一種利用雙酚a和環氧氯丙烷生產環氧樹脂的方法
2023-05-08 22:42:26 3
專利名稱：一種利用雙酚a和環氧氯丙烷生產環氧樹脂的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用雙酚A和環氧氯丙烷生產環氧樹脂的方法。
背景技術：
利用雙酚A和環氧氯丙烷生產環氧樹脂一般要經過如下反應(1)預反應，在鹼性條件下，雙酚A和環氧氯丙烷反應，生成雙酚A氯代醇體。
(2)雙酚A氯代醇體和NaOH反應生成雙酚A縮水甘油醚。
雙酚A縮水甘油醚與雙酚A、環氧氯丙烷進一步反應，生成環氧樹脂。
(3)反應過程中可能發生的副反應
①環氧氯丙烷在鹼作用下，水解為丙三醇 ②丙三醇與環氧氯丙烷反應生成氯代一縮二甘油醚 ③氯代一縮二甘油醚與環氧氯丙烷反應生成二氯二縮二甘油醚 在現有技術中，利用雙酚A(BPA)和環氧氯丙烷(ECH)生產環氧樹脂一般包括包括預反應、反應、精製、脫溶劑等過程，BPA、過量的ECH和少量的NaOH溶液，在40℃～50℃溫度條件下進行預反應150min～240min生成雙酚A的氯代醇體；預反應後的物料送至反應釜，在60℃～70℃的溫度和絕壓為20kPa～30kPa的真空下，以一定流速加入NaOH溶液，進行反應，反應生成的水和ECH氣體不斷地被排出釜外，ECH氣體經冷凝器冷凝後回到反應釜參加反應，反應結束後，在絕壓為20kPa～30kPa真空條件下，蒸出水和大量ECH；反應物料進入反應物接受罐，經ECH薄膜蒸發器脫去大部分殘留的ECH後進入粗樹脂接受罐；在精製釜中，加入有機溶劑，NaOH溶液和純水，對粗樹脂進行精製反應，除去殘存在粗樹脂中的可水解氯；然後脫除樹脂中的有機溶劑得到產品。
現有技術存在以下缺點1、因ECH一次性加入反應釜，反應釜內ECH濃度高，導致ECH水解等副反應增加，ECH消耗升高。
2、產品分子量分布窄，用作互感器澆注配套料的基料，使用效果不理想。
發明內容
本發明提供一種利用雙酚A與環氧氯丙烷生產環氧樹脂的方法，通過改變環氧氯丙烷的加入方式，降低生產過程中環氧氯丙烷的消耗，改善產品質量；預反應通過選擇低濃度鹼(30～40％)，提高BPA的轉化率。
本發明的技術方案也包括預反應、反應、精製、脫溶劑等過程，工藝流程圖如附圖1所示，具體工藝過程如下(1)控制NaOH/BPA的總mol比為1.35～1.42∶1；ECH/BPA的總mol比為2.0～2.3∶1；(2)加入25～40％的NaOH，70～85％的ECH，全部的BPA；NaOH濃度控制在30～40％，在反應溫度為50～60℃條件下進行預反應，反應時間為150min～240min，生成雙酚A的氯代醇體；(3)預反應後的物料送至反應釜，加入餘下的60～75％的NaOH，在60℃～70℃的溫度和絕壓為15kPa～30kPa的真空下，反應1小時後，加入餘下的15～30％的ECH，反應生成的水和ECH共沸後排出釜外，經冷凝分相後，ECH回反應釜參加反應；(4)反應結束後，在絕壓為20kPa～30kPa真空條件下，蒸出水和大量ECH；反應物料進入反應物接受罐，經ECH薄膜蒸發器在溫度為135～150℃、壓力為絕壓0.5KPa～0.9Kpa下，脫去大部分殘留的ECH後，進入粗樹脂接受罐；(5)在精製釜中，加入有機溶劑，NaOH溶液和純水，對粗樹脂進行精製反應，除去殘存在粗樹脂中的可水解氯；有機溶劑採用甲苯或環己酮或甲基異丁基酮；(6)脫除樹脂中的有機溶劑得到產品，脫除樹脂中的有機溶劑採用降膜蒸發器和薄膜蒸發器，其中降膜蒸發器的操作壓力為絕壓18KPa～25KPa，操作溫度為135℃～145℃；薄膜蒸發器的操作壓力為絕壓0.2KPa～1.2KPa，操作溫度為150℃～178℃。
