[發明專利]一種高性能免脫水發泡酚醛樹脂合成方法

有效

• 申請號: 201010608929.4
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN102086256A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 何洪清
• 申請（專利權）人: 何洪清
• 主分類號: C08G8/32
• 分類號: C08G8/32;C08G8/10
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本發明涉及有機合成領域發泡酚醛樹脂的合成方法，特別是一種高性能免脫水發泡酚醛樹脂合成方法。

背景技術

目前合成發泡酚醛樹脂的方法流程請參閱圖1。如圖所示：它用苯酚和含量37％的液體甲醛為原料，用氫氧化鈉做催化劑進行縮聚，用硫酸或其它酸類做中和劑進行中和，再真空脫水至含水量符合要求。上述合成方法具有如下缺點。

1、環保問題：生產一噸發泡酚醛樹脂產生約500公斤含酚5％左右的廢水，GB8978—1996規定含酚廢水排放標準為0.5ppm，為此工廠需投資幾百萬元建廢水處理設施，加上平時運行費用，致生產成本明顯上升。目前的排放標準是十多年前實施的，今后如執行更嚴格的排放標準，廢水處理的難度會更高。

2、高能耗：脫水需高真空并加熱，由于脫水量大，脫水工序能耗很高。

3、投入產出比低：反應釜中投入的原材料總重的三分之一作為廢水抽出，投入產出比只有0.66。

4、質量控制難度高：生產過程中，除需控制反應終點外，還需控制脫水終點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高性能免脫水發泡酚醛樹脂合成方法，它主要解決上述現有發泡酚醛樹脂合成方法所存在的技術問題，它使合成生產過程中免去了脫水工序，整個生產過程無廢水排放，既環保又節能，產品性能高，適合用于優質酚醛泡沫生產。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是。

一種高性能免脫水發泡酚醛樹脂合成方法，其特征在于：先用多聚甲醛和苯酚為原料并以無水亞硫酸鈉為催化劑進行縮聚反應，其中：多聚甲醛與苯酚的重量比為0.38～0.64:1，無水亞硫酸鈉與苯酚的重量比為0.03～0.08：1，水與苯酚的重量比為0.06～0.12:1；然后使用對甲基苯磺酸的水和乙二醇或二甘醇或三甘醇或聚乙二醇溶液中和上述縮聚反應的產物，中和劑中：對甲基苯磺酸與苯酚的重量比為0.03～0.05:1，乙二醇或二甘醇或三甘醇或聚乙二醇與苯酚的重量比為0.04～0.12:1，水與苯酚的重量比為0.015～0.022:1。

本縮聚反應的催化劑在反應溫度60～85℃范圍內分多次加入，生產上考慮到經濟性，一般分3～4次加入催化劑，反應分3～4個階段進行，第一階段60～65℃，中間設1～2個溫度段，最后階段80～85℃，總縮聚反應時間200～400分鐘。反應到達終點即冷卻，縮聚物降溫至40～45℃時，可進行中和，PH控制在7.0～8.0。

所述的高性能免脫水發泡酚醛樹脂合成方法，其特征在于：所述的催化劑無水亞硫酸鈉在反應溫度60～85℃范圍內分多次加入，生產上一般分3～4次加入催化劑。

所述的高性能免脫水發泡酚醛樹脂合成方法，其特征在于：所述的縮聚反應中通過釜內安裝冷卻盤管增加反應釜的換熱面積，來提高冷卻效果。

所述的高性能免脫水發泡酚醛樹脂合成方法，其特征在于：所述的中和劑是對甲基苯磺酸的水和乙二醇溶液。

與現有的發泡酚醛樹脂的合成方法相比，本發明的主要設計目的是要免脫水合成發泡酚醛樹脂，這樣有利于環保和節能，因此本發明必須從減少投入料的含水量著手，本發明是從以下兩個方面來實現的。

1、用多聚甲醛代替液體甲醛：酚與醛的縮聚反應會釋放出大量的熱量并產生水，用多聚甲醛代替液體甲醛，大大減少了反應體系中的含水量，反應放熱更激烈。本發明選用弱堿性的無水亞硫酸鈉代替氫氧化鈉做催化劑，并采用少量多次加入的方式來減緩反應速度。同時在反應設備上，通過釜內安裝冷卻盤管增加反應釜的換熱面積，來提高冷卻效果。

2、用對甲基苯磺酸的水和乙二醇溶液代替硫酸：對甲基苯磺酸既溶于水又溶于乙二醇，水和乙二醇能混溶。乙二醇是酚醛樹脂的優良溶劑，其對酚醛樹脂有一定的改性作用。本發明選用乙二醇代替部分水稀釋對甲基苯磺酸，既減少反應體系中的水份，又能提高產品的性能。

本發明技術方案所產生的效果是。

1、本發明合成發泡酚醛樹脂免去脫水工序，其效果是：有利環境保護和節能；縮短生產周期，提高生產效率；投入產出比接近100％，提高設備利用率；由于只需控制反應終點，樹脂質量易控制。

2、本發明用弱堿性無水亞硫酸鈉代替氫氧化鈉做催化劑，又在反應溫度60～85℃范圍內分多次加入，反應緩和，時間長，樹脂聚合度分布均勻，有利于提高酚醛泡沫的強度及閉孔率。

3、本發明使用較弱的對甲基苯磺酸代替硫酸做中和劑，又經乙二醇充分稀釋，可避免樹脂中和時產生局部凝膠化，中和后樹脂聚合度分布均勻，同樣有利于提高酚醛泡沫的強度及閉孔率。