C08L61/06; C08L79/04; C08L61/02; C08L23/06; C08K13/04; C08K7/14; C08K3/34; C08K5/09 | 主分类号： | C08L61/06 |
| 代理机构： | 北京中恒高博知识产权代理有限公司 11249 | 代理人： | 陆菊华 |
| 摘要： | 本发明公开一种电机换向器用高玻纤挤出模头造粒型酚醛模塑料，按重量计，包括如下组分：热固性酚醛树脂固体混合物3-5%；热塑性酚醛树脂10-15%；苯并噁嗪树脂5-12%；醛酮树脂3-10%；玻璃纤维45-60%；聚乙烯蜡1-5%；固化剂2-5%；固化促进剂1-3%；无机填料1-10%；增韧剂1-5%；脱模剂0.3-2%。经配料、混合、挤出，模头造粒、冷却、筛选、磁选除铁得到产品。采用本发明的高玻纤挤出模头造粒型酚醛模塑料制成的换向器具有良好的韧性、弯曲强度、冲击强度和热稳定性。可用于一般电机换向器上，也可用于吸尘器电机、汽车启动电机等性能要求高的换向器上。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a high-glass-fiber extrusion die head granulation-type phenol formaldehyde molding compound for motor commutators, which comprises the following components in parts by weight : 3-5% of thermosetting phenolic resin solid mixture, 10-15% of thermoplastic phenolic resin, 5-12% of benzoxazine resin, 3-10% of aldehyde ketone resin, 45-60% of glass fiber, 1-5% of polyethylene wax, 2-5% of curing agent, 1-3% of curing accelerator, 1-10% of inorganic filler, 1-5% of toughener and 0.3-2% of mold release agent. The molding compound is prepared by the following steps : proportioning, mixing, extrusion, die head granulation, cooling, screening and magnetic separation iron removal to obtain the product. The commutator prepared from the high-glass-fiber extrusion die head granulation-type phenol formaldehyde molding compound has favorable toughness, bending strength, impact strength and heat stability. The high-glass-fiber extrusion die head granulation-type phenol formaldehyde molding compound can be used in common motor commutators and also commutators for dust collector motors, automobile start motors and other commutators with high performance requirements. | ||
1.电机换向器用高玻纤挤出模头造粒型酚醛模塑料，按重量计，包括如下组分： 热固性酚醛树脂固体混合物 3-5%； 热塑性酚醛树脂 10-15%； 苯并噁嗪树脂 5-12%； 醛酮树脂 3-10%； 玻璃纤维 45-60%； 聚乙烯蜡 1-5%； 固化剂 2-5%； 固化促进剂 1-3%； 无机填料 1-10%； 增韧剂 1-5%； 脱模剂 0.3-2%。
2.根据权利要求1所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述热固性酚醛树脂固体混合物是通过如下方法得到：将液体热固性酚醛树脂、滑石粉和硬脂酸按重量比为1:(2-3):(0.5-1.5)混合，经捏合机捏合、压片、抽真空烘干、粉碎得到。