本發明與現有技術的區別特徵在於1、預反應通過控制鹼的濃度在30～40％，提高了BPA的轉化率，BPA轉化率由現有技術的60％提高至72％；2、通過改變ECH的加入方式，實現環氧樹脂分子量分布變寬的目的。
本發明與現有技術相比具有如下技術效果1、找到了合適的預反應鹼濃度進行預反應，使BPA的轉化率由60％提高到72％；2、ECH分步加入，在預反應過程中，ECH的濃度降低、ECH水解等副反應減少，因而ECH的消耗降低；3、通過改變ECH的加入方式，實現了環氧樹脂分子量分布變寬的目的。本發明生產的環氧樹脂典型的分子量分布圖見附圖2，分子量分布寬，有利於改善澆注工藝性能，固化物的脆性和收縮率要小。現有技術生產的環氧樹脂典型的分子量分布圖見附圖3，分子量分布窄，分子組成較單一，用於澆注工藝使用起來比較困難，固化物的脆性和收縮率大。
4、與現有技術的產品質量及消耗對比如下產品質量
產品消耗
圖1本發明的工藝流程圖；圖2本發明生產的環氧樹脂的分子量分布圖；圖3現有技術生產的環氧樹脂的分子量分布圖。
具體實施例方式
實施例1在帶有負壓共沸回流脫水的裝置中，投入1mol的BPA和1.7mol的ECH，加入0.07molNaOH(NaOH以30％的NaOH溶液方式加入)，在50～60℃條件下反應4小時，減壓控制絕壓15～30kPa，加入1.35molNaOH(NaOH以50％的NaOH溶液方式加入)，60～70℃條件下反應1小時後加入0.3mol的ECH，再反應2小時，回收的ECH可循環使用，加入甲苯使之溶解再用11.5％的NaOH水溶液處理參殘餘的可水解氯。分去水層，中和有機相後，脫出溶劑，得到的環氧樹脂的性能指標如下環氧值243kg/eq，軟化點26℃，可水解氯0.02％。
權利要求
1.一種利用雙酚A和環氧氯丙烷生產環氧樹脂的方法，其特徵在於(1)控制NaOH/BPA的總mol比為1.35～1.42∶1；ECH/BPA的總mol比為2.0～2.3∶1；(2)加入25～40％的NaOH，70～85％的ECH，全部的BPA；NaOH濃度控制在30～40％，在反應溫度為50～60℃條件下進行預反應，反應時間為150min～240min，生成雙酚A的氯代醇體；(3)預反應後的物料送至反應釜，加入餘下的60～75％的NaOH，在60℃～70℃的溫度和絕壓為15kPa～30kPa的真空下，反應1小時後，加入餘下的15～30％的ECH，反應生成的水和ECH共沸後排出釜外，經冷凝分相後，ECH回反應釜參加反應；(4)反應結束後，在絕壓為20kPa～30kPa真空條件下，蒸出水和大量ECH；反應物料進入反應物接受罐，經ECH薄膜蒸發器在溫度為135～150℃、壓力為絕壓0.5KPa～0.9Kpa下，脫去大部分殘留的ECH後，進入粗樹脂接受罐；(5)在精製釜中，加入有機溶劑，NaOH溶液和純水，對粗樹脂進行精製反應，除去殘存在粗樹脂中的可水解氯；有機溶劑採用甲苯或環己酮或甲基異丁基酮；(6)脫除樹脂中的有機溶劑得到產品，脫除樹脂中的有機溶劑採用降膜蒸發器和薄膜蒸發器，其中降膜蒸發器的操作壓力為絕壓18KPa～25KPa，操作溫度為135℃～145℃；薄膜蒸發器的操作壓力為絕壓0.2KPa～1.2KPa，操作溫度為150℃～178℃。
全文摘要
本發明提供了一種利用雙酚A和環氧氯丙烷生產環氧樹脂的方法，通過改變環氧氯丙烷的加入方式，降低生產過程中環氧氯丙烷的消耗，實現了環氧樹脂分子量分布變寬的目的，改善澆注工藝性能，固化物的脆性和收縮率要小，改善產品質量；預反應採用30～40％鹼濃度，提高了BPA的轉化率。
文檔編號C08G59/06GK1955208SQ20051003232
公開日2007年5月2日 申請日期2005年10月28日 優先權日2005年10月28日
發明者鄧海波, 唐光斌, 潘衛章 申請人:中國石化集團巴陵石油化工有限責任公司