[發(fā)明專利]一種雙酚F的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110427554.6
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN102516035A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設計）人: 沈永嘉;王洪太;潘昌藝;楊苗;宋衛(wèi)濤;王帥
• 申請（專利權）人: 膠州市精細化工有限公司;華東理工大學
• 主分類號: C07C39/16
• 分類號: C07C39/16;C07C37/20
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 陳淑章

技術領域

本發(fā)明涉及一種雙酚F(bisphenol?F)的制備方法。

背景技術

雙酚F是生產環(huán)氧樹脂的一個關鍵組分，用它為原料制造的環(huán)氧樹脂與以雙酚A為原料制造的環(huán)氧樹脂相比，具有粘度低、作業(yè)性優(yōu)良等特點，可應用于無溶劑型乃至超高固體含量的涂料，也可應用于襯里材料、地板材料、注型材料、浸漬材料、層壓材料等領域。

雙酚F一般是由苯酚和甲醛在酸性或Friedel-Grafts型催化劑存在下縮合而成，其化學名為二羥苯基甲烷，結構式如下：

雙酚F是一種混合物，根據(jù)羥基的不同位置取代，有4，4’-二羥苯基甲烷(下文簡稱為4，4’-異構體)，2，4’-二羥苯基甲烷(下文簡稱為2，4’-異構體)和2，2’-二羥苯基甲烷(下文簡稱為2，2’-異構體)三種異構體。此外，工業(yè)級的雙酚F中可能還含有少量低聚物。

上述三種異構體的熔點各不相同，其中4，4’-異構體的熔點為：162～163℃，2，2’-異構體的熔點為：118.5～119.5℃，2，4’-異構體的熔點為：119～120℃。化工市場上易得的雙酚F其熔點為158～163℃，其中上述三種異構體的總含量＞89％，通過調節(jié)三種異構體的組成比例，尤其是4，4’-與2，4’-異構體的比例，可以獲得熔點不同的雙酚F。

美國專利(US.Pat.No.5,654,382)揭示，在雙酚F中，提高2，4’-和2，2’-異構體的比例，可以獲得低熔融粘度，高成膜韌性的雙酚F環(huán)氧樹脂。低熔融粘度的雙酚F環(huán)氧樹脂還具有施工方便的優(yōu)點，越來越多的雙酚F環(huán)氧樹脂的應用者傾向于使用這種低熔融粘度高成膜韌性的雙酚F環(huán)氧樹脂。

要獲得2，4’-及2，2’-異構體含量較高的雙酚F，美國專利(US.Pat.No.4,338,470)報道一種制備雙酚F的方法，該方法以50％硫酸(質量百分比)為催化劑，同時將苯酚與甲醛的摩爾比提高到25∶1，由此制得的雙酚F中4，4’-，2，4’-及2，2’-三種異構體的比例為：38.2∶42.6∶19.2(詳見該專利的實施例11)。然而采用這樣的方法因苯酚大大過量，回收大量未反應的苯酚需要消耗很大的能量，同時也增加了操作難度。

美國專利(US.Pat.No.5,395,915)公開了一種方法，其以草酸為催化劑，當苯酚與甲醛的摩爾比＝6∶1時，制得的雙酚F中，4，4’-，2，4’-及2，2’-三種異構體的比例為：39∶47.9∶13.1；當苯酚與甲醛的摩爾比＝10∶1時，4，4’-，2，4’-及2，2’-三種異構體的比例為：37∶48.9∶14.1；而當苯酚與甲醛的摩爾比＝20∶1時，4，4’-，2，4’-及2，2’-三種異構體的比例為：33∶50∶17。這表明，要想獲得2，4’-及2，2’-異構體比例高的雙酚F，只有使苯酚大大過量。而苯酚大大過量一方面降低了設備的生產能力，另一方面，回收未反應的苯酚能耗很高。

中國專利文獻(CN?102070409A)也公開了一種高2，4’-及2，2’-異構體含量的雙酚F的制備方法，該方法采用兩步合成法，先是苯酚與甲醛在酸性條件下(通過磷酸調節(jié)pH至2～3)反應，再向第一步反應液中加入大量的催化劑磷酸及甲醛，使甲醛完全反應，以獲得2，4’-異構體比例為42～46％的雙酚F，但是該方法同樣存在苯酚用量過多的缺陷。

綜上所述，目前市場上易得的雙酚F中，4，4’-異構體為主要成分，而那些為提高2，4’-異構體比例的方法均存在苯酚用量過多，回收能耗大等缺陷。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種雙酚F的制備方法，克服現(xiàn)有技術中存在的缺陷。

本發(fā)明所述制備雙酚F的方法，其主要步驟是：在有酸催化劑存在的條件下，由苯酚與甲醛反應，得到目標物(雙酚F)，其特征在于，其中所述的酸催化劑為無機酸和有機酸的混合物，且無機酸與有機酸的摩爾比為10～2∶1；其中，所述的無機酸是磷的含氧酸，所述的有機酸是C₁～C₄直鏈或支鏈的一元酸或二元酸。

采用上述方法所制得的雙酚F，以4，4’-異構體，2，4’-異構體，2，2’-異構體等二核異構體為主要成分，其中2，4’-異構體含量最多，4，4’-異構體次之，2，2’-異構體相對較少。本發(fā)明突出的優(yōu)點在于，在苯酚與甲醛的摩爾比值小于或等于10(即P/F≤10)的條件下，可獲得高鄰位異構體(特別是2，4’-異構體)含量的雙酚F，提高了設備的生產能力，降低了操作費用及能耗。

具體實施方式