一種廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法

2023-09-10 05:06:20 2

專利名稱：一種廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法
技術領域：
本發明涉及一種酚醛樹脂的製備方法，具體的說是一種廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法。
背景技術：
酚醛樹脂phenolic resin簡稱PF，是最早工業化的合成樹脂。酚醛樹脂作為三大熱固性樹脂之一，應用面廣、量大，發展歷史悠久。酚醛樹脂最重要的特徵有二 一是耐高溫性，即使在非常高的溫度下，也能保持其結構的整體性和尺寸的穩定性。正因為這個原因，酚醛樹脂才被應用於一些高溫領域，例如耐火材料，摩擦材料和鑄造行業。二是具有一定的粘結強度，它的另一個重要的應用領域就是作為膠粘劑，在航空航天、軍工器械、汽車電子、交通運輸、建材化工、採礦等國民經濟各個重要領域具有不可替代的重要作用。酚醛樹脂是用酚類和醛類通過縮合聚合製備的一類聚合物，通過採用不同的酚和醛及其二者不同配比、不同催化劑和不同反應工藝，可製得不同性質和用途的酚醛樹脂產品O在傳統的酚醛樹脂生產過程 中，均採用苯酚及質量分數為37%左右的甲醛水溶液作為反應單體。由於這種甲醛溶液中含有大量的水分，而酚醛的縮聚反應中也會產生一定量的水，為促進縮聚反應的進行必須脫除這些水。這樣在酚醛樹脂的生產中就不可避免的生成大量的工業廢水。據統計，生產I噸的熱塑性酚醛樹脂要產生600-800公斤的廢水，而且這種廢水中有害成分及其含量是非常驚人的。其中，酚含量和COD兩項指標通常都會超過國家允許排放標準的數萬部和數千倍。由於含酚量太高，對環境影響非常嚴重，處理難度也很高。縱觀酚醛樹脂的各種處理方法，不論是化學萃取法、化學轉化法、生物氧化法、生物降解法，還是吸收法、電解法等，雖然各有千秋，但都是就廢治廢，對低濃度含酚廢水還是有效果的，但對於酚醛樹脂生產排出的高濃度含酚廢水，很不理想。在環保要求日益增強的今天，廢水的處理與否，處理的效果與成本已經成為決定企業生存的關鍵，成為扼制酚醛樹脂企業發展的瓶頸。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，針對以上現有技術存在的缺點，提出廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，可以實現酚醛樹脂生產的零廢水排放，且能保證酚醛樹脂本身的性能不降低。本發明解決以上技術問題的技術方案是
一種廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，按以下步驟進行
㈠按摩爾比1:0. 8-1. O分別稱取酚和固體醛，按酸與酚的質量比為O. 5-4:100稱取
酸；
㈡將酚、酸和固體醛混合，加入適量的水，加熱沸騰，回流2-4小時，其中所述適量的水為醛總加入重量的1. 0-2. 5倍；
㈢將步驟㈡的反應物升溫脫水，然後降溫至80-100°C，再升溫至沸騰，回流1-3小時；(四)在步驟曰的回流過程中，檢測反應物的粘度達到所需要求時加入鹼，調節pH值至4-7 ;然後加熱脫水，得熱塑性酚醛樹脂。步驟㈢中，反應物升溫至105-110°C脫水，再降溫至80-100°C，再升溫至沸騰並回流1-3小時，這樣的升溫-降溫-升-回流的加熱過程可以保證本發明熱塑性酚醛樹脂的熱穩定性(起始熱分解溫度大於480°C )。本發明進一步限定的技術方案是
前述的廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，步驟曰中，脫水溫度為105-110°C。前述的廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，步驟(四)中，脫水溫度為160-170。。。前述的廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，粘度為2000-2500mPa. S。前述的廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，酚選自苯酚、甲酚、二甲酚、壬基苯酚、雙酚A、雙酚F、間苯二酚或腰果酚中的一種或多種的混合。前述的廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，固體醛選自甲醛、乙醛或丁醛的固體聚合物中的一種或多種的混合物，或上述一種或多種醛的懸濁液。前述的廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，酸選自鹽酸、硫酸、磷酸、草酸或對甲苯磺酸中的一種或多種的混合。