3.根据权利要求2所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述液体热固性酚醛树脂的固含量≥75%，粘度（25℃）1000-2000mPa·s，游离酚小于12%。
4.根据权利要求1所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述热塑性酚醛树脂的软化点为90-100℃，游离酚小于1%，羟基当量100-110。
5.根据权利要求1所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述苯并噁嗪树脂的软化点为40-120℃，凝胶化时间(210℃)为6-20min。
6.根据权利要求1所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述醛酮树脂的软化点为80-130℃。
7.根据权利要求1所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述聚乙烯蜡的软化点为100-110℃。
8.根据权利要求1所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述增韧剂为聚氨酯和尼龙PA66的混合物，优选地，聚氨酯和尼龙PA66重量比为1:1。
9.根据权利要求1所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述玻璃纤维平均直径9-15μm，长度3-8mm。
10.根据权利要求1所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述固化剂为乌洛托品，所述固化促进剂为氧化镁、氢氧化镁和氧化锌中的任意一种或一种以上的混合，所述无机填料为滑石粉、高岭土、硅灰石、碳酸钙和云母粉中的任意一种或一种以上的混合，所述脱模剂为硬脂酸、硬脂酸钙和硬脂酸锌中的任意一种或一种以上的混合。
1.电机换向器用高玻纤挤出模头造粒型酚醛模塑料，按重量计，包括如下组分： 热固性酚醛树脂固体混合物 3-5%； 热塑性酚醛树脂 10-15%； 苯并噁嗪树脂 5-12%； 醛酮树脂 3-10%； 玻璃纤维 45-60%； 聚乙烯蜡 1-5%； 固化剂 2-5%； 固化促进剂 1-3%； 无机填料 1-10%； 增韧剂 1-5%； 脱模剂 0.3-2%。
2.根据权利要求1所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述热固性酚醛树脂固体混合物是通过如下方法得到：将液体热固性酚醛树脂、滑石粉和硬脂酸按重量比为1:(2-3):(0.5-1.5)混合，经捏合机捏合、压片、抽真空烘干、粉碎得到。
3.根据权利要求2所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述液体热固性酚醛树脂的固含量≥75%，粘度（25℃）1000-2000mPa·s，游离酚小于12%。
4.根据权利要求1所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述热塑性酚醛树脂的软化点为90-100℃，游离酚小于1%，羟基当量100-110。
5.根据权利要求1所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述苯并噁嗪树脂的软化点为40-120℃，凝胶化时间(210℃)为6-20min。
6.根据权利要求1所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述醛酮树脂的软化点为80-130℃。
7.根据权利要求1所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述聚乙烯蜡的软化点为100-110℃。
8.根据权利要求1所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述增韧剂为聚氨酯和尼龙PA66的混合物，优选地，聚氨酯和尼龙PA66重量比为1:1。
9.根据权利要求1所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述玻璃纤维平均直径9-15μm，长度3-8mm。
