一种特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺的制作方法

1.本发明涉及注塑料生产技术领域，具体为一种特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺。


背景技术：

2.目前，尽管无氨注塑料相关的研究很多，但是国内市场上自主生产的无氨注塑料还很少出现，而这些研究大多处于试验阶段，要实现工业上批量稳定生产还需要深入研究。特别是在一些高端应用领域，高性能的特种无氨酚醛注塑料，仍然被国外企业所垄断。
3.目前，在环保无氨酚醛注塑料相关的研究中，主要存在三个问题：
4.(1)树脂的性能需要提高；作为注塑料的基体，树脂的性能往往影响着注塑料的工艺性能和制品性能，目前国内无氨注塑料用树脂主要是以碱催化的resole树脂(含有羟甲基的液态酚醛树脂)，经缩聚、中和和脱水，最终以溶液投入使用，在实验中发现该树脂具有游离酚含量高、在使用中容易粘辊粘模问题，必须与novolac树脂(线性固体酚醛树脂)复配才能有所应用；
5.(2)在制备工艺上；由于采用resole树脂与novolac树脂复配使用，由于resole树脂中含有较多溶剂的存在，与木粉等其他原料混合时，包裹成小球装很难分散开来，因此在实际操作中，先使用捏合及将各种原材料分散均匀，再烘干使用双辊开炼机生产注塑料，工艺繁琐，且双辊开炼机生产注塑料时分散效果差，很难将玻纤分散好，因为制得的产品质量较差也不稳定。同时这种体系也无法使用螺杆挤出工艺和釜式搅拌包覆成粒固型技术制备玻纤增强的注塑料。
6.(3)以醋酸锌催化的固体状的苯醚型高邻位酚醛树脂，该树脂在使用中工艺性能好，能避免粘辊粘模问题，但是存在缩聚反应时间长、凝胶时间长等问题。这类树脂比较有代表性的的是山东圣泉股份有限公司生产的苯醚型高邻位酚醛树脂8501以及浙江杭摩科技股份生产的rd10和rd15，其150℃下的凝胶时间都大于150秒，制备的无氨酚醛注塑料存在成型慢，成型后树脂固化的交联密度低，制品脱模后软，负荷热变形温度低等缺陷，无法满足注塑料的工艺要求。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺，以解决上述背景技术中提出制备的无氨酚醛注塑料存在的缺陷，无法满足注塑料要求的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
9.一种特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺，由下列重量份数的成分制成：水溶性酚醛树脂按固体份计算38-45份，木粉0-25份，木质纤维素0-25份，矿物填料10-25份，阻燃剂10-20份，润滑剂0.5-2.5份，脱模剂0.5-1.5份，颜料0.5-1.5份，固化促进剂0.5-5.0份，玻璃纤维10-20份；
10.包括以下步骤：
11.s10：将按比例计量好的木粉、木质纤维素、矿物填料、阻燃剂、润滑剂、脱模剂份、颜料、固化促进剂投入高速分散机中高速分散15-20min，确保物料分散均匀；
12.s20：将高速分散好的物料投入底部带有两层搅拌，侧壁带有回心挡块的真空造粒釜中，加入计量好的短切玻璃纤维，开动造粒釜搅拌装置，转速控制在40-60r/min，缓慢的向造粒釜中注入合成好的水溶性酚醛树脂；
13.s30：水溶性酚醛树脂树脂注入完毕后，将造粒釜搅拌转速提高到80-120r/min，同时控制造粒釜蒸汽和冷却水调节阀，控制釜内物料温度，并在15-20min内将物料温度升温至60-65℃；
14.s40开启真空泵，5min内将造粒釜内真空度提升至负压0.05-0.06mpa，同时提高搅拌转速到150-200r/min，并在此状态下真空脱水10-15min；在此过程中，要不断观察釜内情况，防止物料堵塞真空管道口；
