合成酚醛樹脂所用的催化劑及其方法
2023-10-11 17:20:14
專利名稱：合成酚醛樹脂所用的催化劑及其方法
技術領域：
本發明涉及一種合成酚醛樹脂所用的催化劑，以及利用該催化劑生產酚醛樹脂的方法。
背景技術：
在現有技術中，CTP版、PS版、光刻膠均採用樹脂成膜，特別是正型光刻膠大多採用酚醛樹脂為成膜樹脂。現有的酚醛樹脂通常是由苯酚、間苯二酚、間甲酚、二甲酚、對叔丁基或對苯基酚與甲醛和糠醛等經縮聚和脫水兩個步驟製成，在縮聚步驟中通常採用無機酸和有機酸作為催化劑，如選用鹽酸、磷酸、草酸、硫酸、乙酸、甲酸等，且使介質的PH值在0*5-1 · 5之間。由於在縮聚酚醛樹脂的過程中，縮聚物的分子量均相對較大，一般在6000—12000之間，如果一次性加入大量的無機酸或有機酸上述催化劑，會使化學反應比較 激烈，往往會出現爆沸事故，且爆沸現象又不易控制，而一次性加入少量的無機酸或有機酸上述催化劑，縮聚酚醛樹脂的分子量很難提高或根本就提高不上來，所以，在現有生產酚醛樹脂的過程中，本領域技術人員普遍認為只有多次補加催化劑才能解決反應物出現的爆沸問題。雖然多次補加催化劑能夠儘可能地避免爆沸問題，但由於採用有機酸和無機酸作為催化劑，能促使縮聚物快速反應，使其溫度能快速上升，即便分幾次補加催化劑，不但會延長縮聚物的反應時間，而且每次補加催化劑也不降低縮聚物的反應溫度，相反會在原溫度的基礎進一步提高溫度，特別是當溫度達到一定程度時，可使甲醛在高溫下揮發，從而影響酚醛樹脂的合成，同時還會汙染周邊環境。
發明內容
本發明的任務是提供一種利用延緩反應溫度的方式解決爆沸和反應時間慢等問題的合成酚醛樹脂所用的催化劑。本發明的另一個任務是利用催化劑合成酚醛樹脂的方法。本發明所提出的合成酚醛樹脂所用的催化劑是由質量百分比為30 - 70%的乙酸和20 - 40%乙酸酐，以及10 - 30%的十二烷基苯磺酸構成。催化劑中乙酸的含量如果低於30%，會降低合成酚醛樹脂的反應速度，同時會降低聚合物的分子量，如果其高於70%，雖然可加快合成酚醛樹脂的反應速度，但反應物的溫度也會上升太快，容易出現爆沸現象，且反應物的分子量相對較大；催化劑中十二烷基苯磺酸具有催化和表面活性劑這兩種作用，能促使油水充分接觸以增加反應能力，且可使反應平穩，十二烷基苯磺酸的含量如果低於10%，會使油水乳化作用差，如果十二烷基苯磺酸的含量大於30 %，當合成酚醛樹脂反應結束後，多餘的十二烷基苯磺酸粘附在酚醛樹脂表面，致使用水洗該催化劑非常困難；催化中的乙酸酐遇水可逐漸分解成乙酸，進而可緩解催化能力和時間，可有效地防止爆聚現象發生。該催化劑採用二氧六環或乙二醇單乙醚作為溶劑。該溶劑可使反應液中的油水充分接觸，減少或避免反應液發泡。
利用上述催化劑合成酚醛樹脂的方法包括以下步驟
首先將間甲基苯酚和甲醛或對甲基苯酚放入反應容器中，然後向該容器內添加由二氧六環或乙二醇單乙醚構成的溶劑，然後再向該容器內依次添加催化劑，首先添加催化劑中的乙酸，當甲基苯酚和甲 醛或對甲基苯酚反應鄰近終點時，再向容器內加入催化劑中的乙酸酐和十二烷基苯磺酸，當容器內的物料反應結束後，將反應液放入水中進行靜置分層，再經過慮，所得層狀物經乾燥處理後即為酚醛樹脂。所述催化劑添加的質量百分比是間甲基苯酚和甲醛兩種物料總質量的O. 5 - 3%。所述間甲基苯酚和甲醛或對甲基苯酚在添加溶劑和乙酸後反應過程中，容器內的溫度上升至80 - 85°C時，再添加乙酸酐和十二烷基苯磺酸，當溫度升至90 - 94°C時，然後將反應液的溫度降到50°C以下後，將反應液放入水中進行靜置分層。本發明所提出的合成酚醛樹脂所用的催化劑中的乙酸酐遇水後水解成乙酸，比直接加乙酸的催化速度要減緩許多，從而使得反應易於控制；十二烷基苯磺酸可使反應液中水油充分接觸，即可增加反應催化能力，又能減少或避免反應液發泡，從而可降低反應液爆沸和衝料等不安全因素；在合成酚醛樹脂時，首先向反應物內添加適量的乙酸催化劑，不會使化學反應的溫度上升過快，所以，不會出現爆沸現象，而在反應鄰近終點時，向反應物內加入乙酸酐這種催化劑，因乙酸酐在遇水時可逐步分解成乙酸，可緩解對反應物的催化能力和延長反應時間，可有效地防止反應物爆聚。
