CN103881044A - 一种胺类催化硼酸改性酚醛树脂的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种改性酚醛树脂的生产方法，尤其是涉及一种可用作砂轮片粘结剂的胺类催化硼酸改性酚醛树脂的生产方法，该方法包括如下步骤：关闭釜底出料阀，打开加料阀，依次加入融化的苯酚和胺类催化剂，打开蒸汽阀升温；甲醛滴加完毕，60~75℃计时保温0.5~4h；保温结束后，缓慢加入硼酸，然后打开蒸汽阀通蒸汽升温；恒温结束后开始真空脱水，当脱水计量罐内脱水量达到要求后立即通冷却水降温，温度降至50~70℃加入溶剂并搅拌0.5h；当温度降至35~45℃时，加入硅烷偶联剂，搅拌并保温10~30min即可出料；本发明方法独特、耐热性好、耐高温性、力学性能好的可作为砂轮用酚醛树脂粘结剂。

Description

一种胺类催化硼酸改性酚醛树脂的生产方法
技术领域
本发明涉及一种改性酚醛树脂的生产方法，尤其是涉及一种可用作砂轮片粘结剂的胺类催化硼酸改性酚醛树脂的生产方法。
背景技术
酚醛树脂作为三大热固性树脂之一，因其原材料来源广、合成工艺简单、生产成本低及其良好的耐高温、耐化学品、力学性能，被广泛应用于模塑料、覆膜砂、耐火材料、磨料磨具、木材胶黏剂、酚醛泡沫等领域。
目前，砂轮片通用的液体酚醛树脂为“2124”，是由苯酚、甲醛在氨催化作用下缩聚而成的热固性酚醛树脂。用氨作催化剂时，虽然氨在硬化过程中大部分挥发掉，但是少量氨的存在，仍然会对磨具的性能产生不利影响。此外，通用的酚醛树脂未经改性，存在脆性大、韧性差、耐高温性能差等缺点，影响了酚醛树脂在磨具上的应用。
目前为止还没有克服上述缺陷的方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种方法独特、耐热性好、耐高温性、力学性能好的可作为砂轮用酚醛树脂粘结剂的一种胺类催化硼酸改性酚醛树脂的生产方法。
本发明通过如下方式实现：
一种胺类催化硼酸改性酚醛树脂的生产方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
Ⅰ.关闭釜底出料阀，打开加料阀，依次加入融化的苯酚和胺类催化剂，打开蒸汽阀升温；
Ⅱ.当温度达到50~60℃时关闭蒸汽阀自行升温，当升温至60~75℃时，滴加甲醛溶液，滴加过程中保持温度稳定；
Ⅲ.甲醛滴加完毕，60~75℃计时保温0.5~4h； 
Ⅳ.保温结束后，缓慢加入硼酸，然后打开蒸汽阀通蒸汽升温；
Ⅴ.当温度达到98℃时，釜内物料开始沸腾，计时反应1~2.5h；
Ⅵ.恒温结束后开始真空脱水，脱出甲醛中的90%水，真空度控制在-0.06~-0.09MPa，脱水过程中釜内温度不超过70℃，当脱水计量罐内脱水量达到要求后立即通冷却水降温，温度降至50~70℃加入溶剂并搅拌0.5h；
Ⅶ.当温度降至35~45℃时，加入硅烷偶联剂，搅拌并保温10~30min即可出料；
上述所加原料的质量份数依次为：苯酚34-45份、甲醛42-60份、胺类催化剂0.5-1.5份、硼酸3-9份、溶剂0-6份、硅烷偶联剂0.5-1.5份；
所述甲醛溶液浓度为36.5%-37.4% ；
所述胺类催化剂可以为二乙胺、三乙胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的任意一种；
所述溶剂可以为甲醇或乙醇；
所述硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570、KH-602中的任意一种。
本发明有如下效果：
