CN104109224A - 一种低温合成糠醇甲醛树脂的方法 - Google Patents

一种低温合成糠醇甲醛树脂的方法 Download PDF

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曹大力
陈东驰
陈军修
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Abstract

一种低温合成糠醇甲醛树脂的方法，涉及树脂胶黏剂领域，该方法采用糠醇和甲醛为原料，在催化剂作用下，调节pH值，在水浴加热的条件下制成粘性树脂；待产物冷却后，除去催化剂，然后减压蒸馏，除去残留水份即可。该方法具有树脂的合成温度低、合成时间短等特点，减少了合成树脂所需的设备，减少设备投资，节约能源，大大的降低了生产成本。合成的树脂具有强度高，优异的耐酸、耐碱、耐有机溶剂性能，耐高温性好，贮藏期长，稳定性好的特点，广泛应用于耐火、铸造、家具、木材、涂料及合成树脂等领域。

Description

一种低温合成糠醇甲醛树脂的方法
技术领域
本发明涉及树脂胶黏剂的合成方法，特别是涉及一种低温合成糠醇甲醛树脂的方法。
背景技术
随着能源危机的到来，石油供应量的不断减少和价格的不断攀升，特别是人们对环境污染的关注和国家环境法规的严格化，对树脂类粘结剂在硬化过程中释放出来的有毒气体允许限量更为严格，用植物衍生物取代石油产物的需求日益高涨。由于耐火材料、铸造、家具、木材、涂料及合成树脂产品较大的市场规模及其在国民经济中的重要性，也要求开发这种新型环保型的低糠醇呋喃自硬树脂。
铸造用新型环保型的低糠醇呋喃自硬树脂主要由糠醇和植物基衍生物构成。其中糠醇在北美和国际经贸市场上也是一种很重要的原材料，因此，采用各种有机和无机材料加入呋喃自硬树脂中取代和减少糠醇含量，以及进一步改善呋喃自硬树脂的工艺性能，已引起了人们的高度关注。
不久的将来，随着世界经济的高速发展和各国糠醇使用量的增加，糠醇供应有可能会更受限制。因此，寻找全部或部分取代糠醇代用品显得更为紧迫。
众所周知，糠醇和甲醛可以在合适的催化剂作用下发生缩聚，但是，其聚合生产的缺点是反应过程缓慢，效率低下，需要大量酸性催化剂，且不易分离。原有的树脂工艺中的游离酚或游离甲醛污染工作环境，严重危害了工人身心健康。同时，糠醇的大量加入，极大的提高了生产成本，影响产品的推广应用。糠醇被列为有毒物质范畴，但呋喃树脂中含有游离糠醇＜25%时，不仅具有低毒的特点，而且，可保持作业场地中游离糠醇的浓度＜40mg/m3.这保护了工人的身体健康，也保证了生产企业良好的环境。
因此有必要研究一种代用树脂，使其作为中间体加入到胶黏剂配方中，取代或部分取代糠醇的使用量，并消除其中游离甲醛。其本身生产设备要求低，工艺简单，易于生产。
   我们前期生产的糠醇树脂，存在合成温度高、生产周期长等缺点，通过本专利的方法，降低树脂的合成温度，使树脂在水浴中即可合成，减少了合成所需的设备，节约大量的能源，大大的降低了生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提出一种低温合成糠醇甲醛树脂的方法，该方法解决了树脂合成过程中合成温度高、反应时间长、加热系统复杂等问题，可降低生产成本，改善树脂的合成工艺。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种低温合成糠醇甲醛树脂的方法，该方法采用糠醇和甲醛为原料，在催化剂作用下，调节pH值，在水浴加热的条件下制成粘性树脂；待产物冷却后，除去催化剂，然后减压蒸馏，除去残留水份即可。
所述的一种低温合成糠醇甲醛树脂的方法，制备一种低糠醇呋喃树脂，其中糠醇与甲醛的体积比为1：0.8~1：4；其反应温度应为30℃~90℃，合成时间为2~10小时，pH值在2~6.之间；合成树脂在水浴中加热。
所述的一种低温合成糠醇甲醛树脂的方法，合成树脂所用的催化剂为草酸、或乙酸、或甲酸及其组合。
本发明优点及效果：
本发明具有树脂的合成温度低、合成时间短等特点，减少了合成树脂所需的加热设备，节约大量的能源，大大的降低了生产成本。合成的树脂具有强度高，优异的耐酸、耐碱、耐有机溶剂性能，耐高温性好，贮藏期长，稳定性好的特点，广泛应用于耐火、铸造、家具、木材、涂料及合成树脂等领域。
附图说明
图1为本发明实施例1样品的照片；