10.根据权利要求1所述的酚醛模塑料，其特征在于：所述固化剂为乌洛托品，所述固化促进剂为氧化镁、氢氧化镁和氧化锌中的任意一种或一种以上的混合，所述无机填料为滑石粉、高岭土、硅灰石、碳酸钙和云母粉中的任意一种或一种以上的混合，所述脱模剂为硬脂酸、硬脂酸钙和硬脂酸锌中的任意一种或一种以上的混合。
翻译：技术领域
本发明涉及一种电机换向器用高玻纤挤出模头造粒型酚醛模塑料。
背景技术
电机中换向器用的酚醛模塑料，一般都是经双辊机辊压或挤出机挤出之后辊压制成片块状冷却，再由粉碎机粉碎成颗粒，经过振动筛筛选后还残留大量粉末，如果过筛时候筛孔太大，成品率就降低到80%以下；大量的细微粉末在生产换向器压制过程扬起，对车间环境造成影响和对人体造成危害，同时粉尘的溢出造成了材料的浪费。电机换向器用酚醛模塑料中玻璃纤维含量很高，目前很难用挤出模头造粒成型，国内厂家只能先制成片块状经过粉碎机粉碎而得到产品，目前还无一种用于电机换向器上挤出模头造粒型酚醛模塑料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种电机换向器用高玻纤挤出模头造粒型酚醛模塑料。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
电机换向器用高玻纤挤出模头造粒型酚醛模塑料，按重量计，包括如下组分：
热固性酚醛树脂固体混合物 3-5%；
热塑性酚醛树脂 10-15%；
苯并噁嗪树脂 5-12%；
醛酮树脂 3-10%；
玻璃纤维 45-60%；
聚乙烯蜡 1-5%；
固化剂 2-5%；
固化促进剂 1-3%；
无机填料 1-10%；
脱模剂 0.5-2%；
增韧剂 1-5%；
脱模剂 0.3-2%。
进一步，所述热固性酚醛树脂固体混合物是通过如下方法得到：将液体热固性酚醛树脂、滑石粉和硬脂酸按重量比为1:(2-3):(0.5-1.5)混合，经捏合机捏合、压片、抽真空烘干、粉碎得到。
更进一步，所述液体热固性酚醛树脂的固含量≥75%，粘度（25℃）1000-2000mPa·s，游离酚小于12%。
进一步，所述热塑性酚醛树脂的软化点为90-100℃，游离酚小于1%，羟基当量100-110。
进一步，所述苯并噁嗪树脂的软化点为40-120℃，凝胶化时间(210℃)为6-20min。
进一步，所述醛酮树脂的软化点为80-130℃。
进一步，所述聚乙烯蜡的软化点为100-110℃。
进一步，所述增韧剂为聚氨酯和尼龙PA66的混合物，优选地，聚氨酯和尼龙PA66重量比为1:1。
进一步，所述玻璃纤维平均直径9-15μm，长度3-8mm。
进一步，所述固化剂为乌洛托品，所述固化促进剂为氧化镁、氢氧化镁和氧化锌中的任意一种或一种以上的混合，所述无机填料为滑石粉、高岭土、硅灰石、碳酸钙和云母粉中的任意一种或一种以上的混合，所述脱模剂为硬脂酸、硬脂酸钙和硬脂酸锌中的任意一种或一种以上的混合。
添加的脱模剂保证下游客户在利用本发明的模塑料压制产品的过程中，产品与模具顺利脱离，不粘膜。
按所述各组分的用量，经配料、混合、挤出，模头造粒、冷却、筛选、磁选除铁得到所述电机换向器用高玻纤挤出模头造粒型酚醛模塑料。
本发明使用热固性酚醛树脂固体混合物，使产品在成型过程中加快固化速度，降低粘模的可能性，同时使产品在固化过程中交联反应更完全，提高了产品的强度，降低产品固化后尺寸变形的可能性。
采用本发明的高玻纤挤出模头造粒型酚醛模塑料制成的换向器具有良好的韧性、弯曲强度、冲击强度和热稳定性。可用于一般电机换向器上，也可用于吸尘器电机、汽车启动电机等性能要求高的换向器。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例所用的液体热固性酚醛树脂固含量大于等于75%，游离酚少于12%，粘度（25℃）1000-2000mPa·s。现有液体热固性酚醛树脂只能做侵润玻纤丝和短切丝，无法直接在挤出机生产线上使用。
所用的热塑性酚醛树脂的软化点为90-100℃，羟基当量100-110，大小为100-300目的固体粉末，游离酚含量要求小于1%，使产品在挤出机捏合及通过挤出模头造粒的时候降低游离酚等挥发份对挤出机机筒及造粒模头的腐蚀磨损，保证了产品能连续长时间造粒。
所用的苯并噁嗪树脂的软化点为40-120℃，凝胶化时间(210℃)为6-20min，挥发份小于6%，粒径为100-300目的固体粉末，用于提高了产品的耐热性和阻然性，适应了高端电机换向器高温环境的要求，同时苯并噁嗪树脂固化反应时候无小分子放出，其固化收缩低，使得换向器压制好后的尺寸与后固化后的尺寸相差很小，能达到客户的换向器模压好经过后固化之后，外圆不用再加工的要求。
