CN102417570B - 一种绿色酚醛树脂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种酚醛树脂的制备方法，是一种绿色酚醛树脂的制备方法，将20～50Kg苯酚溶解后，加入甲醛30～50Kg，当反应釜内温度升到45～55℃，加入4.5～6Kg的催化剂，制备得到分子量很低的预缩合酚醛树脂备用；取预缩合酚醛树脂15～30Kg加入反应釜，蒸汽加热后，加入甲醛60～142Kg，并搅拌，当反应釜内温度升到40～50℃时，加入尿素19～39Kg、三聚氰胺6～10Kg和催化剂0.5～4Kg，加料完毕后，立即盖好加料孔，反应釜内逐渐升温到65～75℃，并保持时间15～30分钟，然后将反应釜内温度升到85～92℃，并保持时间1小时30分钟，然后真空脱水即得到绿色酚醛树脂。本发明所公开的绿色酚醛树脂的制备方法有效减少废水中和树脂中游离酚、游离醛的含量，生产工艺优化，可推广性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种酚醛树脂的制备方法，具体的说是一种绿色酚醛树脂的制备方法。
背景技术
传统的酚醛树脂胶黏剂在生产过程中会产生较多的高挥发性有机化合物废水，应用过程中会挥发出相当数量的游离醛和酚，污染环境损害健康。在环保呼声日益强烈的今天，实现其绿色生产和低碳排放，已成为限制企业发展的瓶颈和社会经济发展迫切需要解决的问题。然而目前国内树脂胶黏剂的生产规模都比较小，自动化程度低，中高端品种较少，技术匮乏，因此迫切需要开发大幅度降低酚醛树脂合成和应用中的排污量、实现酚醛树脂绿色生产的组分配方和工艺技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种绿色酚醛树脂的制备方法，可以有效减少废水中和树脂中游离酚、游离醛的含量，减少生产过程中废水排放量。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种绿色酚醛树脂的制备方法，包括如下步骤：
㈠将20～50Kg苯酚溶解后，加入反应釜内，蒸汽加热后，加入甲醛30～50Kg，当反应釜内温度升到45～55℃，加入4.5～6Kg的催化剂，立即盖上加料孔，反应釜内温度因放热而自升，关闭加热用蒸汽，当反应釜内温度升到96～98℃，适当冷却反应釜夹套，避免因放热厉害、散热不好而引起反应釜内温度和压力过高而产生爆聚，当反应釜内温度降至90℃，保温1小时并冷却到40℃以下，制备得到分子量很低的预缩合酚醛树脂备用；
㈡取预缩合酚醛树脂15～30Kg加入反应釜，蒸汽加热后，加入甲醛60～142Kg，并搅拌，当反应釜内温度升到40～50℃时，加入尿素19～39Kg、三聚氰胺6～10Kg和催化剂0.5～4Kg，加料完毕后，立即盖好加料孔，反应釜内逐渐升温到65～75℃，并保持时间15～30分钟，然后将反应釜内温度升到85～92℃，并保持时间1小时30分钟，然后真空脱水即得到绿色酚醛树脂。
不同反应温度条件下制备的酚醛树脂邻、对位取代程度不同，分子量分布宽度也不同。逐步提高反应温度，控制反应放热，使原料充分反应，提高产品的均匀性，减小小分子量树脂和原料的含量。
前述的绿色酚醛树脂的制备方法，步骤㈠和㈡中催化剂使用中低活性催化剂，中低活性催化剂包括氨水、氢氧化钡、氧化钙和碳酸钠。以防止反应过热。
本发明进一步限定的技术方案是：前述的绿色酚醛树脂的制备方法，步骤㈡中尿素是含量为96%的农用品尿素。
前述的绿色酚醛树脂的制备方法，步骤㈡中三聚氰胺是含量为99%的工业品三聚氰胺。
前述的绿色酚醛树脂的制备方法，步骤㈡中真空脱水达到的指标为固体含量70%以上，粘度3000～8000mpa.s。
前述的绿色酚醛树脂的制备方法，步骤㈠中使用的苯酚为工业品苯酚。
前述的绿色酚醛树脂的制备方法，步骤㈠和㈡中使用的甲醛为37%的工业品甲醛。
本发明的有益效果是：本发明的方法通过分段投料，逐步升温，并且采用温和的催化剂和助剂，减少废水中的游离酚和游离醛含量90%以上，减少制成品中游离醛含量50%以上，生成的酚醛树脂绿色环保；并且减少生产过程中废水排放量50%以上和减少树脂单位质量能耗20%以上，生产工艺优化，可推广性强。
具体实施方式
实施例1
一种绿色酚醛树脂的制备方法，包括如下步骤：
㈠将20Kg工业品苯酚溶解后，加入反应釜内，蒸汽加热后，加入37%的工业品甲醛30Kg，当反应釜内温度升到45℃，加入4.5Kg的催化剂，立即盖上加料孔，反应釜内温度因放热而自升，关闭加热用蒸汽，当反应釜内温度升到96℃，适当冷却反应釜夹套，避免因放热厉害、散热不好而引起反应釜内温度和压力过高而产生爆聚，当反应釜内温度降至90℃，保温1小时并冷却到40℃以下，制备得到分子量很低的预缩合酚醛树脂备用；催化剂使用中低活性催化剂，中低活性催化剂包括氨水、氢氧化钡、氧化钙和碳酸钠；
㈡取预缩合酚醛树脂15Kg加入反应釜，蒸汽加热后，加入37%的工业品甲醛60Kg，并搅拌，当反应釜内温度升到40℃时，加入96%的农用品尿素19Kg、99%的工业品三聚氰胺6Kg和催化剂0.5Kg，加料完毕后，立即盖好加料孔，反应釜内逐渐升温到65℃，并保持时间15分钟，然后将反应釜内温度升到85℃，并保持时间1小时30分钟，然后真空脱水至固体含量70%以上，粘度3000～8000mpa.s，即得到绿色酚醛树脂；催化剂使用中低活性催化剂，中低活性催化剂包括氨水、氢氧化钡、氧化钙和碳酸钠。