1）方法独特：本发明提供的方法包括如下步骤：关闭釜底出料阀，打开加料阀，依次加入融化的苯酚和胺类催化剂，打开蒸汽阀升温；当温度达到50~60℃时关闭蒸汽阀自行升温，当升温至60~75℃时，滴加甲醛溶液，滴加过程中保持温度稳定；甲醛滴加完毕，60~75℃计时保温0.5~4h；保温结束后，缓慢加入硼酸，然后打开蒸汽阀通蒸汽升温；当温度达到98℃时，釜内物料开始沸腾，计时反应1~2.5h；恒温结束后开始真空脱水，脱出甲醛中的90%水，真空度控制在-0.06~-0.09MPa，脱水过程中釜内温度不超过70℃，当脱水计量罐内脱水量达到要求后立即通冷却水降温，温度降至50~70℃加入溶剂并搅拌0.5h；当温度降至35~45℃时，加入硅烷偶联剂，搅拌并保温10~30min即可出料；本发明以苯酚、甲醛为主要原材料，以胺类为碱性催化剂，以硼酸为改性剂，合成了一种可用于砂轮片的酚醛树脂粘结剂。
2）耐热性好、耐高温性、力学性能好的可作为砂轮用酚醛树脂粘结剂：本发明采用碱性催化剂为胺类而不是氨，从而降低了对树脂砂轮性能的影响；采用硼酸对酚醛树脂进行改性，提高了砂轮的耐热性、耐高温性、力学性能；在合成最后一步加入硅烷偶联剂，可进一步提高树脂砂轮强度。
具体实施方式
实施例一：一种胺类催化硼酸改性酚醛树脂的生产方法，该方法包括如下步骤：
Ⅰ.关闭釜底出料阀，打开加料阀，依次加入融化的苯酚34份和二乙胺1份，打开蒸汽阀升温；
Ⅱ.当温度达到50℃时关闭蒸汽阀自行升温，当升温至70℃时，滴加甲醛溶液50份，滴加过程中保持温度稳定；
Ⅲ.甲醛滴加完毕，在70℃保温1.5h； 
Ⅳ.保温结束后，缓慢加入硼酸9份，然后打开蒸汽阀通蒸汽升温；
Ⅴ.当温度达到98℃时，釜内溶液开始沸腾，在此温度计时反应1.5h。
Ⅵ.恒温结束后开始真空脱水，真空度控制在-0.075MPa，脱水过程中釜内温度不超过70℃。当脱水计量罐内脱水量达到要求后立即通冷却水降温，温度降至50℃加入甲醇5份并搅拌0.5h；
Ⅶ.当温度降至40℃时，加入硅烷偶联剂KH-550 1份，搅拌并保温20min即可出料。
实施例二：一种胺类催化硼酸改性酚醛树脂的生产方法，该方法包括如下步骤：
Ⅰ.关闭釜底出料阀，打开加料阀，依次加入融化的苯酚35份和三乙胺1份，打开蒸汽阀升温。
Ⅱ.当温度达到55℃时关闭蒸汽阀自行升温，当升温至75℃时，滴加甲醛溶液60份，滴加过程中保持温度稳定。
Ⅲ.甲醛滴加完毕，在此温度保温1h。 
Ⅳ.保温结束后，缓慢加入硼酸3份，然后打开蒸汽阀通蒸汽升温。
Ⅴ.当温度达到98℃时，釜内溶液开始沸腾，在此温度计时反应1h。
Ⅵ.恒温结束后开始真空脱水，真空度控制在-0.08MPa，脱水过程中釜内温度不超过70℃。当脱水计量罐内脱水量达到要求后立即通冷却水降温，温度降至55℃搅拌0.5h；
Ⅶ.当温度降至45℃时，加入硅烷偶联剂KH-560  1份，搅拌并保温15min即可出料。
实施例三：一种胺类催化硼酸改性酚醛树脂的生产方法，该方法包括如下步骤：
Ⅰ.关闭釜底出料阀，打开加料阀，依次加入融化的苯酚40份和二乙醇胺1份，打开蒸汽阀升温。
Ⅱ.当温度达到60℃时关闭蒸汽阀自行升温，当升温至65℃时，滴加甲醛溶液48.5份，滴加过程中保持温度稳定。
Ⅲ.甲醛滴加完毕，在此温度保温2.5h。 
Ⅳ.保温结束后，缓慢加入硼酸3份，然后打开蒸汽阀通蒸汽升温。
Ⅴ.当温度达到98℃时，釜内溶液开始沸腾，在此温度计时反应2h。
Ⅵ.恒温结束后开始真空脱水，真空度控制在-0.085MPa，脱水过程中釜内温度不超过70℃。当脱水计量罐内脱水量达到要求后立即通冷却水降温，温度降至50℃加入甲醇6份并搅拌0.5h；
Ⅶ.当温度降至40℃时，加入硅烷偶联剂KH-570  1份，搅拌并保温30min即可出料。
实施例四：一种胺类催化硼酸改性酚醛树脂的生产方法，该方法包括如下步骤：