具體實施例方式 實施例I
取間甲基苯酚5kg和含量為37 %的甲醛3. 75kg，將其裝入反應容器中，然後向該容器內加入5Kg 二氧六環溶液，並對容器加熱，當反應液的溫度上升到80_85°C時，再向容器內加入O. 40kg的乙酸和O. 12 kg的十二烷基苯磺酸，當反應液的溫度上升到90-92°C時，持續2小時後，停止對容器加熱，當反應液的溫度降到50°C以下時，向容器內加入30Kg水進行靜置分層，再經過慮和水洗2 — 3次，所得到的粉未即為酚醛樹脂。該酚醛樹脂的軟化點105 - 106 。實施例2
取混合酚(包括含量為35%的間甲基苯酚和含量為65%的對甲基苯酚)8kg和含量為37%的甲醛4. 2kg，將其裝入反應容器中，然後向該容器內加入7Kg 二氧六環溶液，並對容器加熱，當反應液的溫度上升到80-85°C時，再向容器內加入O. 71kg的乙酸和O. 22 kg的十二烷基苯磺酸，當反應液的溫度上升到90-92°C時，持續2小時後，停止對容器加熱，當反應液的溫度降到50°C以下時，向容器內加入52Kg水進行靜置分層，再經過慮和水洗2 — 3次，所得到的粉未即為酚醛樹脂。該酚醛樹脂的軟化點115 - 117°C。在合成酚醛樹脂時，催化劑中的乙酸佔總質量的百分之30 - 70%或35 — 60%或40 - 65%或45 — 55%或50 — 60% ;催化劑中的乙酸酐佔總質量的20 — 40%或25 — 35%或30 — 40%或25 - 30% ;催化劑中的十二烷基苯磺酸佔總質量的10 — 30%或15 — 25%或
20— 30% ο實施例I或2中的溶劑還可採用乙二醇單乙醚，其含量與二氧六環基本相同。
權利要求
1.合成酚醛樹脂所用的催化劑，其特徵在於該催化劑是由質量百分比為30— 70%的こ酸和20 — 40%こ酸酐，以及10 — 30%的十二烷基苯磺酸構成。
2.根據權利要求I所述的催化劑，其特徵在於該催化劑採用ニ氧六環或こニ醇單こ醚作為溶劑。
3.利用權利要求I或2所述催化劑合成酚醛樹脂的方法，其特徵在於包括以下步驟 首先將間甲基苯酚和甲醛或對甲基苯酚放入反應容器中，然後向該容器內添加由ニ氧六環或こニ醇單こ醚構成的溶劑，然後再向該容器內依次添加催化劑，首先添加催化劑中的こ酸，當甲基苯酚和甲醛或對甲基苯酚反應鄰近終點時，再向容器內加入催化劑中的こ酸酐和十二烷基苯磺酸，當容器內的物料反應結束後，將反應液放入水中進行靜置分層，再 經過慮，所得層狀物經乾燥處理後即為酚醛樹脂。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於所述催化劑添加的質量百分比是間甲基苯酚和甲醛兩種物料總質量的O. 5 — 3%。
5.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於所述間甲基苯酚和甲醛或對甲基苯酚在添加溶劑和こ酸後反應過程中，容器內的溫度上升至80 — 85°C時，再添加こ酸酐和十二烷基苯磺酸，當溫度升至90 — 94°C時，然後將反應液的溫度降到50°C以下後，將反應液放入水中進行靜置分層。
全文摘要
本發明涉及一種用於合成酚醛樹脂的催化劑及其合成酚醛樹脂的方法，該催化劑是由乙酸和乙酸酐，以及十二烷基苯磺酸構成。合成酚醛樹脂包括先添加溶劑和催化劑中的乙酸，然後再向容器內加入乙酸酐和十二烷基苯磺酸的步驟。由於乙酸酐遇水後水解成乙酸，比直接加乙酸的催化速度要減緩許多，十二烷基苯磺酸可使反應液中水油充分接觸，既可增加反應催化能力，又能減少或避免反應液發泡，從而可降低反應液爆沸和衝料等不安全因素。
文檔編號C08G8/08GK102633966SQ20121007860
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月23日 優先權日2012年3月23日
發明者唐桂琴, 唐英, 張福生, 王樹立, 趙茜 申請人:本溪市瑞事達化工有限公司