实施例2
一种绿色酚醛树脂的制备方法，包括如下步骤：
㈠将35Kg工业品苯酚溶解后，加入反应釜内，蒸汽加热后，加入37%的工业品甲醛40Kg，当反应釜内温度升到50℃，加入5Kg的催化剂，立即盖上加料孔，反应釜内温度因放热而自升，关闭加热用蒸汽，当反应釜内温度升到97℃，适当冷却反应釜夹套，避免因放热厉害、散热不好而引起反应釜内温度和压力过高而产生爆聚，当反应釜内温度降至90℃，保温1小时并冷却到40℃以下，制备得到分子量很低的预缩合酚醛树脂备用；催化剂使用中低活性催化剂，中低活性催化剂包括氨水、氢氧化钡、氧化钙和碳酸钠；
㈡取预缩合酚醛树脂22Kg加入反应釜，蒸汽加热后，加入37%的工业品甲醛100Kg，并搅拌，当反应釜内温度升到45℃时，加入96%的农用品尿素30Kg、99%的工业品三聚氰胺8Kg和催化剂2Kg，加料完毕后，立即盖好加料孔，反应釜内逐渐升温到70℃，并保持时间23分钟，然后将反应釜内温度升到88℃，并保持时间1小时30分钟，然后真空脱水至固体含量70%以上，粘度3000～8000mpa.s，即得到绿色酚醛树脂；催化剂使用中低活性催化剂，中低活性催化剂包括氨水、氢氧化钡、氧化钙和碳酸钠。以防止反应过热。
实施例3
一种绿色酚醛树脂的制备方法，包括如下步骤：
㈠将50Kg工业品苯酚溶解后，加入反应釜内，蒸汽加热后，加入37%的工业品甲醛50Kg，当反应釜内温度升到55℃，加入6Kg的催化剂，立即盖上加料孔，反应釜内温度因放热而自升，关闭加热用蒸汽，当反应釜内温度升到98℃，适当冷却反应釜夹套，避免因放热厉害、散热不好而引起反应釜内温度和压力过高而产生爆聚，当反应釜内温度降至90℃，保温1小时并冷却到40℃以下，制备得到分子量很低的预缩合酚醛树脂备用；催化剂使用中低活性催化剂，中低活性催化剂包括氨水、氢氧化钡、氧化钙和碳酸钠；
㈡取预缩合酚醛树脂30Kg加入反应釜，蒸汽加热后，加入37%的工业品甲醛142Kg，并搅拌，当反应釜内温度升到50℃时，加入96%的农用品尿素39Kg、99%的工业品三聚氰胺10Kg和催化剂4Kg，加料完毕后，立即盖好加料孔，反应釜内逐渐升温到75℃，并保持时间30分钟，然后将反应釜内温度升到92℃，并保持时间1小时30分钟，然后真空脱水至固体含量70%以上，粘度3000～8000mpa.s，即得到绿色酚醛树脂；催化剂使用中低活性催化剂，中低活性催化剂包括氨水、氢氧化钡、氧化钙和碳酸钠。
本发明所制得的绿色酚醛树脂的技术指标如表1所示：
表1：
其中：D-4h/97～100℃,指样品置于97～100℃的水浴中煮沸4小时；E-20/60±3℃，指在60±3℃的恒温烘箱中干燥20小时；D-4h/97～100℃,指该样品继续置于97～100℃的水浴中煮4小时。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种绿色酚醛树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
㈠将20～50Kg苯酚溶解后，加入反应釜内，蒸汽加热后，加入甲醛30～50Kg，当反应釜内温度升到45～55℃，加入4.5～6Kg的催化剂，立即盖上加料孔，反应釜内温度因放热而自升，关闭加热用蒸汽，当反应釜内温度升到96～98℃，适当冷却反应釜夹套，避免因放热厉害、散热不好而引起反应釜内温度和压力过高而产生爆聚，当反应釜内温度降至90℃，保温1小时并冷却到40℃以下，制备得到分子量很低的预缩合酚醛树脂备用；
㈡取预缩合酚醛树脂15～30Kg加入反应釜，蒸汽加热后，加入甲醛60～142Kg，并搅拌，当反应釜内温度升到40～50℃时，加入尿素19～39Kg、三聚氰胺6～10Kg和催化剂0.5～4Kg，加料完毕后，立即盖好加料孔，反应釜内逐渐升温到65～75℃，并保持时间15～30分钟，然后将反应釜内温度升到85～92℃，并保持时间1小时30分钟，然后真空脱水即得到绿色酚醛树脂；
所述步骤㈠和㈡中催化剂使用中低活性催化剂，所述中低活性催化剂包括氨水、氢氧化钡、氧化钙和碳酸钠。
2.根据权利要求1所述的绿色酚醛树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤㈡中尿素是含量为96%的农用品尿素。
3.根据权利要求1所述的绿色酚醛树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤㈡中三聚氰胺是含量为99%的工业品三聚氰胺。
4.根据权利要求1所述的绿色酚醛树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤㈡中真空脱水达到的指标为固体含量70%以上，粘度3000～8000mpa.s。
5.根据权利要求1所述的绿色酚醛树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤㈠中使用的苯酚为工业品苯酚。
6.根据权利要求1所述的绿色酚醛树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤㈠和㈡中使用的甲醛为37%的工业品甲醛。
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