前述的廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，鹼選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、氫氧化鈣、碳酸鈉、 碳酸鉀、氨水中的一種或多種的混合。前述的廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，酚和固體醛的摩爾比為1: O. 8—0. 9 ο本發明的有益效果是本發明以固體醛類為原料生產酚醛樹脂，採用固體醛類替代常用的醛類溶液，例如使用固體甲醛替代常用的37%甲醛溶液，從而實現了酚醛樹脂生產的「零廢水排放」，突破了困擾行業發展的環保瓶頸，在實現節能減排環保要求的同時，依然保持了酚醛樹脂本身的性能不降低。我國酚醛樹脂產量已經達到70萬噸，而且全部採用甲醛溶液的生產工藝，若採用本發明工藝，每年僅高含酚廢水的排放量就可減少35萬噸，其環保意義巨大。本發明的具體性能如下表I所示
表I本發明的性能
權利要求
1.一種廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，其特徵在於按以下步驟進行 ㈠按摩爾比1:0. 8-1. O分別稱取酚和固體醛，按酸與酚的質量比為O. 5-4:100稱取酸； ㈡將酚、酸和固體醛混合，加入適量的水，加熱沸騰，回流2-4小時，其中所述適量的水為醛總加入重量的1. 0-2. 5倍； ㈢將步驟㈡的反應物升溫脫水，然後降溫至80-100°C，再升溫至沸騰，回流1-3小時； (四)在步驟曰的回流過程中，檢測反應物的粘度達到所需要求時加入鹼，調節pH值至4-7 ;然後加熱脫水，得熱塑性酚醛樹脂。
2.如權利要求1所述的廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，其特徵在於所述步驟㈢中，脫水溫度為105-110°C。
3.如權利要求1所述的廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，其特徵在於所述步驟㈣中，脫水溫度為160-170°C。
4.如權利要求1所述的廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，其特徵在於所述粘度為 2000-2500mPa. S。
5.如權利要求1或2或3或4所述的廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，其特徵在於所述酚選自苯酚、甲酚、二甲酚、壬基苯酚、雙酚A、雙酚F、間苯二酚或腰果酚中的一種或多種的混合。
6.如權利要求1或2或3或4所述的廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，其特徵在於所述固體醛選自甲醛、乙醛或丁醛的固體聚合物中的一種或多種的混合物，或上述一種或多種醛的懸濁液。
7.如權利要求1或2或3或4所述的廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，其特徵在於所述酸選自鹽酸、硫酸、磷酸、草酸或對甲苯磺酸中的一種或多種的混合。
8.如權利要求1或2或3或4所述的廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，其特徵在於所述鹼選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、氫氧化鈣、碳酸鈉、碳酸鉀、氨水中的一種或多種的混合。
9.如權利要求1或2或3或4所述的廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，其特徵在於所述酚和固體醛的摩爾比為1:0. 8-0.9。
全文摘要
本發明是一種廢水零排放的熱塑性酚醛樹脂製備方法，按摩爾比1:0.8-1.0分別稱取酚和固體醛，按酸與酚的質量比為0.5-4:100稱取酸；將酚、酸和固體醛混合，加入適量的水，加熱沸騰，回流2-4小時，其中所述適量的水為醛總加入重量的1.0-2.5倍；將反應物升溫脫水，然後降溫至80-100℃，再升溫至沸騰，回流1-3小時；在回流過程中，檢測反應物的粘度達到所需要求時加入鹼，調節pH值至4-7；然後加熱脫水，得熱塑性酚醛樹脂。本發明可以實現酚醛樹脂生產的零廢水排放，且能保證酚醛樹脂本身的性能不降低。
文檔編號C08G8/10GK103059237SQ201210533969
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月12日 優先權日2012年12月12日
發明者範江峰 申請人:江蘇鋒芒複合材料科技集團有限公司, 範江峰