一种阻燃型酚醛树脂的合成方法与流程

文档序号:16543577发布日期:2019-01-08 20:40阅读:239来源:国知局

本发明涉及一种阻燃酚醛树脂合成方法,属于化工新材料的合成技术领域。



背景技术:

酚醛树指是最经典、也是最早的一类合成树脂,自1909年美国l·h·baekeland博士研制成功至今,历经八十余载,其产量始终占据热固树脂的首位,近些年来,人们利用酸、碱、盐类作催化剂,不断开发出许多改性的酚醛树脂新品种,大大改善了它的耐热、耐辐射、抗老化性能,提高了它的机械强度,从而拓宽了它的应用范围,使之不仅可以做纤维、塑料,而且可以做胶、涂料。

关于苯胺——甲醛树脂的合成早有报导([苏]a·尼古拉耶夫.合成树脂与塑料工学北京化学工业出版社,1960.),在碱性条件下合成的酚醛树脂,具有一定的阻燃型,其他物理性能也有一定的改善。河南大学的何南峰研究了在不加酸、碱、盐类催化剂的情况下,以苯胺作为催化剂和反应主体原料苯胺——酚醛树脂的合成【河南大学学报(自然科学版)voi25no.1】。北京航空航天大学的杨光等研究了苯胺衍生物改性酚醛树脂(绝缘材料,2003,36(3):1-3),以苯胺衍生物为改性剂,叔胺类有机碱为催化剂,合成了改性酚醛树脂。苯胺衍生物在合成酚醛树脂时起到与苯胺相似的作用,可使改性后的酚醛树脂极性减小,交联密度增加,具有良好的应用性能。株洲时代新材料科技股份有限公司的万胜,陈子荣,李强军,周升等人研究了甲醛、苯酚、苯胺三元共聚合成高含氮量的酚醛树脂(绝缘材料2012,45(1)),含氮量达到15.5%,用该树脂制备的含氮酚醛/环氧玻璃布层压板具有优异的阻燃型能、良好的力学性能,综合性能较佳。

高含氮量的酚醛树脂不但可以固化环氧树脂,还可能起到对环氧树脂进行阻燃改性的作用,用它固化的环氧树脂阻燃型优异,而且在燃烧中不会造成环境污染。

但是以上方法基本上都是采用苯酚-甲醛,外加苯胺(三聚氰胺)等含氮化合物共聚合成含氮阻燃酚醛树脂。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种新的阻燃型酚醛树脂的合成方法,该方法以对氨基苯酚为原料,在碱催化下合成出酚醛树脂,该树脂为白色至米色固体,含氮较高,可以用作环氧树脂固化剂,具有良好的阻燃型能。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种阻燃酚醛树脂合成方法,其特点是:所用原料为对氨基苯酚和甲醛溶液,在催化剂的作用下,经缩聚反应而成。缩聚反应后可以通过固化、中和和洗涤得到成品。

本发明所述的阻燃酚醛树脂合成方法,进一步优选的技术方案或者技术特征是:

1、所述对氨基苯酚和甲醛溶液的摩尔比为1:1.5-2.5;

2、所述对氨基苯酚的质量浓度为20%~40%。

3、甲醛溶液的质量浓度为20%-40%。

4、所述碱性催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或二种的混合物,保证反应条件为ph8~ph10。

5、所述缩聚反应是将反应物迅速加热到55℃~70℃,保持反应30-70分钟。

6、所述固化是将反应物升温至95℃~105℃,回流60-320分钟。

7、所述反应压力为0~2atm。

8、所述对氨基苯酚和甲醛溶液的摩尔比地一步优选为1.5,甲醛溶液的质量浓度进一步优选为37%。

9、所述缩聚反应是将反应物进一步优选迅速加热到65℃,保持反应30-50分钟。

10、所述交联固化是将反应物进一步优选升温至100℃,回流100-300分钟。

与现有技术相比,本发明合成方法的技术优点如下:

