環氧樹脂的生產工藝的製作方法

2023-05-13 07:28:56

本發明屬於化工技術領域，具體涉及一種環氧樹脂的生產工藝。

背景技術：

環氧樹脂E-12是熱固性混合粉末塗料的主要連接材料，現有技術中，環氧樹脂E-12主要採用一步水洗法生產，具體來說，是將定量原料BPA(學名雙酚A，簡稱雙酚基丙烷)和NaOH溶液投入反應器中進行升溫攪拌溶解，然後迅速一次性加入ECH(即環氧氯丙烷)，之後分三個階段進行反應：第一階段在60℃下反應45min，第二階段在80℃下反應30min，第二階段在95℃下反應45min，反應結束後吸去上層的殘餘鹼液，然後用沸水洗滌除去樹脂中的副產物和鹽類，最後經過常壓、減壓脫水後即得產品。

但是，採用現有一步水洗法生產的環氧樹脂E-12產品的分子量分布較寬，粘度較大，焦化時間較短，因此用該環氧樹脂與聚酯樹脂配伍製造的混合粉末塗料在實際應用時塗膜的流平性還不夠理想，亦即實際應用時的外飾效果欠佳。為此，開發生產一種環氧樹脂以滿足裝飾性戶內用粉末塗料的高應用要求顯得非常必要。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種工藝條件容易控制、質量穩定、且適用於高要求裝飾塗料的環氧樹脂的生產工藝。

為實現上述目的，本發明採用的技術方案是：一種環氧樹脂的生產工藝，其步驟如下：

a)向帶有攪拌槳的反應器內投入ECH，加水攪拌溶解，加熱至30-40℃，加入BPA混合溶解，然後邊攪拌邊緩慢加入NaOH溶液，加熱至90-100℃條件下反應65-75min；反應器中ECH、BPA和NaOH溶液中的NaOH這三者的摩爾比為1-2:1-2:2-3；

b)吸出反應器內的上層液體，然後將下層的生成物至少洗滌除雜4次，最後常壓、減壓脫水，即得產品。

採用上述技術方案產生的有益效果在於：現有技術的生產工藝反應體系在初期的鹼濃度就很高，這樣ECH在未完成與BPA醚化縮合前與高濃度的鹼接觸易水解成甘油，從而導致反應體系的配比失調，製備得到的目標產品的分子量超出預定值。與現有技術相比，本發明是將NaOH溶液緩慢加入到ECH和BPA的混合液中，這樣不僅使得反應的放熱分散，整體反應的溫度條件容易控制，而且混合液先是在低溫弱鹼條件下進行醚化縮合反應，然後在高溫強鹼條件下完成閉環反應，這樣使得反應分步推進進行，體系的粘度緩慢上升，從而使得環氧樹脂產品的分子量分布較為集中，歧化反應少，進而保證了產品質量的穩定性。

具體的方案為，所述步驟a中NaOH溶液的質量百分比濃度為30wt％-35wt％。

作為進一步的優選方案，所述步驟a中NaOH溶液加入到反應器內的總時間為50-55min，如此可以有效保證反應器內ECH和BPA的混合液先是在弱鹼條件下反應，然後逐漸提高鹼性濃度，最後的鹼性濃度高的條件下反應。

具體的，所述步驟b中洗滌除雜的處理步驟為：向反應器內加水煮沸，然後再加水攪拌，分層，將上層液體吸出。聚合反應生成的環氧樹脂主要集中在反應器下層的熔融態生成物中，而反應器上層的液體基本上都是NaCl和H2O，因此聚合反應結束後，先將上層的液體排出或者是吸出，然後再向反應器中加水將熔融態的環氧樹脂煮沸以使其中殘留的NaCl鹽等雜質溶解在水中，這樣再加水攪拌、分層，之後將上層含有NaCl鹽的液體排出，如此反覆洗滌多次即可得到高純度的環氧樹脂。

優選的，所述步驟a是將ECH投入反應器內，加水攪拌溶解，加熱至33-36℃，加入BPA混合溶解，然後邊攪拌邊緩慢加入NaOH溶液，加熱至95℃條件下反應70min；所述步驟b是將生成物置於-0.1～-0.05MPa的真空條件下減壓脫水；步驟a的整個加料反應過程以及步驟b的加水攪拌過程均是在攪拌速度為500-600r/min的條件下進行。申請人經試驗證明，與現有的環氧樹脂E-12相比，採用上述工藝參數控制條件製備得到的環氧樹脂的分子量寬，粘度高，且與聚酯樹脂配伍的焦化時間得以延長。

具體實施方式

為更清楚的說明本發明所公開的技術方案，以下通過1-4個實施例來作進一步的說明。

實施例1：環氧樹脂的製備

a)向反應器內投入100g的ECH，加水攪拌溶解，加熱至35℃，加入230g的BPA混合溶解，然後邊攪拌邊緩慢加入246ml濃度為32.5wt％的NaOH溶液，50min加完，之後加熱至95℃條件下反應70min；

b)吸出反應器內的上層液體，然後向反應器內加水煮沸，之後再加水攪拌，分層，將上層液體吸出，重複加水加熱洗滌4次，最後先常壓脫水，再在-0.05MPa的真空條件下減壓脫水，即得環氧樹脂產品。

實施例2：環氧樹脂的製備

a)向反應器內投入100g的ECH，加水攪拌溶解，加熱至40℃，加入260g的BPA混合溶解，然後邊攪拌邊緩慢加入260ml濃度為35wt％的NaOH溶液，55min加完，之後加熱至100℃條件下反應65min；

b)吸出反應器內的上層液體，然後向反應器內加水煮沸，之後再加水攪拌，分層，將上層液體吸出，重複加水加熱洗滌6次，最後先常壓脫水，再在-0.01MPa的真空條件下減壓脫水，即得環氧樹脂產品。

實施例3：環氧樹脂的製備

a)向反應器內投入100g的ECH，加水攪拌溶解，加熱至30℃，加入200g的BPA混合溶解，然後邊攪拌邊緩慢加入290ml濃度為30wt％的NaOH溶液，50min加完，之後加熱至90℃條件下反應75min；

b)吸出反應器內的上層液體，然後向反應器內加水煮沸，之後再加水攪拌，分層，將上層液體吸出，重複加水加熱洗滌7次，最後先常壓脫水，再在-0.01MPa的真空條件下減壓脫水，即得環氧樹脂產品。

實施例4：環氧樹脂的製備

a)向反應器內投入200g的BPA和290ml濃度為30wt％的NaOH溶液，升溫至30℃進行混合攪拌溶解，加入100g的ECH，然後先加溫至60℃反應45min，再加溫至80℃反應30min，最後加溫至95℃反應45min；

b)吸出反應器內的上層液體，然後向反應器內加水煮沸，之後再加水攪拌，分層，將上層液體吸出，重複加水加熱洗滌7次，最後先常壓脫水，再在-0.01MPa的真空條件下減壓脫水，即得環氧樹脂產品。該實施例是採用現有技術製備環氧樹脂，亦即是對比例。

對實施例1-4製備得到的環氧樹脂分別進行性能檢測，各環氧樹脂的軟化點均以91℃為準，檢測結果如下表1所示，其中，所述聚酯樹脂的酸值為72mgKOH/g。從表1中可以看出，與實施例4(即對比例)製備得到的環氧樹脂相比，採用本發明公開的方法製備得到的環氧樹脂的最高分子量和分散性指數均下降，粘度得到有效改善，同時與聚酯樹脂的焦化時間拉長，因此流平性好。

表1環氧樹脂的性能檢測結果