一种酚醛树脂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化工制备领域，尤其涉及一种酚醛树脂的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着经济的快速发展，各种新的材料出现在了我们生活的各个方面，酚醛树脂是目前泡沫材料中发展最快的，已在很多领域中取代或部分取代聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等传统泡沫材料。酚醛树脂泡沫导热系数低、耐热绝热性能好，具有优良的阻燃、耐火性能，即使燃烧也是低烟、低焰、无滴落、无毒，作为保温材料广泛应用于汽车、船舶、建筑、航空等领域。但是，目前在国内外制备酚醛树脂的方式大多采用高温加热发泡，存在着能耗大，产量低，生产成本高的问题。
【发明内容】
[0003]本发明旨在解决上述问题，提供一种低温环境下制备酚醛树脂的方法。
[0004]本发明所述的一种酚醛树脂的制备方法，其特征在于:将苯酚、甲醛投入反应釜内，利用搅拌器搅拌；同时进行加热，达到75°C后投入催化剂NaOH，继续加热至85°C后保温1-2小时；降温至70°C反应1-1.5小时；然后迅速降温至65°C，中和至pH值6.0?7.0，最后减压脱水至即得泡酚醛树脂。
[0005]本发明所述的酚醛树脂的制备方法，其特征在于:所述苯酚与甲醛的投入比例为1-2。
[0006]本发明所述的酚醛树脂的制备方法，其特征在于:所述苯酚与甲醛的投入比例为1.5。一般来说，甲醛的官能度为2，苯酚的官能度为2.7而不是3，因此理论上甲醛与苯酚的物质量比为1.35时，酚醛树脂具有最大的甲基浓度和交联密度。当初始甲醛与苯酚的物质量比小于1.2时，在官能度上苯酚严重过量，其最大程度与甲醛反应，致使酚醛树脂中游离醛含量极低；当甲醛与苯酚的物质量比等于1.5时，此时接近理论官能度比值1.35，两者反应充分，酚醛树脂中仅剩余少量的游离醛；当甲醛与苯酚的物质量比等于1.5-2.1时，甲醛开始过量，酚醛树脂中游离醛质量分数高于I %，但增加幅度缓慢，原因是甲醛和苯酚反应可在酚核上生成羟甲基，其作为活性点可以继续与甲醛反应，使得游离醛含量增加幅度变缓；当甲醛与苯酚的物质量等于2.1-2.4时，在官能度上甲醛已远远超过了苯酚，导致大量甲醛未能参与反应，同时随着反应进行酚醛树脂分子链逐渐增长，也削弱了酚核上羟甲基的活性，进一步降低了剩余甲醛的消耗量，因此，当甲醛与苯酚的物质量比等于2.1-2.4时，酚醛树脂中游离醛含量急剧上升。为达到较低的游离醛含量、较高的发泡倍率及较短的固化时间，选择甲醛与苯酚的物质量比等于1.5为合成可低温发泡酚醛树脂时的最佳甲醛和苯酚物质的量之比。
[0007]本发明所述的酚醛树脂的制备方法，其特征在于:所述加热方式采用蒸汽加热。在满足加热需求的前提下，不会代入新的物质加入，因此对于保证整个制备环境的不受污染提供了保障。
[0008]本发明所述的酚醛树脂的制备方法，其特征在于:所述降温方式采用冷水降温的方式。
[0009]本发明所述的酚醛树脂的制备方法，其特征在于:所述中和采用盐酸进行中和处理。
[0010]本发明所述的酚醛树脂的制备方法，通过对原有制备工艺的有效改进，通过对反应温度的控制，使得整个反应的高温与低温处于75摄氏度上下，既能得到游离醛含量比较低、低温发泡效果好的酚醛树脂，又能使反应过程更容易控制。本发明所述的酚醛树脂的制备方法，制备工艺简单，易于操作，适于在相关行业推广应用。
【具体实施方式】
[0011]本发明所述的一种酚醛树脂的制备方法，将苯酚、甲醛投入反应釜内，利用搅拌器搅拌；同时进行加热，达到75°c后投入催化剂NaOH，是因为NaOH用量越大，越有利于苯酚形成酚盐离子与甲醛反应，使得酚核上的羟甲基生成加快，促进了体系的反应进程，游离酚和游离醛含量不断减少。但是，当NaOH的用量达到苯酚质量的4%时，PF中的游离酚质量分数已经过低，而且NaoH用量过大会使形成的盐含量过高，对树脂的储存稳定性产生影响。因此NaOH最合适的用量为苯酚质量的3.5%。继续加热至85°C后保温1_2小时；降温至70°C反应1-1.5小时；然后迅速降温至65°C，中和至pH值6.0?7.0，最后减压脱水至即得泡酚醛树脂。
