CN102633966B - 合成酚醛树脂所用的催化剂及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于合成酚醛树脂的催化剂及其合成酚醛树脂的方法，该催化剂是由乙酸和乙酸酐，以及十二烷基苯磺酸构成。合成酚醛树脂包括先添加溶剂和催化剂中的乙酸，然后再向容器内加入乙酸酐和十二烷基苯磺酸的步骤。由于乙酸酐遇水后水解成乙酸，比直接加乙酸的催化速度要减缓许多，十二烷基苯磺酸可使反应液中水油充分接触，即可增加反应催化能力，又能减少或避免反应液发泡，从而可降低反应液爆沸和冲料等不安全因素。

Description

合成酚醛树脂所用的催化剂及其方法

技术领域

 本发明涉及一种合成酚醛树脂所用的催化剂，以及利用该催化剂生产酚醛树脂的方法。

背景技术

在现有技术中，CTP版、PS版、光刻胶均采用树脂成膜，特别是正型光刻胶大多采用酚醛树脂为成膜树脂。现有的酚醛树脂通常是由苯酚、间苯二酚、间甲酚、二甲酚、对叔丁基或对苯基酚与甲醛和糠醛等经缩聚和脱水两个步骤制成，在缩聚步骤中通常采用无机酸和有机酸作为催化剂，如选用盐酸、磷酸、草酸、硫酸、乙酸、甲酸等，且使介质的PH值在0·5－1·5之间。由于在缩聚酚醛树脂的过程中，缩聚物的分子量均相对较大，一般在6000—12000之间，如果一次性加入大量的无机酸或有机酸上述催化剂，会使化学反应比较激烈，往往会出现爆沸事故，且爆沸现象又不易控制，而一次性加入少量的无机酸或有机酸上述催化剂，缩聚酚醛树脂的分子量很难提高或根本就提高不上来，所以，在现有生产酚醛树脂的过程中，本领域技术人员普遍认为只有多次补加催化剂才能解决反应物出现的爆沸问题。虽然多次补加催化剂能够尽可能地避免爆沸问题，但由于采用有机酸和无机酸作为催化剂，能促使缩聚物快速反应，使其温度能快速上升，即便分几次补加催化剂，不但会延长缩聚物的反应时间，而且每次补加催化剂也不降低缩聚物的反应温度，相反会在原温度的基础进一步提高温度，特别是当温度达到一定程度时，可使甲醛在高温下挥发，从而影响酚醛树脂的合成，同时还会污染周边环境。

发明内容

 本发明的任务是提供一种利用延缓反应温度的方式解决爆沸和反应时间慢等问题的合成酚醛树脂所用的催化剂。

本发明的另一个任务是利用催化剂合成酚醛树脂的方法。

本发明所提出的合成酚醛树脂所用的催化剂是由质量百分比为30－70%的乙酸和20－40%乙酸酐，以及10－30％的十二烷基苯磺酸构成。催化剂中乙酸的含量如果低于30％，会降低合成酚醛树脂的反应速度，同时会降低聚合物的分子量，如果其高于70％，虽然可加快合成酚醛树脂的反应速度，但反应物的温度也会上升太快，容易出现爆沸现象，且反应物的分子量相对较大；催化剂中十二烷基苯磺酸具有催化和表面活性剂这两种作用，能促使油水充分接触以增加反应能力，且可使反应平稳，十二烷基苯磺酸的含量如果低于10%，会使油水乳化作用差，如果十二烷基苯磺酸的含量大于30％，当合成酚醛树脂反应结束后，多余的十二烷基苯磺酸粘附在酚醛树脂表面，致使用水洗该催化剂非常困难；催化中的乙酸酐遇水可逐渐分解成乙酸，进而可缓解催化能力和时间，可有效地防止爆聚现象发生。

该催化剂采用二氧六环或乙二醇单乙醚作为溶剂。该溶剂可使反应液中的油水充分接触，减少或避免反应液发泡。

利用上述催化剂合成酚醛树脂的方法包括以下步骤：

首先将间甲基苯酚和甲醛放入反应容器中，然后向该容器内添加由二氧六环或乙二醇单乙醚构成的溶剂，然后再向该容器内依次添加催化剂，首先添加催化剂中的乙酸，当甲基苯酚和甲醛反应邻近终点时，再向容器内加入催化剂中的乙酸酐和十二烷基苯磺酸，当容器内的物料反应结束后，将反应液放入水中进行静置分层，再经过虑，所得层状物经干燥处理后即为酚醛树脂。