Ⅰ.关闭釜底出料阀，打开加料阀，依次加入融化的苯酚45份和三乙醇胺1.5份，打开蒸汽阀升温。
Ⅱ.当温度达到50℃时关闭蒸汽阀自行升温，当升温至60℃时，滴加甲醛溶液48份，滴加过程中保持温度稳定。
Ⅲ.甲醛滴加完毕，在此温度保温1h。 
Ⅳ.保温结束后，缓慢加入硼酸2份，然后打开蒸汽阀通蒸汽升温。
Ⅴ.当温度达到98℃时，釜内溶液开始沸腾，在此温度计时反应2.5h。
Ⅵ.恒温结束后开始真空脱水，真空度控制在-0.08MPa，脱水过程中釜内温度不超过70℃。当脱水计量罐内脱水量达到要求后立即通冷却水降温，温度降至65℃加入乙醇2份并搅拌0.5h；
Ⅶ.当温度降至40℃时，加入硅烷偶联剂KH-602  1.5份，搅拌并保温10min即可出料。
实施例五：一种胺类催化硼酸改性酚醛树脂的生产方法，该方法包括如下步骤：
Ⅰ.关闭釜底出料阀，打开加料阀，依次加入融化的苯酚40份和二乙胺1.5份，打开蒸汽阀升温；
Ⅱ.当温度达到55℃时关闭蒸汽阀自行升温，当升温至70℃时，滴加甲醛溶液50份，滴加过程中保持温度稳定；
Ⅲ.甲醛滴加完毕，在70℃保温2h； 
Ⅳ.保温结束后，缓慢加入硼酸4份，然后打开蒸汽阀通蒸汽升温；
Ⅴ.当温度达到98℃时，釜内溶液开始沸腾，在此温度计时反应1.5h。
Ⅵ.恒温结束后开始真空脱水，真空度控制在-0.075MPa，脱水过程中釜内温度不超过70℃。当脱水计量罐内脱水量达到要求后立即通冷却水降温，温度降至45℃加入甲醇3份并搅拌0.5h；
Ⅶ.当温度降至40℃时，加入硅烷偶联剂KH-550 1.5份，搅拌并保温20min即可出料。
所述甲醛溶液浓度为36.5-37.4%。

Claims (5)

1.一种胺类催化硼酸改性酚醛树脂的生产方法，其特征在于：该方法包括如下步骤： 
I.关闭釜底出料阀，打开加料阀，依次加入融化的苯酚和胺类催化剂，打开蒸汽阀升温； 
II.当温度达到50～60℃时关闭蒸汽阀自行升温，当升温至60～75℃时，滴加甲醛溶液，滴加过程中保持温度稳定； 
III.甲醛滴加完毕，60～75℃计时保温0.5～4h； 
Ⅳ.保温结束后，缓慢加入硼酸，然后打开蒸汽阀通蒸汽升温； 
V.当温度达到98℃时，釜内物料开始沸腾，计时反应1～2.5h； 
Ⅵ.恒温结束后开始真空脱水，脱出甲醛中的90％水，真空度控制在-0.06～-0.09MPa，脱水过程中釜内温度不超过70℃，当脱水计量罐内脱水量达到要求后立即通冷却水降温，温度降至50～70℃加入溶剂并搅拌0.5h； 
Ⅶ.当温度降至35～45℃时，加入硅烷偶联剂，搅拌并保温10～30min即可出料； 
上述所加原料的质量份数依次为：苯酚34-45份、甲醛42-60份、胺类催化剂0.5-1.5份、硼酸3-9份、溶剂0-6份、硅烷偶联剂0.5-1.5份。 
2.如权利要求1所述的一种胺类催化硼酸改性酚醛树脂的生产方法，其特征在于：所述甲醛溶液浓度为36.5-37.4％。 
3.如权利要求1所述的一种胺类催化硼酸改性酚醛树脂的生产方法，其特征在于：所述胺类催化剂可以为二乙胺、三乙胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的任意一种。 
4.如权利要求1所述的一种胺类催化硼酸改性酚醛树脂的生产方法，其特征在于：所述溶剂可以为甲醇或乙醇。 
5.如权利要求1所述的一种胺类催化硼酸改性酚醛树脂的生产方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570、KH-602中的任意一种。 
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