[0012]本发明所述的酚醛树脂的制备方法，所述苯酚与甲醛的投入比例为1-2。
[0013]本发明所述的酚醛树脂的制备方法，所述苯酚与甲醛的投入比例为1.5。一般来说，甲醛的官能度为2，苯酚的官能度为2.7而不是3，因此理论上甲醛与苯酚的物质量比为1.35时，酚醛树脂具有最大的甲基浓度和交联密度。当初始甲醛与苯酚的物质量比小于
1.2时，在官能度上苯酚严重过量，其最大程度与甲醛反应，致使酚醛树脂中游离醛含量极低；当甲醛与苯酚的物质量比等于1.5时，此时接近理论官能度比值1.35，两者反应充分，酚醛树脂中仅剩余少量的游离醛；当甲醛与苯酚的物质量比等于1.5-2.1时，甲醛开始过量，酚醛树脂中游离醛质量分数高于I %，但增加幅度缓慢，原因是甲醛和苯酚反应可在酚核上生成羟甲基，其作为活性点可以继续与甲醛反应，使得游离醛含量增加幅度变缓；当甲醛与苯酚的物质量等于2.1-2.4时，在官能度上甲醛已远远超过了苯酚，导致大量甲醛未能参与反应，同时随着反应进行酚醛树脂分子链逐渐增长，也削弱了酚核上羟甲基的活性，进一步降低了剩余甲醛的消耗量，因此，当甲醛与苯酚的物质量比等于2.1-2.4时，酚醛树脂中游离醛含量急剧上升。为达到较低的游离醛含量、较高的发泡倍率及较短的固化时间，选择甲醛与苯酚的物质量比等于1.5为合成可低温发泡酚醛树脂时的最佳甲醛和苯酚物质的量之比。
[0014]本发明所述的酚醛树脂的制备方法，所述加热方式采用蒸汽加热。在满足加热需求的前提下，不会代入新的物质加入，因此对于保证整个制备环境的不受污染提供了保障。
[0015]本发明所述的酚醛树脂的制备方法，所述降温方式采用冷水降温的方式。所述中和采用盐酸进行中和处理。由于甲醛和苯酚的缩聚反应在强碱性催化剂条件下，反应剧烈放热，尤其后期在分子链达到一定长度后，在高温反应条件下分子链间连接迅速，极易凝固而成固态，反应控制难度大，因而需采用前高后低的温度控制。
【主权项】
1.一种酚醛树脂的制备方法，其特征在于:将苯酚、甲醛投入反应釜内，利用搅拌器搅拌；同时进行加热，达到75°c后投入催化剂NaOH，继续加热至85°C后保温1_2小时；降温至70°C反应1-1.5小时；然后迅速降温至65°C，中和至pH值6.0?7.0，最后减压脱水至即得泡酚醛树脂。2.根据权利要求1所述的酚醛树脂的制备方法，其特征在于:所述苯酚与甲醛的投入比例为1-2。3.根据权利要求2所述的酚醛树脂的制备方法，其特征在于:所述苯酚与甲醛的投入比例为1.5。4.根据权利要求3所述的酚醛树脂的制备方法，其特征在于:所述加热方式采用蒸汽加热。5.根据权利要求4所述的酚醛树脂的制备方法，其特征在于:所述降温方式采用冷水降温的方式。6.根据权利要求5所述的酚醛树脂的制备方法，其特征在于:所述中和采用盐酸进行中和处理。
【专利摘要】一种酚醛树脂的制备方法，属于化工制备领域，其特征在于：将苯酚、甲醛投入反应釜内，利用搅拌器搅拌；同时进行加热，达到75℃后投入催化剂NaOH，继续加热至85℃后保温1-2小时；降温至70℃反应1-1.5小时；然后迅速降温至65℃，中和至pH值6.0～7.0，最后减压脱水至即得泡酚醛树脂。通过对原有制备工艺的有效改进，通过对反应温度的控制，使得整个反应的高温与低温处于75摄氏度上下，既能得到游离醛含量比较低、低温发泡效果好的酚醛树脂，又能使反应过程更容易控制。本发明所述的酚醛树脂的制备方法，制备工艺简单，易于操作，适于在相关行业推广应用。
【IPC分类】C08J9/00, C08G8/10
【公开号】CN105566588
【申请号】CN201510834172
【发明人】张淑芬
【申请人】陕西启源科技发展有限责任公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年11月26日