本發(fā)明屬于復合材料領域，具體涉及一種陶瓷酚醛樹脂復合材料。

背景技術：

酚醛樹脂作為最早實現(xiàn)工業(yè)化的合成樹脂，以其優(yōu)異的膠合性能、耐磨、耐熱、耐水以及化學穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在電氣，機械以及航空航天領域得到了廣泛應用，大多數酚醛樹脂都需要添加填料增強，通用酚醛樹脂通常需要黏土、礦物質粉和纖維來增強，目前針對陶瓷與酚醛樹脂復合這方面的研究報道還比較少。

陶瓷材料由于其具有高強度而被廣泛應用到我們的日常生活中，陶瓷材料是天然或合成化合物經過高溫燒結的無機非金屬材料，陶瓷工藝品由于其大小各異，外觀美麗而被人們所喜歡，但是現(xiàn)在的陶瓷在成型過程中容易產生缺陷，影響其力學性能以及生產工藝復雜而導致成本提高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是要提供一種陶瓷酚醛樹脂復合材料，具有高強度，耐熱性能好，耐磨性能優(yōu)異，韌性好以及生產成本低等優(yōu)點，適合制備各種復雜形狀的陶瓷零部件，不用高溫燒結，簡化工藝條件。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種陶瓷酚醛樹脂復合材料，按重量份數計，其原料組成為：

改性硼化物陶瓷粉體60～80份

酚醛樹脂100份

固化劑10～20份

增塑劑3～9份

丙酮5～10份

所述的改性硼化物陶瓷粉體為硅烷偶聯(lián)劑改性硼化物陶瓷粉體。

所述的改性硼化物陶瓷粉體，由以下原料制得的，按重量份數計為：

硼化物100份

硅烷偶聯(lián)劑0.5～2份

乙醇20～30份

蒸餾水100～150份

所述的改性硼化物陶瓷粉體的制備方法為：配制體積比為1:5的乙醇-水溶液，加入硅烷偶聯(lián)劑kh-550，于60℃攪拌反應30min，轉速為300～400r/min，再加入硼化物陶瓷粉體，繼續(xù)攪拌反應1～3h后，超聲分散30min，抽濾，烘干，得到表面改性的陶瓷粉體。其中硅烷偶聯(lián)劑用量為硼化物陶瓷粉體質量的0.5wt%~2wt%。

所述的固化劑的原料組成按重量份數計為：

碳酸丙烯酯100份

固化促進劑10～15份

如上所述的一種陶瓷酚醛樹脂復合材料的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）陶瓷漿料的配制：在室溫下，將改性硼化物陶瓷粉體、酚醛樹脂、增塑劑、丙酮按重量配比加入容器中混合均勻，制得陶瓷漿料。

（2）往步驟（1）制得的陶瓷漿料里加入固化劑，攪拌1h～2h，然后將混合液澆注到模具中，并于室溫下在真空干燥箱中脫泡，直至脫泡完全；最后在130℃～150℃下熱壓固化2～3.5小時后脫模成型。

本發(fā)明的有益效果在于：所用的原料制備簡單，向酚醛樹脂中加入添加硼化物陶瓷以改善樹脂性能的研究還比較少，硼化物具有很高的強度和熔點，而且酚醛樹脂本身也具有高強度、尺寸穩(wěn)定性好、抗沖擊能力強等優(yōu)點，將兩者結合起來，固化成型后的陶瓷材料兼具兩者的優(yōu)點，具有很高的強度，韌性好，不易變形，同時也不需要再進行高溫燒結，簡化工藝條件。

附圖說明

圖1為硼化物粉體經硅烷偶聯(lián)劑改性前后的紅外光譜圖。

圖2為試樣沖擊斷面形貌掃描圖。

具體實施方式

以下結合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明不僅僅限于這些實施例。

對比例1

取100g碳酸丙烯酯、10g固化促進劑攪拌均勻得固化劑；將100g酚醛樹脂、60g未改性硼化物陶瓷粉體、3g增塑劑、5g丙酮混合在一起，混合均勻，然后加入10g固化劑，攪拌1h，然后將混合液澆注到模具中，并于室溫下在真空干燥箱中脫泡，直至脫泡完全；最后在130℃下熱壓固化3.5小時后脫模成型。

實施例1

取20g乙醇和100g水于燒杯中，配制體積比為1:5的乙醇-水溶液，加入0.5g硅烷偶聯(lián)劑kh-550，于60℃攪拌反應30min，轉速為300r/min，再加入100g硼化物陶瓷粉體，繼續(xù)攪拌反應1h后，超聲分散30min，抽濾，烘干，得到表面改性的陶瓷粉體；取100g碳酸丙烯酯、10g固化促進劑攪拌均勻得固化劑；將100g酚醛樹脂、60g改性硼化物陶瓷粉體、3g增塑劑、5g丙酮混合在一起，混合均勻，然后加入10g固化劑，攪拌1h，然后將混合液澆注到模具中，并于室溫下在真空干燥箱中脫泡，直至脫泡完全；最后在130℃下熱壓固化3.5小時后脫模成型。