15.s50：降低造粒釜搅拌转速到100-150r/min，同时提升真空度至负压0.09-0.1mpa，在不断加热和真空脱水的条件下，将釜内物料温度缓慢上升到80℃，整个过程耗时2.0-2.5h；
16.s60：釜内物料温度达到80℃后，开始取样测试物料含水率，含水率到达2.0％-4.0％时，调整搅拌电机旋转方向，让搅拌反转，造粒釜搅拌转速到80-120r/min，利用搅拌将物料撞击在回心挡块的刀刃部分将较大的块状物料破碎，在此状态下搅拌回击10-15min后降低造粒釜搅拌转速到20-30r/min，开始放料；
17.s70：控制放料速度，将造粒好的料均匀输送至垂直震动盘式冷却提升机的料盘内，在震动的作用下，物料颗粒不断的从底部料盘内向上移动，并在冷风的的作用下进行冷却，垂直震动盘式冷却提升机出口物料的温度应控制在40℃以下；
18.s80筛分，破碎和回收：冷却后的物料再进入震动筛筛分，筛网分两层，上层筛网目数5-10目，下层筛网40-80目，通过上层筛网不过下层筛网的以及不过上层筛网的经破碎筛分的既为产品，而通过下层筛网的细粉再回收利用；
19.作为优选，步骤s20中所述水溶性酚醛树脂为自制，固含量45％-50％，粘度100-500cp(25℃)，数均分子量mn200-400,羟甲基含量≥15％。
20.作为优选，步骤s20中所述水溶性酚醛树脂的制备方法包括如下步骤：
21.s21：将熔融状态的592份苯酚溶液加入到带有冷凝回流装置的反应釜中，开动搅拌器，控制搅拌转速80-120r/min，加入30-60份50％的氢氧化钾水溶液，5-10份的氢氧化钡；控制反应釜物料温度45-50℃，并在此温度下搅拌10-15分钟后，缓慢的向反应釜中注入1552.6-2156.4份37％的甲醛溶液；
22.s22：37％的甲醛注入完毕后，调节蒸汽和冷却水阀门，按5-6℃/min的升温速度将体系物料温度升至60-65℃，并在此温度下反应60-90min，保温结束后，向反应釜内缓慢注入第二批248份熔化好的苯酚溶液，并再加入15-30份50％的氢氧化钾水溶液；
23.s23：调节蒸汽和冷却水阀门，按5-6℃/min的升温速度将体系物料温度升至70-75℃，并保温反应30-60min。保温结束后，缓慢向反应釜中注入第三批160份熔化好的苯酚溶液，并再加入10-20份50％的氢氧化钾水溶液；
24.s24：控制反应釜中物料温度在70-75℃，并再此条件下反应直至物料在0℃水中出现云雾，反应达到终点，加入5-10份kh550硅烷偶联剂，搅拌5min，并降温至60℃，得到水溶
性酚醛树脂，进入下一个工序。
25.作为优选，木粉80目过筛全通，100目过筛余量≤5％。
26.作为优选，矿物填料选用滑石粉、碳酸钙、云母粉、硅灰石粉、高岭土或硫酸钡中的一种或几种，矿物填料细度≥300目。
27.作为优选，阻燃剂为无卤阻燃剂，选用氢氧化铝、氢氧化铝、聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、三氧化二锑中的一种或多种。
28.作为优选，促进剂选用氢氧化镁、氧化镁、氢氧化钙中的一种或几种；脱模剂选用硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钙、ebs中的一种或几种；颜料为钛白粉、氧化铁红、氧化铁黄、炭黑、铬绿中的一种或多种。
29.作为优选，润滑剂选用聚乙二醇-1000、聚乙二醇-4000、聚丙二醇-1000、聚丙二醇-4000、聚丙二醇-330n、硬脂酸复合酯、油酸酰胺和芥酸酰胺、pe蜡、二甘醇二苯甲酸酯中的一种或多种。
30.作为优选，玻璃纤维为玻璃纤维短切丝，其单丝直径为3-70um,优选为5-30um，更为优选的是5-15um；选用的玻璃纤维短切丝，长度为1.5-10cm，优选为2-6mm，更为优选的是2-3mm；选用的玻璃纤维表面经偶联剂处理，优选硅烷偶联剂处理的玻璃纤维，更为优选的是经环氧基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂处理的玻璃纤维。
