一种改性酚醛树脂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种改性酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：在催化剂的作用下，将酚类化合物、醛类化合物和水加热进行第一反应，得到反应混合物；在碱性催化剂的作用下，将上述步骤得到的反应混合物、苯酚和甲醛混合进行第二反应，得到改性酚醛树脂；所述催化剂为二价金属盐或二价金属氧化物。本发明专利技术通过两步分段反应以及特定的反应条件和加料顺序，得到了具有较快固化时间和较低翘曲的改性酚醛树脂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料
，尤其涉及。
技术介绍
酚醛树脂是酚类和醛类在催化剂存在的条件下发生反应生成的树脂的统称，是最早工业化生产的高分子材料，固化后的酚醛树脂具有良好的物理、化学性能，广泛的应用于工业、农业、国防和国民经济等各个方面。酚醛树脂常被用于制作模塑料材料、摩擦材料、耐火材料、层压材料等，由酚醛树脂制备的模塑料因其具有卓越的耐热、绝缘以及机械性能、尤其是良好的尺寸稳定性，在航天航空、海军舰艇和民用船舶、枪械、电子和电器零部件、电力设备部件等方面运用广泛。随着科学技术和经济的快速发展，行业内对模塑料的需求日益增大，同时对加工精度的要求越来越严格，相应的对作为模塑料材料的酚醛树脂的质量要求也相应提高，尤其是更好的几何尺寸稳定性。在现有的生产工艺中，普通的酚醛树脂在模塑过程中由于固化时间长，影响其生产效率，造成生产成本上升，难以满足现阶段大规模工业生产的要求。而具有快速固化特性的酚醛树脂在模塑过程中由于固化速度快，会造成流动性仅保持很短时间，需要在高压下短时间将材料注入模中，结果在模中的模塑品常产生残余应力，并且当在从模中释出后，在冷却过程中模塑品中的残余应力，使得模塑品易发生翘曲和扭变，造成模塑品合格率下降，废品率上升。而且，在将树脂在高压下注入模中时，在模之间常形成空间，不可避免的生成溢料，最终形成废料污染环境。因此，如何在提高酚醛树脂固化时间的基础上，同时又减少模塑过程中的翘曲程度，减少溢料，成为业内亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供，本专利技术提供的改性酚醛树脂在固化时，具有较低的翘曲和较少的溢料，同时相对于普通的酚醛树脂具有较快的固化时间。本专利技术提供了，包括以下步骤:A)在催化剂的作用下，将酚类化合物、醛类化合物和水加热进行第一反应，得到反应混合物；B)在碱性催化剂的作用下，将上述步骤A)得到的反应混合物、苯酚和甲醛混合进行第二反应，得到改性酚醛树脂；所述催化剂为二价金属盐或二价金属氧化物；所述醛类化合物和水的总质量与酚类化合物的质量比为(0.2~1.2):1 ;所述醛类化合物的质量与所述醛类化合物和所述水总质量的比值为(0.3~0.4):1优选的，所述酚类化合物为苯酚、甲酚、二甲基酚、壬基苯酚、双酚A、双酚F、间苯二酚、丙基苯酚和乙基苯酚中的一种或几种。优选的，所述醛类化合物为甲醛、乙醛、丁醛、多聚甲醛或三聚甲醛。优选的，所述碱性催化剂为KOH、K2CO3、NaOH或Na2CO3。优选的，所述催化剂为醋酸锌、氧化锌、醋酸锰、氧化锰、醋酸镉、氧化镉、醋酸钴、氧化钴、醋酸铜或氧化铜。优选的，所述催化剂与酚类化合物的质量比为(0.01~0.03):1。优选的，所述步骤B)中苯酚与步骤A)中酚类化合物的质量比为1:(0.1~0.5)；所述步骤B)中甲醛与步骤A)中酚类化合物的质量比为1: (0.07~0.35);所述步骤B)中碱性催化剂与步骤B)中苯酚的质量比为(0.01~0.05) =10优选的，所述第二反应的温度为40~80°C ;所述第二反应的时间为4~7小时。优选的，所述步骤A)具体为:在催化剂的作用下，将酚类化合物、醛类化合物和水加热至第一温度进行反应，再加热至第二温度进行反应，最后加热至第`三温度进行反应，得到反应混合物；所述第一温度为70~85°C，所述第一温度下反应的时间为0.5~2小时；所述第二温度为86~95°C，所述第二温度下反应的时间为0.5~2小时；所述第三温度为96~110°C，所述第三温度下反应的时间为2~5小时。本专利技术提供了，包括以下步骤:在催化剂的作用下，将酚类化合物、醛类化合物和水加热进行第一反应，得到反应混合物；再在碱性催化剂的作用下，将上述步骤A)得到的反应混合物、苯酚和甲醛混合进行第二反应，得到改性酚醛树脂；所述催化剂为二价金属盐或二价金属氧化物；所述醛类化合物和水的总质量与酚类化合物的质量比为(0.2~1.2):1 ;所述醛类化合物的质量与所述醛类化合物和所述水总质量的比值为(0.3~0.4):1。与现有技术相比，本专利技术通过两步分段反应以及特定的反应条件和加料顺序，得到了具有较快固化时间和较低翘曲的改性酚醛树脂。本专利技术制备得到的改性酚醛树脂在固化过程中的翘曲为0.022mm，相对于普通酚醛树脂的翘曲减少了约50%，而且在固化过程中具有较少的溢料。