離子交換樹脂催化下酚系樹脂的合成的製作方法
2023-07-21 20:34:56 1
專利名稱：離子交換樹脂催化下酚系樹脂的合成的製作方法
技術領域：
本發明屬於催化劑和高分子。
目前酚醛樹脂仍是主要的合成樹脂，在線型酚類樹脂的生產中所使用的催化劑多數為硫酸、鹽酸、苯磺酸、草酸等，生產過程中這些催化劑除對設備有嚴重腐蝕外，還須中和，水洗等一系列輔助工藝過程，還有酚水汙染環境的嚴重問題。
本發明的目的是將強酸性陽離子交換樹脂作為催化劑，用於酚與醛的縮聚反應，克服已有無機酸催化劑在生產中存在的缺點，簡化生產工藝、防止酚水汙染環境的新工藝。
本發明所用強酸性陽離子交換樹脂催化劑是將市售大孔型強酸性陽離子交換樹脂用5%鹽酸水溶液進行交換成氫型樹脂，該酸溶液的用量是樹脂體積的4倍，當測定樹脂交換當量為4.8毫克當量/克時，用大量蒸餾水衝洗至中性，濾去游離水，將溼樹脂倒入盤中，在90-120℃烘箱中烘乾，貯存備用。
合成線型酚醛樹脂是由酚類如苯酚、雙酚A，甲酚，對-叔丁基苯酚，對辛基酚等與醛類如甲醛、多聚醛、乙醛、等在本發明制的氫型大孔陽離子交換樹脂催化下，在溶劑甲苯或二甲苯存在或非溶劑體系下，得到線型酚醛類樹脂。酚與醛的摩爾比為1∶0.5-1∶2，催化劑的用量為15-50%(重量%)，反應混合物經分離後催化劑可重複使用，除去催化劑後的反應產物在120-180℃下，逐漸搞高真空度100-700mmHq脫除體系中的水或溶劑，脫水結束後將產物傾出，測定產物產量及軟化點。採用本發明氫型陽離子交換樹脂催化劑對設備無腐蝕，可分離重複使用，避免了已有技術的中和，水洗等過程，不存在大量酚水對環境的汙染問題。
例一.樹脂催化劑的製備。
將大孔型D72離子交換樹脂用4倍幹樹脂體積的5%鹽酸水溶液進行離子交換成氫型樹脂，當測定樹脂交換當量≥4毫克當量/克時，用大量蒸餾水衝洗至中性，濾去游離水，將溼樹脂倒入盤中，在120°烘箱中烘乾，貯存備用。
對-叔丁基苯酚甲醛樹脂的製備取對-叔丁基苯酚25g，35%甲醛17ml，甲苯溶液100ml，上述製備的氫型D72樹脂催化劑25g，依次加到250ml帶回流冷凝器和攪拌器的四口瓶中，緩慢升溫，同時攪拌，在回流溫度下反應2小時，注意第一次使用新制樹脂催化劑時，反應在回流溫度之前約80℃時有放熱高峰出現，應注意控制，然後將反應液與催化劑分離，分離後的催化劑可連續使用，反應液放在250cm3燒瓶中逐漸升溫將水和溶劑蒸出，待反應液相溫度達150℃時停止操作，趁勢倒出，得到對-叔丁基苯酚甲醛樹脂約30g，軟化點約100℃。
例二.
將例一方法制的氫型乾燥後的D72樹脂催化劑100g，對-叔丁基苯酚300g，37%甲醛180cm3加到1000cm3帶回流、攪拌的四口燒瓶中，對第一次使用的樹脂催化劑須注意控溫緩慢加熱，在回流溫度下反應2小時。然後將反應液與催化劑分離，注意因無溶劑體系較粘，需在較高溫度下迅速分離。催化劑可重複使用，重複使用的催化劑無放熱高峰。反應液體在1000cm3燒瓶中加熱、抽真空脫水，至液相溫度為150℃時，停止操作，趁熱倒出產物，得到樹脂約330g，軟化點約100℃。
例三、將例一方法制的氫型乾燥後的D72樹脂催化劑25g、苯酚100g、37%甲醛80ml、加到500ml的帶回流、攪拌的四口燒瓶中，對第一次使用的樹脂催化劑須注意控溫，緩慢加熱，或甲醛分批加入，在回流溫度下反應3小時，然後將反應液與催化劑分離，催化劑可重複使用。反應物在500ml燒瓶中加熱，在0.07MPa下抽真空脫水，至液相溫度150℃時，停止操作，趁熱倒出產物，得到酚醛樹脂約110g。
權利要求
1.本發明屬於催化劑及高分子、已有技術中使用硫酸、鹽酸、草酸、苯磺酸等為催化劑進行酚系樹脂的合成，本發明的特徵是採用大孔型陽離子交換樹脂做催化劑進行酚系樹脂的合成。
2.根據權利要求1所述的大孔型陽離子交換樹脂催化劑，其特徵是將大孔型陽離子交換樹脂用5%鹽酸處理，當測定交換當量為3.0-5.0毫克當量/克時，將交換後的樹脂用大量的蒸餾水衝洗至中性，濾去游離水，將樹脂倒入盤中，在90-120℃烘箱中烘乾備用。
3.根據權利要求1所述的酚系樹脂的合成，其特徵是將苯酚，雙酚A，對-叔丁基苯酚等酚類與甲醛、乙醛、等醛類按摩爾比1∶0.5-1∶2混合後，按重量百分比為15-50%氫型大孔陽離子交換樹脂的催化下，在溶劑甲苯或二甲苯存在或非溶劑體系下，製成線型酚醛類樹脂。
全文摘要
本發明屬於催化劑及高分子。本發明採用大孔型陽離子交換樹脂經酸化處理製成合成酚系樹脂的催化劑，以及用該催化劑進行酚系樹脂的合成。該催化劑克服了用傳統硫酸、鹽酸、草酸、苯磺酸等催化劑對設備的嚴重腐蝕及中和、水洗等工藝所帶來的嚴重的酚水汙染環境的問題。利用本發明催化劑合成酚系樹脂的新工藝過程簡單，沒有中和、水洗，及酚水汙染問題，可重複使用，有明顯的經濟效益。
文檔編號C08G8/04GK1045402SQ89109679
公開日1990年9月19日 申請日期1989年12月29日 優先權日1989年12月29日
發明者孫經武, 王慶元 申請人:天津大學