31.作为优选，木质纤维素为α-木质纤维素，选用阔叶材α-木质纤维素、针叶材α-木质纤维素中的一种或两种，优选针叶材α-木质纤维素一种。
32.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺中，在配方中添加木粉或木浆纤维、玻璃纤维等，通过湿法造粒技术制备玻纤增强的环保无氨型特种酚醛注塑料，可广泛应用于电子电器领域有较高要求的零部件制造，如线圈骨架、继电器、微型开关、连接器等，还具有以下优点：
33.(1)自制的水溶性的酚醛树脂，树脂粘度较低，能够有效的渗透到木粉、木浆纤维，且能有效的浸润玻璃纤维；
34.(2)自制的水溶性的酚醛树脂，羟甲基含量高，无需添加乌洛托品等固化剂可实现加热固化，固化速度快，且制备的酚醛注塑料在固化成型时无氨气释放；
35.(3)本发明采用了湿法造粒技术，脱水干燥与造粒在同一造粒釜中进行，方法简单有效，效率高；
36.(4)本发明采用的湿法造粒技术，是通过造粒釜搅拌桨的特殊结构，在不同速率搅拌、真空脱水以及温度的作用下，将物料聚集成不规则的颗粒状，再通过冷却、筛分等工艺手段，制备玻璃纤维增强的颗粒状无氨注塑料；
37.(5)本发明采用的湿法造粒技术，在无氨注塑料的制备过程中，物料是在不同速率搅拌、真空脱水以及温度的作用下聚集成颗粒的。在整个过程玻璃纤维几乎不受破坏，制备的注塑料强度高，且综合性能好。
附图说明
38.图1为实施例1的产品示意图；
39.图2为对比实施例1的产品示意图；
具体实施方式
40.下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.实施例1
42.一种特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺，由下列重量份数的成分制成：水溶性酚醛树脂按固体份计算40份，木粉5份，木质纤维素8份，矿物填料10份，阻燃剂15份，润滑剂2份，脱模1份，颜料1份，固化促进剂3份，玻璃纤维15份；
43.本实施例中特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺包括以下步骤：
44.s10：将按比例计量好的木粉、木质纤维素、矿物填料、阻燃剂、润滑剂、脱模剂份、颜料、固化促进剂投入高速分散机中高速分散20min，确保物料分散均匀；
45.s20：将高速分散好的物料投入底部带有两层搅拌，侧壁带有回心挡块的真空造粒釜中，加入计量好的短切玻璃纤维，开动造粒釜搅拌装置，转速控制在60r/min，缓慢的向造粒釜中注入合成好的水溶性酚醛树脂；
46.s30：水溶性酚醛树脂树脂注入完毕后，将造粒釜搅拌转速提高到100r/min，同时控制造粒釜蒸汽和冷却水调节阀，控制釜内物料温度，并在20min内将物料温度升温至60-65℃；
47.s40开启真空泵，5min内将造粒釜内真空度提升至负压0.05mpa，同时提高搅拌转速到150r/min，并在此状态下真空脱水15min；在此过程中，要不断观察釜内情况，防止物料堵塞真空管道口；
48.s50：降低造粒釜搅拌转速到100r/min，同时提升真空度至负压0.09mpa，在不断加热和真空脱水的条件下，将釜内物料温度缓慢上升到80℃，整个过程耗时2.5h；
49.s60：釜内物料温度达到80℃后，开始取样测试物料含水率，含水率到达3％时，调整搅拌电机旋转方向，让搅拌反转，造粒釜搅拌转速到80-120r/min，利用搅拌将物料撞击在回心挡块的刀刃部分将较大的块状物料破碎，在此状态下搅拌回击10min后降低造粒釜搅拌转速到25r/min，开始放料；
