[發(fā)明專利]烷基酚熱塑樹脂生產(chǎn)的改進(jìn)工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810041551.7
• 申請(qǐng)日: 2008-08-11
• 公開（公告）號(hào): CN101338013A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊全海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華奇（張家港）化工有限公司
• 主分類號(hào): C08G8/08
• 分類號(hào): C08G8/08;C08L21/00;C08L61/06;B60C1/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 徐迅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橡膠領(lǐng)域，更具體地涉及烷基酚熱塑樹脂生產(chǎn)的改進(jìn)工藝方法 及其應(yīng)用。

發(fā)明背景

用于汽車、公共汽車和卡車等先進(jìn)的子午胎或斜交胎經(jīng)設(shè)計(jì)可提供優(yōu)良的 抗撕裂、耐磨損、低磁滯、低滾動(dòng)阻力、耗油少、使用壽命長(zhǎng)等性能。為了達(dá) 到上述優(yōu)良性能，輪胎工業(yè)通常將苯乙烯-丁二烯(SBR)和丁二烯(BR)添加到橡 膠配方中，尤其是胎冠和胎面基部的橡膠組合物配方。通常來說，在大部分應(yīng) 用中，天然橡膠已經(jīng)具備足夠的自粘合，也就無需加增粘劑。和其它合成橡膠 比，苯乙烯-丁二烯(SBR)極性相對(duì)較低，不同于天然橡膠，SBR煉膠過程不發(fā) 生過氧化反應(yīng)。因此，SBR自粘性或加工粘性相對(duì)較差。

提高橡膠的粘性在輪胎工業(yè)中尤為重要。因?yàn)榈湫偷妮喬スに囀牵豪w維經(jīng) 覆膠后做成膠層疊合，然后與緩沖條、緩沖墊和胎面壓制到一起做成輪胎。膠 層必須要具有足夠的表面粘性才能使每片膠片粘合緊密，保證硫化前每個(gè)部分 膠層的相對(duì)位置沒有滑移。如果粘性不夠，是很難操作的，從而，硫化前橡膠 組合物的粘性一直是輪胎加工一個(gè)至關(guān)重要的性能。

總的來說，有兩種不同的增粘劑樹脂用于橡膠和輪胎工業(yè)：石油樹脂增粘 劑和酚醛樹脂增粘劑。石油樹脂增粘劑可提供良好的初始粘性，但是卻無法提 供優(yōu)異的長(zhǎng)期粘性。酚醛樹脂可以提供優(yōu)良的初始粘性和長(zhǎng)期粘性，但是通常 價(jià)格較高。

對(duì)于酚醛樹脂增粘劑，在輪胎工業(yè)中占主導(dǎo)地位的是對(duì)特辛基苯酚(PTOP) 和對(duì)叔丁基苯酚(PTBP)熱塑酚醛樹脂。這些烷基酚增粘樹脂可以由烷基酚如對(duì) 叔丁基苯酚(PTBP)或?qū)μ匦粱椒?PTOP)，與醛類化合物尤其是甲醛，在酸性 催化劑存在下反應(yīng)制得。在本知識(shí)領(lǐng)域，烷基酚與甲醛制備烷基酚熱塑樹脂的 技術(shù)是為業(yè)內(nèi)人士所熟知的。

制備時(shí)，酚如烷基酚可在酸催化劑條件下與甲醛發(fā)生反應(yīng)。使用的甲醛可 以是液體甲醛或固體甲醛。苯酚和甲醛的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此必須嚴(yán)格控制 體系的溫度防止反應(yīng)熱失控，尤其是在反應(yīng)的初始階段。使用固體甲醛的優(yōu)勢(shì) 是可以降低進(jìn)入反應(yīng)體系的水分量，減少污水排放量。但是多聚甲醛價(jià)格貴， 而且放熱反應(yīng)更劇烈很難控制。使用甲醛水溶液的優(yōu)勢(shì)是，水可以吸收苯酚與 甲醛反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，用此熱量加熱反應(yīng)釜中的物料，同時(shí)可降低苯酚-甲醛 發(fā)生失控發(fā)應(yīng)的機(jī)率。

甲醛對(duì)苯酚與對(duì)烷基酚的反應(yīng)活性是不一樣的，這是根據(jù)烷基和羥基取代 基上活性點(diǎn)的數(shù)量以及取代基團(tuán)的數(shù)量和取代位置而定，這些取代基可增加其 鄰位和對(duì)位的活性。與烷基取代的苯酚比較，無取代基的苯酚苯環(huán)上有三個(gè)活 性點(diǎn)(2，4和6位)，烷基取代后的苯酚苯環(huán)上只有兩個(gè)活性點(diǎn)。因此與甲醛反 應(yīng)，苯酚的活性要比烷基苯酚的活性高。苯酚苯環(huán)上活性最高的位置是4位。 4位被烷基取代后，剩下的2位和6位與甲醛的反應(yīng)活性要比4位的活性低得 多。因此苯酚被烷基取代后，與甲醛的反應(yīng)活性就降低了。

對(duì)烷基苯酚-甲醛樹脂是線性分子，分子量低，比苯酚甲醛樹脂熱塑性好。 同樣，相比于苯酚熱塑樹脂，烷基酚熱塑樹脂與憎水化合物如橡膠的相容性更 好。在橡膠和輪胎工業(yè)中，利用對(duì)烷基苯酚與甲醛生成的線性酚醛樹脂，主要 用作增粘劑，輪胎工業(yè)也已經(jīng)用它投入輪胎的大批量生產(chǎn)。增粘劑樹脂要求具 有優(yōu)良的粘性和粘度保持性，以保證經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定的輪胎生產(chǎn)。

為了給輪胎工業(yè)提供性能優(yōu)異、質(zhì)量穩(wěn)定的酚醛增粘樹脂，采用簡(jiǎn)單、安 全、經(jīng)濟(jì)并保證產(chǎn)品性能優(yōu)異穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝就顯得至關(guān)重要。針對(duì)不同的用 途，輪胎和橡膠工業(yè)要求增粘樹脂具有特定的物理性能，如分子量、軟化點(diǎn)。 對(duì)于烷基酚增粘樹脂，分子量和軟化點(diǎn)是與制備過程中烷基酚與甲醛的摩爾比 直接相關(guān)的。生產(chǎn)的樹脂是否能達(dá)到預(yù)期的物理性能，完全依賴于原材料的特 性和純度、反應(yīng)條件如反應(yīng)溫度和時(shí)間、反應(yīng)介質(zhì)的類型如是否使用溶劑及何 種溶劑，以及安全穩(wěn)定的操作步驟。