利用高温液态双酚a直接合成基础环氧树脂的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种双酚A合成基础环氧树脂的方法。
【背景技术】
[0002] 环氧树脂是一种分子结构含有二个或二个以上环氧基高分子化合物。控制不同的 ECH和BPA的摩尔比，可以生产出平均相对分子质量不同的环氧树脂。当平均相对分子质量 较低，平均聚合度η = 0?1时，室温下为液体基础环氧树，低分子量双酚A型环氧树脂。 [0003] 低分子量双酚A型环氧树脂具有很多优良性能：有良好的加工工艺性、加固化剂 后有高度的粘合性、稳定性好、吸水性低、有优异的电绝缘性能和较高的机械强度，广泛用 于涂料、电子、电器、粘接、复合材材、建筑材料、宇宙航天材料等被广泛使用。
[0004] 一般环氧树脂的制造方法是：利用颗粒双酚A(BPA)和环氧氯丙烷（ECH)在碱金属 及/或碱土金属作催化剂的条件下生产环氧树脂，一般包括投料、预反应，主反应，精制、水 洗，脱溶剂等过程。通过控制ECH和BPA的投料摩尔比来合成各种液态，半固态等不同分子 量，不同化学结构的氧树脂。
[0005] 现有工艺使用颗粒双酚A和ECH反应，在双酚A生产时，是利用苯酚、丙酮在催化 剂作用下合成双酚Α，双酚A在提纯后为高温液态双酚Α，需经过成型包装等一系列过程在 能用于环氧树脂生产。从液态双酚A至环氧预反应共需二十四个步骤，在这一过程中（以 10万吨环氧装置为例）大量使用特种设备（需使用二十二台特种设备，他们分别是：防爆 电动葫芦8台、防爆电梯2台、防爆叉车3台、一台短驳车，4台布袋除尘器，四台一吨运能的 液压车）由于该过程均为手动操作，无法实现自动化配料，需消耗大量的能耗、物耗、运输 成本、人力成本，包装材料，由于双酚A成型、包装过程控制复杂，还需投入大量的装置运行 维护成本。在双酚A成型、环氧树脂投料过程中会产生大量的含双酚A和含有毒ECH的尾 气产生，造成严重的环境负荷，有违环保要求。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种方法简便、环保的利用高温液态双酚A直接合成基础 环氧树脂的方法。
[0007] 本发明的技术解决方案是：
[0008] -种利用高温液态双酚A直接合成基础环氧树脂的方法，包括主反应、精制、溶剂 回收步骤，其特征是：主反应由170°C液态双酚A在催化剂存在下直接和环氧氯丙烷反应， 将170°C的高温BPA往温度只有15°C的ECH液相中加入，同时双酚A在ECH的液面下50cm 处并以6?10米/秒的速度以切线的方向进入，使双酚A的温度瞬间下降至60°C以下；在 ECH和BPA溶解过程中冲氮，或者使体系保持在负压状态下；在溶解结束时马上进行真空脱 氧，避免BPA和ECH在氧气存在下被氧化；然后加入液碱进行醚化反应。
[0009] 所述的催化剂为碱金属、碱土金属、叔胺类和/或路易斯酸类；所述?的双酚A为 高温液态环氧级或是聚碳级双酚A ;ECH和BAP的反应摩尔比为2. 4?6. 1。
[0010] 双酚A进入配料釜时如温度达到158 °C时还没实现BPA与ECH的溶合，BPA会马 上会发生相变并形成坚硬的双酚A固体块状物，堵塞管道影响系统的运行，通过试验只要 保证进入配料釜的液态双酚A在进入配料釜时能马上和ECH溶合，使双酚A能马上溶解在 ECH溶液中，可阻止双酚A的相变和结晶现象发生，通过试验并进行计算，得出液态双酚A 以6?10米/秒的速度从ECH液面下以切线方向进入，在搅拌情况下能保证釜内的ECH和 BPA混合均匀，不会发生局部浓度超标而发生相变化，影响工艺的实施。液态双酚A如从釜 顶进入无法避免BPA相变，双酚A在被锅顶的汽流冷却马上形成双酚A固体隔离层，阻止液 态双酚A进入配料荃并影响工艺的实施。
[0011] 本发明解决如何避免ECH和BPA在溶解过程被氧化，BPA和ECH要被氧化，首先应 该有氧气的存在，其次是要有一定的温度；为使溶解过程不具备以上条件，①在ECH和BPA 在溶解过程中冲氮，或者使体系保持在负压状态下，②在溶解结束时马上进行真空脱氧，避 免BPA和ECH在氧气存在下被氧化；③在配粒时将170°C的高温BPA往温度只有15度的ECH 液相中加入，同时双酚A在ECH的液面下50cm处并以切线的方向进入，使双酚A的温度瞬 间下降至60°C以下，可避免了双酚A和氧气接触被氧化成有色醌的可能性；同时也做到了 环氧级双酚A生产出比聚炭级双酚A生产的质量更佳的环氧树脂；当高温液态BPA的熔融 色号低于8时，用该工艺生产的环氧树脂的色号可保持在8号以下，最佳可达到5号，保证 环氧树脂产品质量（同一色号下的液态、固态双酚生环氧树脂的色泽比较见下表）
[0012]
【主权项】
1. 一种利用高温液态双酚A直接合成基础环氧树脂的方法，包括主反应、精制、溶剂回 收步骤，其特征是：主反应由170°C液态双酚A在催化剂存在下直接和环氧氯丙烷反应，将 170°C的高温BPA往温度只有15°C的ECH液相中加入，同时双酚A在ECH的液面下50cm处 并以6?10米/秒的速度以切线的方向进入，使双酚A的温度瞬间下降至60°C以下；在ECH 和B P A溶解过程中冲氮，或者使体系保持在负压状态下；在溶解结束时马上进行真空脱 氧，避免BPA和ECH在氧气存在下被氧化；然后加入液碱进行醚化反应。
2. 根据权利要求1所述的利用高温液态双酚A直接合成基础环氧树脂的方法，其特征 是：所述的催化剂为碱金属、碱土金属、叔胺类和/或路易斯酸类；所述?的双酚A为高温 液态环氧级或是聚碳级双酚A ;ECH和BAP的反应摩尔比为2. 4?6. 1。
【专利摘要】本发明公开了一种利用高温液态双酚A直接合成基础环氧树脂的方法，主反应由170℃液态双酚A在催化剂存在下直接和环氧氯丙烷反应，将170℃的高温BPA往温度只有15℃的ECH液相中加入，同时双酚A在ECH的液面下50cm处并以6～10米/秒的速度以切线的方向进入，使双酚A的温度瞬间下降至60℃以下；在ECH和ＢＰＡ溶解过程中冲氮，或者使体系保持在负压状态下；在溶解结束时马上进行真空脱氧；然后加入液碱进行醚化反应。本发明方法简便、环保，产品质量好。
【IPC分类】C08G59-06
【公开号】CN104558518
【申请号】CN201410206098
【发明人】石建良, 蔡红卫, 戴伍国, 茅大联, 陈源, 蒋涌, 张健, 王加文
【申请人】南通星辰合成材料有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年5月15日