50.s70：控制放料速度，将造粒好的料均匀输送至垂直震动盘式冷却提升机的料盘内，在震动的作用下，物料颗粒不断的从底部料盘内向上移动，并在冷风的的作用下进行冷却，垂直震动盘式冷却提升机出口物料的温度应控制在40℃以下；
51.s80筛分，破碎和回收：冷却后的物料再进入震动筛筛分，筛网分两层，上层筛网目数8目，下层筛网40目，通过上层筛网不过下层筛网的以及不过上层筛网的经破碎筛分的既为产品，而通过下层筛网的细粉再回收利用；
52.进一步的，步骤s20中水溶性酚醛树脂为自制，固含量48.6％，粘度300cp(25℃)，数均分子量mn310,羟甲基含量17.3％。
53.本实施例中，步骤s20中水溶性酚醛树脂的制备方法包括如下步骤：
54.s21：将熔融状态的592份苯酚溶液加入到带有冷凝回流装置的反应釜中，开动搅拌器，控制搅拌转速100r/min，加入50份50％的氢氧化钾水溶液，8份的氢氧化钡；控制反应釜物料温度50℃，并在此温度下搅拌13分钟后，缓慢的向反应釜中注入1725份37％的甲醛
溶液；
55.s22：37％的甲醛注入完毕后，调节蒸汽和冷却水阀门，按5-6℃/min的升温速度将体系物料温度升至60℃，并在此温度下反应90min，保温结束后，向反应釜内缓慢注入第二批248份熔化好的苯酚溶液，并再加入25份50％的氢氧化钾水溶液；
56.s23：调节蒸汽和冷却水阀门，按5-6℃/min的升温速度将体系物料温度升至70℃，并保温反应60min。保温结束后，缓慢向反应釜中注入第三批160份熔化好的苯酚溶液，并再加入15份50％的氢氧化钾水溶液；
57.s24：控制反应釜中物料温度在70℃，并再此条件下反应直至物料在0℃水中出现云雾，反应达到终点，加入8份kh550硅烷偶联剂，搅拌5min，并降温至60℃，得到水溶性酚醛树脂，进入下一个工序。
58.值得说明的是，木粉80目过筛全通，100目过筛余量≤5％。
59.具体的，矿物填料选用滑石粉和碳酸钙以1：1比例混合，矿物填料细度为400目全通，阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁以1：1比例混合，促进剂选用氢氧化钙；脱模剂选用硬脂酸钙和硬脂酸锌；颜料为油溶苯胺黑，润滑剂选用聚乙二醇-1000、聚乙二醇-4000的混合物，玻璃纤维为玻璃纤维短切丝，其单丝直径为15um，长度为2mm；选用的玻璃纤维表面经偶联剂处理，优选硅烷偶联剂经环氧基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂处理的玻璃纤维，木质纤维素为针叶材α-木质纤维素。
60.实施例1产品的性能指标如下：注塑件密度1.56g/cm3；标注件注塑成型时间28s；弯曲强度σ
fm
125.62mpa；弯曲模量10.02gpa；拉伸强度63.81mpa；简支梁缺口冲击强度a
cu
2.36kj/m2；负荷热变形温度t
ff
1.8203℃；耐漏电起痕指数pti175v；电气强度13.0kv/mm；ul阻燃等级(1.0mm)v0级；游离氨meam0.008％。
61.实施例2
62.一种特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺，由下列重量份数的成分制成：水溶性酚醛树脂按固体份计算43份，木粉8份，木质纤维素5份，矿物填料8份，阻燃剂10份，润滑剂2份，脱模剂1份，颜料1份，固化促进剂2份，玻璃纤维20份；
63.本实施例中特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺包括以下步骤：
64.s10：将按比例计量好的木粉、木质纤维素、矿物填料、阻燃剂、润滑剂、脱模剂份、颜料、固化促进剂投入高速分散机中高速分散20min，确保物料分散均匀；