图2为本发明实施例2样品的照片；
图3为本发明实施例3样品的照片；
图4为本发明实施例4样品的照片；
图5为本发明实施例5样品的照片；
图6为本发明实施例6样品的照片。
具体实施方式
实例1 草酸作为催化剂：
量取500ml糠醇和500-2000ml甲醛的混合液，将其移入带有回流冷凝装置的三口瓶中，加入草酸作为催化剂，调剂pH值至2-6，匀速搅拌，在水浴中加热至30-90℃并保温2-10h。待产物冷却后，除去催化剂草酸，然后减压蒸馏，除去残留水份。可合成甲醛糠醇树脂。
合成的糠醇甲醛树脂的粘度范围为22-38（Pa·s），游离甲醛为0.04-1.0%，添加2.0%树脂的标准砂的6小时的抗压强度为0.5-2.8MPa。
合成的树脂见图1 
实例2 甲酸作为催化剂：
量取500ml糠醇和500-2000ml甲醛的混合液，将其移入带有回流冷凝装置的三口瓶中，加入甲酸作为催化剂，调剂pH值至2-6，匀速搅拌，在水浴中加热至40-80℃并保温2-10h。待产物冷却后，除去催化剂甲酸，然后减压蒸馏，除去残留水份。可合成甲醛糠醇树脂。
合成的糠醇甲醛树脂的粘度范围为13-28（Pa·s），游离甲醛为0.03-1.0%，添加2.0%树脂的标准砂的6小时的抗压强度为0.4-1.8MPa。
合成的树脂见图2
实例3 乙酸作为催化剂：
量取500ml糠醇和400-2000ml甲醛的混合液，将其移入带有回流冷凝装置的三口瓶中，加入乙酸作为催化剂，调剂pH值至2-6，匀速搅拌，在水浴中加热至50-90℃并保温2-10h。待产物冷却后，除去催化剂乙酸，然后减压蒸馏，除去残留水份。可合成甲醛糠醇树脂。
合成的糠醇甲醛树脂的粘度范围为 9-31（Pa·s），游离甲醛为0.08-0.9%，添加2.0%树脂的标准砂的6小时的抗压强度为0.5-2.4MPa。
合成的树脂见图3
实例4 甲酸与乙酸作为催化剂：
量取500ml糠醇和500-2000ml甲醛的混合液，将其移入带有回流冷凝装置的三口瓶中，加入甲酸和乙酸的混合酸作为催化剂，调剂pH值至2-6，匀速搅拌，在水浴中加热至40-90℃并保温2-10h。待产物冷却后，除去催化剂，然后减压蒸馏，除去残留水份。可合成甲醛糠醇树脂。
合成的糠醇甲醛树脂的粘度范围为15-31（Pa·s），游离甲醛为0.04-1.2%，添加2.0%树脂的标准砂的6小时的抗压强度为0.4-2.6MPa。
合成的树脂见图4
实例5 甲酸和草酸作为催化剂：
量取500ml糠醇和400-2000ml甲醛的混合液，将其移入带有回流冷凝装置的三口瓶中，加入甲酸与草酸的混合酸作为催化剂，调剂pH值至2-6，匀速搅拌，在水浴中加热至30-90℃并保温2-10h。待产物冷却后，除去催化剂，然后减压蒸馏，除去残留水份。可合成甲醛糠醇树脂。
合成的糠醇甲醛树脂的粘度范围为6-36（Pa·s），游离甲醛为0.04-1.0%，添加2.0%树脂的标准砂的6小时的抗压强度为0.5-2.3MPa。
合成的树脂见图5
实例6 甲酸、乙酸和草酸混合酸作为催化剂：
量取500ml糠醇和400-2000ml甲醛的混合液，将其移入带有回流冷凝装置的三口瓶中，加入甲酸、乙酸和草酸的混合酸作为催化剂，调剂pH值至2-6，匀速搅拌，在水浴中加热至60-90℃并保温2-10h。待产物冷却后，除去催化剂甲酸，然后减压蒸馏，除去残留水份。可合成甲醛糠醇树脂。
合成的糠醇甲醛树脂的粘度范围为22-35（Pa·s），游离甲醛为0.04-1.0%，添加2.0%树脂的标准砂的6小时的抗压强度为0.6-2.5MPa。
合成的树脂见图6。

Claims (3)

1.一种低温合成糠醇甲醛树脂的方法，其特征在于：该方法采用糠醇和甲醛为原料，在催化剂作用下，调节pH值，在水浴加热的条件下制成树脂；待产物冷却后，除去催化剂，然后减压蒸馏，除去残留水份即可。
2.根据权利要求1所述的一种低温合成糠醇甲醛树脂的方法，其特征在于：制备一种低糠醇呋喃树脂，其中糠醇与甲醛的体积比为1：0.8~1：4；其反应温度应为30℃~90℃，合成时间为2~10小时，pH值在2~6.之间；合成树脂在水浴中加热。
3.根据权利要求1所述的一种低温合成糠醇甲醛树脂的方法，其特征在于：合成树脂所用的催化剂为草酸、或乙酸、或甲酸或及其组合。
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