【具体实施方式】为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对专利技术权利要求的限制。本专利技术公开了，包括以下步骤:A)在催化剂的作用下，将酚类化合物、醛类化合物和水加热进行第一反应，得到反应混合物；B)在碱性催化剂的作用下，将上述步骤A)得到的反应混合物、苯酚和甲醛混合进行第二反应，得到改性酚醛树脂；所述催化剂为二价金属盐或二价金属氧化物；所述醛类化合物和水的总质量与酚类化合物的质量比为(0.2~1.2):1 ;所述醛类化合物的质量与所述醛类化合物和所述水总质量的比值为(0.3~0.4):1本专利技术首先在催化剂的作用下将酚类化合物、醛类化合物和水加热进行第一反应，得到反应混合物，再在碱性催化剂的作用下，将上述反应混合物、苯酚和甲醛混合进行第二反应，得到改性酚醛树脂。本专利技术通过两步分段反应以及特定的反应条件，抑制了副反应的发生。本专利技术通过两步分段反应以及特定的反应条件和加料顺序，得到了具有较快固化时间和较低翘曲的改性酚醛树脂。本专利技术制备得到的改性酚醛树脂在固化过程中的翘曲为0.022mm，相对于普通酚醛树脂的翘曲减少了约50%，而且在固化过程中具有较少的溢料。本专利技术所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的即可。本专利技术首先在催化剂的作用下将酚类化合物、醛类化合物和水加热进行第一反应，得到反应混合物。所述催化剂优选为二价金属盐或二价金属氧化物，更优选为醋酸锌、氧化锌、醋酸锰、氧化锰、醋酸镉、氧化镉、醋酸钴、氧化钴、醋酸铜或氧化铜，最优选为醋酸锌、氧化锰、氧化镉或醋酸钴；所述酚类化合物优选为苯酚、甲酚、二甲基酚、壬基苯酚、双酚A、双酚F、间苯二酚、丙基苯酚或乙基苯酚，更优选为甲酚、壬基苯酚、双酚F或丙基苯酚；所述醛类化合物优选为甲醛、乙醛、丁醛、多聚甲醛或三聚甲醛，更优选为甲醛、丁醛或多聚甲醛；所述醛类化合物和水的总质量与酚类化合物的质量比优选为(0.2~1.2):1，更优选为(0.5~1.0):1 ;所述醛类化合物的质量与所述醛类化合物和所述水总质量的比值优选为(0.3~0.4):1，更优选为(0.32~0.38):1 ;所述催化剂与酚类化合物的质量比优选为(0.01~0.03):1，更优选为(0.015 ~0.025):1。`本专利技术对上述反应步骤没有特别限制，为得到性能更加优异的改性酚醛树脂，优选进行梯度加热反应，具体按照以下步骤进行:在催化剂的作用下，将酚类化合物、醛类化合物和水加热至第一温度进行反应，再加热至第二温度进行反应，最后加热至第三温度进行反应，得到反应混合物。所述第一温度优选为70~85°C，更优选为73~82V ;所述第一温度下反应的时间优选为0.5~2小时，更优选为0.8~1.7小时；所述第二温度优选为86~95°C，更优选为88~93°C 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：A）在催化剂的作用下，将酚类化合物、醛类化合物和水加热进行第一反应，得到反应混合物；B）在碱性催化剂的作用下，将上述步骤A）得到的反应混合物、苯酚和甲醛混合进行第二反应，得到改性酚醛树脂；所述催化剂为二价金属盐或二价金属氧化物；所述醛类化合物和水的总质量与酚类化合物的质量比为（0.2～1.2）：1；所述醛类化合物的质量与所述醛类化合物和所述水总质量的比值为（0.3～0.4）：1。

【技术特征摘要】
1.一种改性酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤: A)在催化剂的作用下，将酚类化合物、醛类化合物和水加热进行第一反应，得到反应混合物； B)在碱性催化剂的作用下，将上述步骤A)得到的反应混合物、苯酚和甲醛混合进行第二反应，得到改性酚醛树脂； 所述催化剂为二价金属盐或二价金属氧化物； 所述醛类化合物和水的总质量与酚类化合物的质量比为(0.2~1.2):1 ; 所述醛类化合物的质量与所述醛类化合物和所述水总质量的比值为(0.3~0.4):1。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酚类化合物为苯酚、甲酚、二甲基酚、壬基苯酚、双酚A、双酚F、间苯二酚、丙基苯酚和乙基苯酚中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述醛类化合物为甲醛、乙醛、丁醛、多聚甲醛或三聚甲醛。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱性催化剂为KOH、K2C03、NaOH或 Na2C03。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为醋酸锌、氧化锌、醋酸锰、氧化锰、醋酸镉、氧化镉、醋酸钴、氧化钴、醋酸铜或...

【专利技术属性】
技术研发人员：江成真，李枝芳，刘耀，张淑娇，
申请(专利权)人：济南圣泉海沃斯树脂有限公司，
类型：发明
国别省市：