65.s20：将高速分散好的物料投入底部带有两层搅拌，侧壁带有回心挡块的真空造粒釜中，加入计量好的短切玻璃纤维，开动造粒釜搅拌装置，转速控制在60r/min，缓慢的向造粒釜中注入合成好的水溶性酚醛树脂；
66.s30：水溶性酚醛树脂树脂注入完毕后，将造粒釜搅拌转速提高到120r/min，同时控制造粒釜蒸汽和冷却水调节阀，控制釜内物料温度，并在20min内将物料温度升温至65℃；
67.s40开启真空泵，5min内将造粒釜内真空度提升至负压0.06mpa，同时提高搅拌转速到180r/min，并在此状态下真空脱水10min；在此过程中，要不断观察釜内情况，防止物料堵塞真空管道口；
68.s50：降低造粒釜搅拌转速到120r/min，同时提升真空度至负压0.95mpa，在不断加热和真空脱水的条件下，将釜内物料温度缓慢上升到80℃，整个过程耗时2.0h；
69.s60：釜内物料温度达到80℃后，开始取样测试物料含水率，含水率到达4.0％时，调整搅拌电机旋转方向，让搅拌反转，造粒釜搅拌转速到80-120r/min，利用搅拌将物料撞击在回心挡块的刀刃部分将较大的块状物料破碎，在此状态下搅拌回击15min后降低造粒釜搅拌转速到30r/min，开始放料；
70.s70：控制放料速度，将造粒好的料均匀输送至垂直震动盘式冷却提升机的料盘内，在震动的作用下，物料颗粒不断的从底部料盘内向上移动，并在冷风的的作用下进行冷却，垂直震动盘式冷却提升机出口物料的温度应控制在40℃以下；
71.s80筛分，破碎和回收：冷却后的物料再进入震动筛筛分，筛网分两层，上层筛网目数10目，下层筛网80目，通过上层筛网不过下层筛网的以及不过上层筛网的经破碎筛分的既为产品，而通过下层筛网的细粉再回收利用；
72.进一步的，步骤s20中水溶性酚醛树脂为自制，固含量46.7％，粘度480cp(25℃)，数均分子量mn380,羟甲基含量18.2％。
73.本实施例中，步骤s20中水溶性酚醛树脂的制备方法包括如下步骤：
74.s21：将熔融状态的592份苯酚溶液加入到带有冷凝回流装置的反应釜中，开动搅拌器，控制搅拌转速120r/min，加入40份50％的氢氧化钾水溶液，10份的氢氧化钡；控制反应釜物料温度50℃，并在此温度下搅拌15分钟后，缓慢的向反应釜中注入1985份37％的甲醛溶液；
75.s22：37％的甲醛注入完毕后，调节蒸汽和冷却水阀门，按5-6℃/min的升温速度将体系物料温度升至65℃，并在此温度下反应60min，保温结束后，向反应釜内缓慢注入第二批248份熔化好的苯酚溶液，并再加入25份50％的氢氧化钾水溶液；
76.s23：调节蒸汽和冷却水阀门，按5-6℃/min的升温速度将体系物料温度升至75℃，并保温反应30min。保温结束后，缓慢向反应釜中注入第三批160份熔化好的苯酚溶液，并再加入15份50％的氢氧化钾水溶液；
77.s24：控制反应釜中物料温度在75℃，并再此条件下反应直至物料在0℃水中出现云雾，反应达到终点，加入10份kh550硅烷偶联剂，搅拌5min，并降温至60℃，得到水溶性酚醛树脂，进入下一个工序。
78.值得说明的是，木粉80目过筛全通，100目过筛余量≤5％。
79.具体的，矿物填料选用滑石粉和碳酸钙以1：1比例混合，矿物填料细度为400目，阻燃剂为聚磷酸铵、氢氧化铝和氢氧化镁的混合物，促进剂选用氧化镁；脱模剂选用硬脂酸钙和ebs；颜料为油溶苯胺黑，润滑剂选用聚乙二醇-2000、聚乙二醇-4000的混合物，玻璃纤维为玻璃纤维短切丝，其单丝直径为10um，长度为1.4mm；选用的玻璃纤维表面经偶联剂处理，优选硅烷偶联剂经环氧基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂处理的玻璃纤维，木质纤维素为针叶材α-木质纤维素。
80.实施例2产品的性能指标如下：注塑件密度1.54g/cm3；标注件注塑成型时间31s；弯曲强度σ
fm
133.67mpa；弯曲模量10.21gpa；拉伸强度70.22mpa；简支梁缺口冲击强度a