所述催化剂添加的质量百分比是间甲基苯酚和甲醛两种物料总质量的0.5－3%。

所述间甲基苯酚和甲醛在添加溶剂和乙酸后反应过程中，容器内的温度上升至80－85℃时，再添加乙酸酐和十二烷基苯磺酸，当温度升至90－94℃时，然后将反应液的温度降到50℃以下后，将反应液放入水中进行静置分层。

本发明所提出的合成酚醛树脂所用的催化剂中的乙酸酐遇水后水解成乙酸，比直接加乙酸的催化速度要减缓许多，从而使得反应易于控制；十二烷基苯磺酸可使反应液中水油充分接触，即可增加反应催化能力，又能减少或避免反应液发泡，从而可降低反应液爆沸和冲料等不安全因素；在合成酚醛树脂时，首先向反应物内添加适量的乙酸催化剂，不会使化学反应的温度上升过快，所以，不会出现爆沸现象，而在反应邻近终点时，向反应物内加入乙酸酐这种催化剂，因乙酸酐在遇水时可逐步分解成乙酸，可缓解对反应物的催化能力和延长反应时间，可有效地防止反应物爆聚。

具体实施方式：

实施例1

取间甲基苯酚5kg和含量为37％的甲醛3.75kg，将其装入反应容器中，然后向该容器内加入5Kg二氧六环溶液，并对容器加热，当反应液的温度上升到80-85℃时，再向容器内加入0.40kg的乙酸和0.12 kg的十二烷基苯磺酸，当反应液的温度上升到90-92℃时，持续2小时后，停止对容器加热，当反应液的温度降到50℃以下时，向容器内加入30Kg水进行静置分层，再经过虑和水洗2－3次，所得到的粉未即为酚醛树脂。该酚醛树脂的软化点105－106℃。

实施例2

取混合酚（包括含量为35%的间甲基苯酚和含量为65％的对甲基苯酚）8kg和含量为37%的甲醛4.2kg，将其装入反应容器中，然后向该容器内加入7Kg二氧六环溶液，并对容器加热，当反应液的温度上升到80-85℃时，再向容器内加入0.71kg的乙酸和0.22 kg的十二烷基苯磺酸，当反应液的温度上升到90-92℃时，持续2小时后，停止对容器加热，当反应液的温度降到50℃以下时，向容器内加入52Kg水进行静置分层，再经过虑和水洗2－3次，所得到的粉未即为酚醛树脂。该酚醛树脂的软化点115－117℃。

在合成酚醛树脂时，催化剂中的乙酸占总质量的百分之30－70%或35－60%或40－65%或45－55%或50－60%；催化剂中的乙酸酐占总质量的20－40%或25－35%或30－40%或25－30%；催化剂中的十二烷基苯磺酸占总质量的10－30%或15－25%或20－30%。

实施例1或2中的溶剂还可采用乙二醇单乙醚，其含量与二氧六环基本相同。

Claims (5)

1.合成酚醛树脂所用的催化剂，其特征在于：该催化剂是由质量百分比为30－70%的乙酸和20－40%乙酸酐，以及10－30%的十二烷基苯磺酸构成。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：该催化剂采用二氧六环或乙二醇单乙醚作为溶剂。

3.利用权利要求1或2所述催化剂合成酚醛树脂的方法，其特征在于包括以下步骤：

首先将间甲基苯酚和甲醛放入反应容器中，然后向该容器内添加由二氧六环或乙二醇单乙醚构成的溶剂，然后再向该容器内依次添加催化剂，首先添加催化剂中的乙酸，当甲基苯酚和甲醛反应邻近终点时，再向容器内加入催化剂中的乙酸酐和十二烷基苯磺酸，当容器内的物料反应结束后，将反应液放入水中进行静置分层，再经过滤，所得层状物经干燥处理后即为酚醛树脂。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述催化剂添加的质量百分比是间甲基苯酚和甲醛两种物料总质量的0.5－3%。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述间甲基苯酚和甲醛在添加溶剂和乙酸后反应过程中，容器内的温度上升至80－85℃时，再添加乙酸酐和十二烷基苯磺酸，当温度升至90－94℃时，然后将反应液的温度降到50℃以下后，将反应液放入水中进行静置分层。