[發明專利]一種改性酚醛樹脂的制備方法

有效

• 申請號: 201310694180.3
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103613729A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 江成真;李枝芳;劉耀;張淑嬌
• 申請（專利權）人: 濟南圣泉海沃斯樹脂有限公司
• 主分類號: C08G8/28
• 分類號: C08G8/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，尤其涉及一種改性酚醛樹脂的制備方法。

背景技術

酚醛樹脂是酚類和醛類在催化劑存在的條件下發生反應生成的樹脂的統稱，是最早工業化生產的高分子材料，固化后的酚醛樹脂具有良好的物理、化學性能，廣泛的應用于工業、農業、國防和國民經濟等各個方面。

酚醛樹脂常被用于制作模塑料材料、摩擦材料、耐火材料、層壓材料等，由酚醛樹脂制備的模塑料因其具有卓越的耐熱、絕緣以及機械性能、尤其是良好的尺寸穩定性，在航天航空、海軍艦艇和民用船舶、槍械、電子和電器零部件、電力設備部件等方面運用廣泛。

隨著科學技術和經濟的快速發展，行業內對模塑料的需求日益增大，同時對加工精度的要求越來越嚴格，相應的對作為模塑料材料的酚醛樹脂的質量要求也相應提高，尤其是更好的幾何尺寸穩定性。

在現有的生產工藝中，普通的酚醛樹脂在模塑過程中由于固化時間長，影響其生產效率，造成生產成本上升，難以滿足現階段大規模工業生產的要求。而具有快速固化特性的酚醛樹脂在模塑過程中由于固化速度快，會造成流動性僅保持很短時間，需要在高壓下短時間將材料注入模中，結果在模中的模塑品常產生殘余應力，并且當在從模中釋出后，在冷卻過程中模塑品中的殘余應力，使得模塑品易發生翹曲和扭變，造成模塑品合格率下降，廢品率上升。而且，在將樹脂在高壓下注入模中時，在模之間常形成空間，不可避免的生成溢料，最終形成廢料污染環境。

因此，如何在提高酚醛樹脂固化時間的基礎上，同時又減少模塑過程中的翹曲程度，減少溢料，成為業內亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種改性酚醛樹脂的制備方法，本發明提供的改性酚醛樹脂在固化時，具有較低的翹曲和較少的溢料，同時相對于普通的酚醛樹脂具有較快的固化時間。

本發明提供了一種改性酚醛樹脂的制備方法，包括以下步驟：

A）在催化劑的作用下，將酚類化合物、醛類化合物和水加熱進行第一反應，得到反應混合物；

B）在堿性催化劑的作用下，將上述步驟A）得到的反應混合物、苯酚和甲醛混合進行第二反應，得到改性酚醛樹脂；

所述催化劑為二價金屬鹽或二價金屬氧化物；

所述醛類化合物和水的總質量與酚類化合物的質量比為（0.2～1.2）：1；

所述醛類化合物的質量與所述醛類化合物和所述水總質量的比值為（0.3～0.4）：1。

優選的，所述酚類化合物為苯酚、甲酚、二甲基酚、壬基苯酚、雙酚A、雙酚F、間苯二酚、丙基苯酚和乙基苯酚中的一種或幾種。

優選的，所述醛類化合物為甲醛、乙醛、丁醛、多聚甲醛或三聚甲醛。

優選的，所述堿性催化劑為KOH、K₂CO₃、NaOH或Na₂CO₃。

優選的，所述催化劑為醋酸鋅、氧化鋅、醋酸錳、氧化錳、醋酸鎘、氧化鎘、醋酸鈷、氧化鈷、醋酸銅或氧化銅。

優選的，所述催化劑與酚類化合物的質量比為（0.01～0.03）：1。

優選的，所述步驟B）中苯酚與步驟A）中酚類化合物的質量比為1：（0.1～0.5）；所述步驟B）中甲醛與步驟A）中酚類化合物的質量比為1：（0.07～0.35）；所述步驟B）中堿性催化劑與步驟B）中苯酚的質量比為（0.01～0.05）：1。

優選的，所述第二反應的溫度為40～80℃；所述第二反應的時間為4～7小時。

優選的，所述步驟A）具體為：

在催化劑的作用下，將酚類化合物、醛類化合物和水加熱至第一溫度進行反應，再加熱至第二溫度進行反應，最后加熱至第三溫度進行反應，得到反應混合物；

所述第一溫度為70～85℃，所述第一溫度下反應的時間為0.5～2小時；

所述第二溫度為86～95℃，所述第二溫度下反應的時間為0.5～2小時；

所述第三溫度為96～110℃，所述第三溫度下反應的時間為2～5小時。