cu
2.36kj/m2；负荷热变形温度t
ff
1.8206℃；耐漏电起痕指数pti175v；电气强度13.0kv/mm；ul阻燃等级(1.5mm)v0级；游离氨meam0.008％。
81.对比实施例1
82.无氨酚醛注塑料重量份数的成分制成：苯醚型高邻位酚醛树脂34份，线性酚醛树
脂6份，木粉5份，木质纤维素8份，矿物填料10份，阻燃剂15份，润滑剂2份，脱模1份，颜料1份，固化促进剂3份，玻璃纤维15份；
83.对比实施例中无氨酚醛注塑料制备工艺包括以下步骤：
84.(1)将按比例计量好的苯醚型高邻位酚醛树脂、线性酚醛树脂、木粉、木质纤维素、矿物填料、阻燃剂、润滑剂、脱模剂份、颜料、固化促进剂投入高速分散机中高速分散20min，确保物料分散均匀；
85.(2)将第一步分散好的粉料投入卧式桨叶搅拌器中，转速调整至60r/min，再投入计量好的玻璃纤维短切丝，搅拌混合30min，使玻璃纤维短切丝在粉体物料中分散均匀。
86.(3)开动螺旋输送机，螺旋输送机的转速调整至30r/min，卧式桨叶搅拌器转速调整至10/min，再打开卧式桨叶搅拌器下料阀，使用螺旋输送机将混合好的物料输送至计量螺杆的料斗中。
87.(5)当计量螺杆料斗的物料达到2/3时，开动双螺杆混炼挤出机，并依次开动油泵、主机螺杆、侧向喂料器螺杆和计量螺杆。在开动主机螺杆之前，主机螺杆需要提前至少1h预热，三区温度设置：一区80℃，二区100℃，三区130℃。
88.(6)缓慢将主机螺杆和计量螺杆的转速调整20r/min和20r/min，待物料从双螺杆混炼挤出机被挤出结块后，开动压片机、皮带输送机、冷风机、破碎造粒机、振动筛等输送和造粒设备。
89.7)开动冷却水循环泵，一区和二区采用常温水进行冷却，冷却水温度应低于35℃，三区采用冷冻水冷却，水温应低于10℃；水压应均不低于0.8mpa，水量通过电磁阀智能控制。
90.(8)观察主机螺杆三区物料温度，一区物料温度应控制在78-82℃，二区物料温度应控制在98-102℃，三区物料温度应控制在125-130℃；当三个区域物料温度稳定后，再缓慢将主机螺杆和计量螺杆的转速调整400r/min和35r/min，并按照此工艺进行生产。
91.对比实施例1中，线型酚醛树脂软化点为105℃，数均分子量为620；苯醚型高邻位酚醛树脂软化点为88.5℃，数均分子量为510；其他原材料与实施例1相同。
92.实施例1产品的性能指标如下：注塑件密度1.55g/cm3；标注件注塑成型时间48s；弯曲强度σ
fm
120.29mpa；弯曲模量9.87gpa；拉伸强度60.27mpa；简支梁缺口冲击强度a
cu
2.23kj/m2；负荷热变形温度t
ff
1.8154℃；耐漏电起痕指数pti175v；电气强度12.0kv/mm；ul阻燃等级(1.0mm)v0级；游离氨meam0.011％。
93.实施例1与对比实例1相比，塑料颗粒粒子更均匀，细粉更好；制件的抗弯强度、弹性模量冲击强度均稍高于对比实施例1；而标注件注塑成型时间比对比实例1的注塑料快20s，且负荷热变形温度比对比实例1的注塑料制件高49℃，优势明显。
94.本发明特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺具有以下优点：
95.(1)自制的水溶性的酚醛树脂，树脂粘度较低，能够有效的渗透到木粉、木浆纤维，且能有效的浸润玻璃纤维；
96.(2)自制的水溶性的酚醛树脂，羟甲基含量高，无需添加乌洛托品等固化剂可实现加热固化，固化速度快，且制备的酚醛注塑料在固化成型时无氨气释放；
97.(3)本发明采用了湿法造粒技术，脱水干燥与造粒在同一造粒釜中进行，方法简单有效，效率高；
98.(4)本发明采用的湿法造粒技术，是通过造粒釜搅拌桨的特殊结构，在不同速率搅拌、真空脱水以及温度的作用下，将物料聚集成不规则的颗粒状，再通过冷却、筛分等工艺手段，制备玻璃纤维增强的颗粒状无氨注塑料；
