一种改性烷基酚醛树脂的制备方法及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种改性烷基酚醛树脂，该改性酚醛树脂使用一种烷基酚醛树脂和一种有机锌盐改性剂复合制备得到。该改性烷基酚醛树脂制备方法简单，能够有效改善使用烷基酚醛树脂的橡胶组合物的动态性能。
【专利说明】一种改性烷基酚醛树脂的制备方法及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及酚醛树脂领域，尤其是一种用于改善橡胶材料动态性能的改性烷基酚醛增粘树脂的制备方法。
【背景技术】
[0002]烷基酚醛树脂是橡胶材料加工过程中常用的增粘剂之一，能够有效的提高合成橡胶的自粘性，解决橡胶部件之间的粘合问题。在CN200880130918.0, CN101511893A等专利中已经对烷基酚醛树脂的功能有着详细的描述。烷基酚醛树脂，特别以叔丁基酚、叔辛基酚为原料制备的酚醛树脂在橡胶材料中已经得到了广泛的应用。
[0003]伴随着工业化的进程，尤其是汽车行业的大力发展，由于燃料燃烧而产生的各种废气对于环境的影响越来越受到人们的重视。由此，必须提高燃料经济性，特指燃料向动能的转化效率。研究表明，对汽车燃油经济性能影响最大的就是轮胎，减少轮胎的滚动阻力可以有效降低燃油消耗。对于轮胎这种橡胶材料而言，在使用过程中随着橡胶的形变而产生的材料内部分子摩擦会导致材料温度升高，这种现象称为生热。生热一方面使得能量损失，另一方面造成了橡胶材料老化速度加快。由于这种能量消耗没有转变成动能，属于不必要的消耗，因此生热与轮胎的滚动阻力之间相关，增加了油耗。所以，有必要降低橡胶材料在形变下向热能转化，这就对橡胶中使用的各种原材料有了更高的要求。
[0004]对于烷基酚醛树脂而言，酚羟基之间有着很强的氢键作用，这赋予了树脂优异的增粘效果，同时也导致了很强的内聚能。在受力的情况下，破坏这种内聚能导致了橡胶的动能向热能的转换。通过大量的实践研究，发明人发现可以通过添加特殊的添加剂改性，降低了这种内聚能，从而有效的提高了橡胶的动态性能。
【发明内容】
·[0005]本发明涉及一种改性烷基酚醛树脂，该改性烷基酚醛树脂是通过烷基酚醛树脂与有机酸锌盐复合制备得到。更具体的，通过在烷基酚醛树脂中添加一定比例的有机酸锌盐对烷基酚醛树脂进行改性。
[0006]术语“烷基酚醛树脂”指烷基苯酚与甲醛、多聚甲醛、乙醛、丁醛、糠醛等一种或多种醛类反应生成的树脂产物。烷基苯酚是包含一个取代基的苯酚，在本领域中经常使用的是对位烷基苯酚，例如对叔丁基苯酚、对特辛基苯酚、对壬基苯酚等。
[0007]术语“有机酸锌盐”指有机酸为阴离子，锌离子为阳离子的盐。有机酸锌盐是橡胶材料生产过程中广泛应用的原材料之一，在橡胶硫化过程中能够协助橡胶与硫磺之间的反应。同时在加工过程中降低橡胶的加工粘度，从而有利于橡胶与其它组分的混合。有机酸锌盐也可以作为酚醛树脂合成的催化剂使用，由于锌离子与酚羟基之间产生的配位作用从而催化酚与醛的反应。通过我们的研究发现，有机酸锌盐同样能够与酚醛树脂的酚羟基进行配位，从而屏蔽部分酚羟基，达到提高使用这种树脂的橡胶动态性能的目的。
[0008]本发明用于烷基酚醛树脂改性的有机酸锌盐如式(II)所示:[0009]R3-COOZnOOC-R4 (II)
[0010]式(II)中，R3和R4彼此独立地选自直链或支链的Cl~C30烷基、直链或支链的C2~C30的烯基、饱和或不饱和的C6~C22的脂环基或C6~C22的芳基，卤素、巯基或羟基取代的C2~C30的烷基。
[0011]式(II)中R3和R4对应的有机酸各自独立的为饱和烃类化合物，含有不饱和结构的烃类化合物，含有环状结构的饱和或不饱和烃类或含有芳烃结构的烃类化合物所对应的酸，含有巯基、羟基和/或卤素原子的烃类化合物所对应的酸。R3和R4对应的有机酸各自独立的选自乙酸、丁酸、戊酸、异辛酸、癸酸、新癸酸、月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、油酸、亚油酸、松香酸、苯甲酸、巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丁酸、氯丙酸、氯丁酸、羟基乙酸或蓖麻酸。
[0012]本发明所述的改性烷基酚醛树脂，是通过式(II)所示的有机酸锌盐与式(I)所示
烷基酚醛树脂复合制备得到。
[0013]
【权利要求】
1.一种改性烷基酚醛树脂，其特征在于:通过式(II)所示的改性剂有机酸锌盐对式(I)所示的烷基酚醛树脂进行改性制备得到:
2.
3.式中R1, R2, n的定义如权利要求1所述；m为I~100的整数，优选于I~50的整数。
4.如权利要求3所述的改性烷基酚醛树脂，其特征在于，所述式(III)中的烷基酚选自对叔丁基苯酚、对特辛基苯酚、对壬基苯酚中的一种或多种。
5.如权利要求3所述的改性烷基酚醛树脂，其特征在于，所述式(III)的醛为乙醛和/或三聚乙醛，或乙醛和/或三聚乙醛与选自甲醛和/或甲醛聚合物的组合。
6.如权利要求3~5任一项所述的改性烷基酚醛树脂，其特征在于，所述式(III)的反应物醛中，乙醛和/或三聚乙醛的用量占醛总质量的百分比为50~100%，更优选地，乙醛和/或三聚乙醛的用量占醛总质量的百分比为70~100%。
7.如权利要求1~6任一项所述的改性烷基酚醛树脂，其特征在于，式(II)的有机酸锌中&和R4对应的有机酸各自独立的选自乙酸、丁酸、戊酸、异辛酸、癸酸、新癸酸、柠檬酸、月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、油酸、亚油酸、松香酸、苯甲酸、巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丁酸、氯丙酸、氯丁酸、羟基乙酸、蓖麻酸中的一种或多种。
8.如权利要求1~7任一项所述改性烷基酚醛树脂，其特征在于，所述改性剂有机酸锌盐的用量为每100质量份烷基酚醛树脂中添加0.5~10质量份有机酸锌盐，优选为I~8质量份，更优选为I~5质量份。
9.权利要求1~8任一项所述的改性烷基酚醛树脂的制备方法，其特征在于:通过式(II)所示的改性剂有机酸锌盐对式(I)所示的烷基酚醛树脂进行改性制备得到。
10.权利要求1~8中任一项所述改性烷基酚醛树脂或权利要求9所述方法制备的改性烷基酚醛树脂在粘合剂、分散剂、弹性体、涂料、油漆、热塑性弹性体、油墨组分和润滑剂中的用途，或作为橡胶的增粘剂的用途。
11.一种橡胶组合物，其包含天然橡胶、合成橡胶或这些橡胶的混合物以及如权利要求1-8中任一项所述的改性烷基酚醛树脂。
【文档编号】C08L9/00GK103665284SQ201310683725
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】张 成, 张洁, 蒋小强, 董栋 申请人:北京彤程创展科技有限公司