一种低分子量环氧树脂的合成方法技术

本发明专利技术提供一种低分子量环氧树脂的制备方法，该方法是将双酚Ａ、环氧氯丙烷、纳米碳酸钾和溶剂加入反应器中进行反应、反应液经蒸馏或精馏回收溶剂后得到低分子量无色液体双酚Ａ型环氧树脂。用双酚Ｓ、双酚Ｆ或双酚芴取代双酚Ａ，合成相应的双酚Ｓ、双酚Ｆ或双酚芴型低分子量环氧树脂，获得同样效果。该方法合成低分子量环氧树脂反应温度低，反应时间短，操作简单，产品的环氧值高，且不产生工业废水，具有良好的工业前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环氧树脂的合成方法，特别涉及。技术背景低分子量环氧树脂是环氧树脂中分子质量最小的一种，在很多方面有直接应用， 同时也是合成环氧树脂的原料，其质量不仅影响自身的使用性能，还影响高分子质量环氧 树脂的品质。目前低分子量环氧树脂普遍采用NaOH为碱的合成工艺首先把双酚A和环氧氯丙 烷加入反应器，加热到70°C左右溶解；之后加入季铵盐等相转移催化剂，缓慢加入NaOH水 溶液反应，此过程中严格控制加入速度，以防止环氧氯丙烷的水解等副反应。反应完全后， 减压精馏回收过量的环氧氯丙烷。然后加入甲苯等溶剂和NaOH水溶液反应。反应完成后， 静置分层，将有机层水洗至中性，减压精馏回收甲苯，得到低分子量液体环氧树脂。这种方法存在不足之处(1)工艺复杂双酚A首先与环氧氯丙烷的环氧环发生开 环加成反应，然后再通过闭环反应生成环氧树脂；(2)环氧氯丙烷易水解，消耗高，同时也 影响产品质量；(3)回收的环氧氯丙烷的纯度低，循环作为原料使用，会影响环氧树脂的质 量；(4)产物中的有机氯含量偏高，导致产物的色泽比较差；( 产生大量的工业废水，环境 污染严重。为了克服液体环氧树脂传统合成工艺的缺点，专利CN1546M8A提出一种用工业 碳酸钾取代传统的NaOH合成高纯低分子量液体环氧树脂的方法将双酚A、环氧氯丙烷、碳 酸盐(碳酸钾)或阴离子交换树脂投入反应釜内，搅拌，升温至60 110°C，持续3-10小时 至反应结束后，过滤，以环氧氯丙烷洗涤滤饼1 2次，滤液中加入甲苯，经过水洗、减压蒸 馏，得到高纯低分子量双酚A环氧树脂。该方法用碳酸盐或阴离子交换树脂取代NaOH水溶 液，不使用相转移催化剂，反应体系无水，从而避免了传统环氧树脂生产工艺的缺点，但仍 存在不足(1)碳酸钾用量大。碳酸钾为双酚A的2 10倍(摩尔)。因为工业碳酸钾碱 性弱，颗粒大，比表面积小，即使碳酸钾为双酚A的2 4倍，反应效果很差；(2)正是因为 工业碳酸钾碱性弱，颗粒大，所以反应温度高，反应时间长。在60°C反应IOh也不能达到满 意效果；(3)环氧氯丙烷既作原料又作溶剂，而且用环氧氯丙烷洗涤滤饼，因此环氧氯丙烷 用量太大。这样，环氧氯丙烷的回收过程能耗高、损失大。
技术实现思路
本专利技术提供一种低分子量环氧树脂合成方法，该方法以纳米碳酸钾取代工业碳酸 钾、氢氧化钠，解决现有合成工艺所制得的液体环氧树脂环氧值低、粘度大及合成过程废水 量大的难题。为了解决上述问题，本专利技术还提供了一种纳米碳酸钾的制备方法。本专利技术所提供的，该方法是以纳米碳酸钾、双 酚A、环氧氯丙烷在溶剂中反应，反应液经过蒸馏或精馏回收溶剂后得到双酚A型低分子量液体环氧树脂。反应用的溶剂可以是Cl C4低碳醇(如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异 丁醇、叔丁醇)中的一种或两种混合物，也可以是N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜，或CI C4低碳醇中的一种与N，N- 二甲基甲酰胺或二甲基亚砜的混合物。所述双酚A用双酚F、双酚S或双酚芴取代，合成相应的低分子量环氧树脂双酚F 型低分子量环氧树脂、双酚S型低分子量环氧树脂和双酚芴型低分子量环氧树脂。本专利技术所提供的纳米碳酸钾的制备方法，该方法是将工业级氢氧化钾溶于一定量 的无水乙醇或无水甲醇，过滤除去不溶性机械杂质，得到氢氧化钾的无水乙醇或无水甲醇 溶液，然后在一定温度下通入二氧化碳进行反应，得到纳米碳酸钾。其中，为了克服反应过程产生的水对纳米碳酸钾的影响，溶解氢氧化钾需要使用 较多的无水乙醇或无水甲醇。在制备纳米碳酸钾的反应完全后在冷却状态下过滤，过滤过 程中不得使固体滤干，滤液抽干前用无水乙醇或无水甲醇接着洗涤固体，直到滤液中不含 水为止。然后，马上将湿固体转移到无水乙醇或无水甲醇中，得到纳米碳酸钾。反应过程如 下 0012]权利要求1.，其特征在于该方法是纳米碳酸钾、双酚A与环 氧氯丙烷在溶剂中反应得到双酚A型低分子量液体环氧树脂。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于所述双酚A用双酚S、双酚F或双酚 芴取代，合成相应的低分子量环氧树脂。3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于所采用的碳酸钾为纳米碳酸钾。4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于反应温度为20 60°C。5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于反应时间为10 60分钟。6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于环氧氯丙烷、双酚A、纳米碳酸钾的摩 尔比为10 4 1 2. 5 4。7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于反应溶剂是C1-C4无水低碳醇、N， N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜。8.—种纳米碳酸钾的制备方法，其特征在于将氢氧化钾溶于无水乙醇或无水甲醇， 通入二氧化碳反应，得到纳米碳酸钾。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于所述无水乙醇或无水甲醇与氢氧化 钾的摩尔比为5 50 1。全文摘要本专利技术提供一种低分子量环氧树脂的制备方法，该方法是将双酚A、环氧氯丙烷、纳米碳酸钾和溶剂加入反应器中进行反应、反应液经蒸馏或精馏回收溶剂后得到低分子量无色液体双酚A型环氧树脂。用双酚S、双酚F或双酚芴取代双酚A，合成相应的双酚S、双酚F或双酚芴型低分子量环氧树脂，获得同样效果。该方法合成低分子量环氧树脂反应温度低，反应时间短，操作简单，产品的环氧值高，且不产生工业废水，具有良好的工业前景。文档编号C07D303/27GK102040568SQ20101053324公开日2011年5月4日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日专利技术者刘守信, 张燕南, 李军章, 谷中芳 申请人:河北科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低分子量环氧树脂的合成方法，其特征在于：该方法是纳米碳酸钾、双酚Ａ与环氧氯丙烷在溶剂中反应得到双酚Ａ型低分子量液体环氧树脂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘守信，李军章，张燕南，谷中芳，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]