99.(5)本发明采用的湿法造粒技术，在无氨注塑料的制备过程中，物料是在不同速率搅拌、真空脱水以及温度的作用下聚集成颗粒的。在整个过程玻璃纤维几乎不受破坏，制备的注塑料强度高，且综合性能好。
100.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺，其特征在于：由下列重量份数的成分制成：水溶性酚醛树脂按固体份计算38-45份，木粉0-25份，木质纤维素0-25份，矿物填料10-25份，阻燃剂10-20份，润滑剂0.5-2.5份，脱模剂0.5-1.5份，颜料0.5-1.5份，固化促进剂0.5-5.0份，玻璃纤维10-20份；制备工艺包括以下步骤：s10：将按比例计量好的木粉、木质纤维素、矿物填料、阻燃剂、润滑剂、脱模剂份、颜料、固化促进剂投入高速分散机中高速分散15-20min，确保物料分散均匀；s20：将高速分散好的物料投入底部带有两层搅拌，侧壁带有回心挡块的真空造粒釜中，加入计量好的短切玻璃纤维，开动造粒釜搅拌装置，转速控制在40-60r/min，缓慢的向造粒釜中注入合成好的水溶性酚醛树脂；s30：水溶性酚醛树脂树脂注入完毕后，将造粒釜搅拌转速提高到80-120r/min，同时控制造粒釜蒸汽和冷却水调节阀，控制釜内物料温度，并在15-20min内将物料温度升温至60-65℃；s40开启真空泵，5min内将造粒釜内真空度提升至负压0.05-0.06mpa，同时提高搅拌转速到150-200r/min，并在此状态下真空脱水10-15min；在此过程中，要不断观察釜内情况，防止物料堵塞真空管道口；s50：降低造粒釜搅拌转速到100-150r/min，同时提升真空度至负压0.09-0.1mpa，在不断加热和真空脱水的条件下，将釜内物料温度缓慢上升到80℃，整个过程耗时2.0-2.5h；s60：釜内物料温度达到80℃后，开始取样测试物料含水率，含水率到达2.0％-4.0％时，调整搅拌电机旋转方向，让搅拌反转，造粒釜搅拌转速到80-120r/min，利用搅拌将物料撞击在回心挡块的刀刃部分将较大的块状物料破碎，在此状态下搅拌回击10-15min后，降低造粒釜搅拌转速到20-30r/min，开始放料；s70：控制放料速度，将造粒好的料均匀输送至垂直震动盘式冷却提升机的料盘内，在震动的作用下，物料颗粒不断的从底部料盘内向上移动，并在冷风的的作用下进行冷却，垂直震动盘式冷却提升机出口物料的温度应控制在40℃以下；s80筛分，破碎和回收：冷却后的物料再进入震动筛筛分，筛网分两层，上层筛网目数5-10目，下层筛网40-80目，通过上层筛网不过下层筛网的以及不过上层筛网的经破碎筛分的既为产品，而通过下层筛网的细粉再回收利用。2.根据权利要求1所述的特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺，其特征在于：步骤s20中所述水溶性酚醛树脂为自制，固含量45％-50％，粘度100-500cp(25℃)，数均分子量mn200-400,羟甲基含量≥15％。3.根据权利要求1所述的特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺，其特征在于：步骤s20中所述水溶性酚醛树脂的制备方法包括如下步骤：s21：将熔融状态的592份苯酚溶液加入到带有冷凝回流装置的反应釜中，开动搅拌器，控制搅拌转速80-120r/min，加入30-60份50％的氢氧化钾水溶液，5-10份的氢氧化钡；控制反应釜物料温度45-50℃，并在此温度下搅拌10-15分钟后，缓慢的向反应釜中注入1552.6-2156.4份37％的甲醛溶液；s22：37％的甲醛注入完毕后，调节蒸汽和冷却水阀门，按5-6℃/min的升温速度将体系物料温度升至60-65℃，并在此温度下反应60-90min，保温结束后，向反应釜内缓慢注入第