所用的醛酮树脂的软化点为80-130℃，水含量小于5%，粒径为100-300目的固体粉末，用来提高产品的流动性，保证产品的捏合挤出及在模头造粒时候的连续性。同时，提高产品对铜的附着力，减少产品制成换向器后产生飞片的可能性。
所用的聚乙烯蜡的软化点为100-110℃，分子量2000-3000，用于提高产品的润滑性和加工性，保证产品在挤出机中不堵料、不固化，同时在挤出机模头造粒中不堵造粒模头，保证生产的连续性。同时也作为产品在模压成型过程的脱模剂使用。
所用的玻璃纤维平均直径9-15μm，长度3-8mm。
所用的聚氨酯粉末熔点80-130，熔融指数（g/10min,150℃/21.18N）10-20,颗粒大小在80-200μm。
实施例1
电机换向器用高玻纤挤出模头造粒型酚醛模塑料的配比如下：
热固性酚醛树脂固体混合物 3%；
热塑性酚醛树脂 15%；
苯并噁嗪树脂 5%；
醛酮树脂 3%；
玻璃纤维 60%；
聚乙烯蜡 1%；
乌洛托品 2%；
氧化镁 3%；
滑石粉 5%；
硬脂酸 1%；
增韧剂 1%；
颜料 1%。
按配比将上述各种原料投入混合机中混合均匀，得到的混合料加入单螺杆挤出机，螺杆挤出机三段温度设置为：一段：20-60℃，二段为60-115℃，三段为：60-100℃，原料经过挤出机中的螺块捏合挤出后，通过输送螺块进入安装在挤出机前端的造粒模头，物料通过造粒模头再经过旋转切刀切断成圆柱形颗粒（圆柱形颗粒直径1-8mm，直径是通过造粒模头孔径大小决定，长度2-10mm，长度是通过旋转切刀调转速决定），圆柱型颗粒进入冷却风桶，冷却之后过振动筛筛除粉末，再经过磁列阵筛除含铁杂质得到合格产品。
其中，热固性酚醛树脂固体混合物是通过如下步聚得到：按重量比为1:2:0.5，将液体热固性酚醛树脂、滑石粉和硬脂酸加入捏合机，在捏合机加热至30-65℃搅拌捏合，搅拌过程中用真空机抽干挥发份后辊压成片，在100℃烘烤1个小时后，粉碎颗粒直径小于7mm而成。在制备热固性酚醛树脂固体混合物时加入硬脂酸是为了方便制得的固体混合物从捏合机中脱离以及压片时不粘双辊，使压片粉碎工艺可执行。
增韧剂由重量比为1:1的聚氨酯和尼龙PA66组成。
实施例2
电机换向器用高玻纤挤出模头造粒型酚醛模塑料的配比如下：
热固性酚醛树脂固体混合物 5%；
热塑性酚醛树脂 15%；
苯并噁嗪树脂 12%；
醛酮树脂 10%；
玻璃纤维 45%；
聚乙烯蜡 1%；
乌洛托品 2%；
氧化锌 1%；
硅灰石 5%；
硬脂酸钙 2%；
增韧剂 1%；
颜料 1%，制备过程同实施例1。
其中，热固性酚醛树脂固体混合物是通过如下步聚得到：按重量比为1:3:1.5，将热固性酚醛树脂、滑石粉和硬脂酸加入捏合机，在捏合机加热至30-65℃搅拌捏合，搅拌过程中用真空机抽干挥发份后辊压成片，在70℃烘烤3个小时后，粉碎颗粒直径小于7mm而成。
增韧剂由重量比为1:1的聚氨酯和尼龙PA66组成。
实施例3
电机换向器用高玻纤挤出模头造粒型酚醛模塑料的配比如下：
热固性酚醛树脂固体混合物 4%；
热塑性酚醛树脂 12%；
苯并噁嗪树脂 7%；
醛酮树脂 5%；
玻璃纤维 58%；
聚乙烯蜡 4%；
乌洛托品 3%；
氧化镁 2%；
高岭土 1%；
硬脂酸锌 1%；
增韧剂 2%；
颜料 1%，制备过程同实施例1。
其中，热固性酚醛树脂固体混合物是通过如下步聚得到：按重量比为1:2.5:1，将热固性酚醛树脂、滑石粉和硬脂酸加入捏合机，在捏合机加热至30-65℃搅拌捏合，搅拌过程中用真空机抽干挥发份后辊压成片，在100℃烘烤1个小时后，粉碎颗粒直径小于7mm而成。
增韧剂由重量比为1:1的聚氨酯和尼龙PA66组成。
将实施例1-3制得的产品，由液压成型机按GB 1404制成样条，制样条件为：上模165℃，下模 165℃，注射压力2MPa（柱头直径50mm），注射时间45秒，保压时间180-320秒，样条再经150℃ 3小时，190℃ 3小时，210℃ 3小时后固化。测试性能如下：
如用热塑性酚醛树脂替代热固性酚醛树脂固体混合物，在流动性测试模具中实际测得3英寸以下就很难生产，弯曲强度大概在185-200MPa，而采用本发明的方案，流动性做到1.8-3.0都很容易，流动性越短，在模具固化就越快。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