本发明方法采用对氨基苯酚原料,碱作为催化剂,合成得到的酚醛树脂为白色至米色固体,含氮量高,稳定阻燃性能好,由于含有氨基活性集团,树脂性能优异,可以进一步反应交联或改性,因此具有较高的市场应用前景。可以用作环氧树脂固化剂,用该树脂研制的刹车片等磨擦材料,其变温、高温磨擦系数、抗冲均、阻燃型能都优于苯酚甲醛合成的酚醛树脂,具有良好的市场应用前景。

具体实施方式

以下进一步描述本发明的具体技术方案,以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明,而不构成对其权利的限制。

实施例1,一种阻燃型酚醛树脂合成方法:所用原料为对氨基苯酚,在碱性催化剂的作用下,加入甲醛,经缩聚反应、固化、中和、洗涤而成。

所述对氨基苯酚的质量浓度为20%;所述对氨基苯酚和甲醛摩尔数比为1:1.5;甲醛溶液的质量浓度为20%;所述碱性催化剂选自氢氧化钠,保证反应条件为ph8;所述缩聚反应是将反应物迅速加热到55℃,保持反应30分钟;所述固化是将反应物升温至95℃,回流60分钟;所述反应压力为0atm。

实施例2,一种阻燃型酚醛树脂合成方法:所用原料为对氨基苯酚,在碱性催化剂的作用下,加入甲醛,经缩聚反应、固化、中和、洗涤而成。

所述对氨基苯酚的质量浓度为40%;所述对氨基苯酚和甲醛摩尔数比为1:2.5;甲醛溶液的质量浓度为40%;所述碱性催化剂为氢氧化钾,保证反应条件为ph10;所述缩聚反应是将反应物迅速加热到70℃,保持反应70分钟;所述固化是将反应物升温至105℃,回流320分钟;所述反应压力为2atm。

实施例3,一种阻燃型酚醛树脂合成方法:所用原料为对氨基苯酚,在碱性催化剂的作用下,加入甲醛,经缩聚反应、固化、中和、洗涤而成。

所述对氨基苯酚的质量浓度为30%;所述对氨基苯酚和甲醛摩尔数比为1:2;甲醛溶液的质量浓度为30%;所述碱性催化剂为氢氧化钠和氢氧化钾的混合物,各占50%,保证反应条件为ph9;所述缩聚反应是将反应物迅速加热到65℃,保持反应50分钟;所述固化是将反应物升温至100℃,回流200分钟;所述反应压力为1atm。

实施例4,一种酚醛树脂合成方法:

1、将对氨基苯酚加入水中的20%溶液,加入37%甲醛水溶液、加入20%氢氧化钠溶液调整ph8左右,充分搅拌混合均匀;

2、在不停搅拌过程中迅速用水浴加热到65℃,保持反应60分钟;

3、常压下逐渐升温至100℃,并保持回流120分钟,使缩合反应更加充分;

4、将反应物降至室温,加入200毫升水,静置20分钟,白色沉淀物即为阻燃酚醛树脂。将反应制得的阻燃酚醛树脂用硫酸中和至ph7左右,加水洗涤2-5次,过滤,烘干即为成品。



技术特征:

技术总结
本发明是一种阻燃型酚醛树脂的合成方法,该方法以扑对氨基苯酚为原料,在碱催化下合成出酚醛树脂,经缩聚反应、固化、中和、洗涤而成。本发明合成的树脂为白色至米色固体,可以用作环氧树脂固化剂,具有良好的阻燃性能,用该树脂研制的刹车片等磨擦材料,其变温、高温磨擦系数、抗冲均、阻燃性能都优于苯酚甲醛合成的酚醛树脂,因此具有较高的经济效益和应用价值。

技术研发人员:陈经伟;杜建华;段德武;徐大伟
受保护的技术使用者:连云港康乐药业有限公司
技术研发日:2018.07.13
技术公布日:2019.01.08
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1