二批248份熔化好的苯酚溶液，并再加入15-30份50％的氢氧化钾水溶液；s23：调节蒸汽和冷却水阀门，按5-6℃/min的升温速度将体系物料温度升至70-75℃，并保温反应30-60min；保温结束后，缓慢向反应釜中注入第三批160份熔化好的苯酚溶液，并再加入10-20份50％的氢氧化钾水溶液；s24：控制反应釜中物料温度在70-75℃，并再此条件下反应直至物料在0℃水中出现云雾，反应达到终点，加入5-10份kh550硅烷偶联剂，搅拌5min，并降温至60℃，得到水溶性酚醛树脂，进入下一个工序。4.根据权利要求1所述的特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺，其特征在于：木粉80目过筛全通，100目过筛余量≤5％。5.根据权利要求1所述的特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺，其特征在于：矿物填料选用滑石粉、碳酸钙、云母粉、硅灰石粉、高岭土或硫酸钡中的一种或几种，矿物填料细度≥300目。6.根据权利要求1所述的特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺，其特征在于：阻燃剂为无卤阻燃剂，选用氢氧化铝、氢氧化铝、聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、三氧化二锑中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺，其特征在于：促进剂选用氢氧化镁、氧化镁、氢氧化钙中的一种或几种；脱模剂选用硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钙、ebs中的一种或几种；颜料为钛白粉、氧化铁红、氧化铁黄、炭黑、铬绿中的一种或多种。8.根据权利要求1所述的特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺，其特征在于：润滑剂选用聚乙二醇-1000、聚乙二醇-4000、聚丙二醇-1000、聚丙二醇-4000、聚丙二醇-330n、硬脂酸复合酯、油酸酰胺和芥酸酰胺、pe蜡、二甘醇二苯甲酸酯中的一种或多种。9.根据权利要求1所述的特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺，其特征在于：玻璃纤维为玻璃纤维短切丝，其单丝直径为3-70um；选用的玻璃纤维短切丝，长度为1.5-10cm；选用的玻璃纤维表面经偶联剂处理。10.根据权利要求1所述的特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺，其特征在于：木质纤维素为α-木质纤维素，选用阔叶材α-木质纤维素、针叶材α-木质纤维素中的一种或两种。

技术总结
本发明涉及注塑料生产技术领域，具体为一种特种环保无氨酚醛注塑料一步法制备工艺，由下列重量份数的成分制成：水溶性酚醛树脂按固体份计算38-45份，木粉0-25份，木质纤维素0-25份，矿物填料10-25份，阻燃剂10-20份，润滑剂0.5-2.5份，脱模剂0.5-1.5份，颜料0.5-1.5份，固化促进剂0.5-5.0份，玻璃纤维10-20份。本发明在配方中添加木粉或木浆纤维、玻璃纤维等，通过湿法造粒技术制备玻纤增强的环保无氨型特种酚醛注塑料，可广泛应用于电子电器领域有较高要求的零部件制造，如线圈骨架、继电器、微型开关、连接器、接触器插芯等。接触器插芯等。


技术研发人员：曹海波 方兵华 程国俊 郭崇旭 杨立根
受保护的技术使用者：开化瑞达塑胶科技有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/7/31