實施例2

取20g乙醇和100g水于燒杯中，配制體積比為1:5的乙醇-水溶液，加入1g硅烷偶聯(lián)劑kh-550，于60℃攪拌反應30min，轉速為300r/min，再加入100g硼化物陶瓷粉體，繼續(xù)攪拌反應1h后，超聲分散30min，抽濾，烘干，得到表面改性的陶瓷粉體；取100g碳酸丙烯酯、10g固化促進劑攪拌均勻得固化劑；將100g酚醛樹脂、70g改性硼化物陶瓷粉體、3g增塑劑、5g丙酮混合在一起，混合均勻，然后加入10g固化劑，攪拌1h，然后將混合液澆注到模具中，并于室溫下在真空干燥箱中脫泡，直至脫泡完全；最后在130℃下熱壓固化3.5小時后脫模成型。

實施例3

取20g乙醇和100g水于燒杯中，配制體積比為1:5的乙醇-水溶液，加入1g硅烷偶聯(lián)劑kh-550，于60℃攪拌反應30min，轉速為300r/min，再加入100g硼化物陶瓷粉體，繼續(xù)攪拌反應1h后，超聲分散30min，抽濾，烘干，得到表面改性的陶瓷粉體；取100g碳酸丙烯酯、15g固化促進劑攪拌均勻得固化劑；將100g酚醛樹脂、70g改性硼化物陶瓷粉體、6g增塑劑、8g丙酮混合在一起，混合均勻，然后加入15g固化劑，攪拌1h，然后將混合液澆注到模具中，并于室溫下在真空干燥箱中脫泡，直至脫泡完全；最后在140℃下熱壓固化3小時后脫模成型。

實施例4

取20g乙醇和100g水于燒杯中，配制體積比為1:5的乙醇-水溶液，加入2g硅烷偶聯(lián)劑kh-550，于60℃攪拌反應30min，轉速為400r/min，再加入100g硼化物陶瓷粉體，繼續(xù)攪拌反應2h后，超聲分散30min，抽濾，烘干，得到表面改性的陶瓷粉體；取100g碳酸丙烯酯、15g固化促進劑攪拌均勻得固化劑；將100g酚醛樹脂、75g改性硼化物陶瓷粉體、6g增塑劑、8g丙酮混合在一起，混合均勻，然后加入20g固化劑，攪拌1h，然后將混合液澆注到模具中，并于室溫下在真空干燥箱中脫泡，直至脫泡完全；最后在140℃下熱壓固化2.5小時后脫模成型。

實施例5

取20g乙醇和100g水于燒杯中，配制體積比為1:5的乙醇-水溶液，加入2g硅烷偶聯(lián)劑kh-550，于60℃攪拌反應30min，轉速為400r/min，再加入100g硼化物陶瓷粉體，繼續(xù)攪拌反應3h后，超聲分散30min，抽濾，烘干，得到表面改性的陶瓷粉體；取100g碳酸丙烯酯、15g固化促進劑攪拌均勻得固化劑；將100g酚醛樹脂、80g改性硼化物陶瓷粉體、6g增塑劑、8g丙酮混合在一起，混合均勻，然后加入20g固化劑，攪拌1h，然后將混合液澆注到模具中，并于室溫下在真空干燥箱中脫泡，直至脫泡完全；最后在140℃下熱壓固化2.5小時后脫模成型。

從圖1中可以看出，經過硅烷偶聯(lián)劑改性后的硼化物粉體與未改性的硼化物相比，譜線在3438cm^-1處的-oh基團吸收峰得到了增強，這說明有機偶聯(lián)劑的引入使改性后的硼化物粉體表面-oh基團的含量增加，因此改性后較改性前粉體表面-oh基團吸收峰增強。1630和1100cm^-1處出現(xiàn)的吸收峰歸屬于si-oh和o-si-r基團，這說明了硅烷偶聯(lián)劑的加入使得硼化物粉體改性成功。

圖2為陶瓷酚醛樹脂復合材料的在電子顯微鏡不同倍數下的沖擊斷面形貌圖，從圖中可以看出斷裂部位發(fā)生了明顯的變形，產生了凹凸不平的韌窩，可以吸收斷裂產生的能量，分析認為這是一種韌性斷裂，改性后的硼化物添加到酚醛樹脂中使得其沖擊性能得到增強。

本發(fā)明對比例1以及實施例1～5的工藝性能以及性能結果如下表所示。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。