CN106117511A - 环氧树脂的生产工艺 - Google Patents

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洪昭雷
王建坤
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/02—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule
    • C08G59/04—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule of polyhydroxy compounds with epihalohydrins or precursors thereof
    • C08G59/06—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule of polyhydroxy compounds with epihalohydrins or precursors thereof of polyhydric phenols
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Abstract

本发明涉及化工技术领域，具体公开了一种环氧树脂的生产工艺，其步骤如下：a)向带有搅拌桨的反应器内投入ECH，加水搅拌溶解，加热至30‑40℃，加入BPA混合溶解，然后边搅拌边缓慢加入NaOH溶液，加热至90‑100℃条件下反应65‑75min；b)吸出反应器内的上层液体，然后将下层的生成物至少洗涤除杂4次，最后常压、减压脱水，即得产品。与现有技术相比，本发明是将NaOH溶液缓慢加入到ECH和BPA的混合液中，这样不仅使得反应的放热分散，整体反应的温度条件容易控制，而且体系的粘度缓慢上升，从而使得环氧树脂产品的分子量分布较为集中，歧化反应少，进而保证了产品质量的稳定性。

Description

环氧树脂的生产工艺
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种环氧树脂的生产工艺。
背景技术
环氧树脂E-12是热固性混合粉末涂料的主要连接材料，现有技术中，环氧树脂E-12主要采用一步水洗法生产，具体来说，是将定量原料BPA(学名双酚A，简称双酚基丙烷)和NaOH溶液投入反应器中进行升温搅拌溶解，然后迅速一次性加入ECH(即环氧氯丙烷)，之后分三个阶段进行反应：第一阶段在60℃下反应45min，第二阶段在80℃下反应30min，第二阶段在95℃下反应45min，反应结束后吸去上层的残余碱液，然后用沸水洗涤除去树脂中的副产物和盐类，最后经过常压、减压脱水后即得产品。
但是，采用现有一步水洗法生产的环氧树脂E-12产品的分子量分布较宽，粘度较大，焦化时间较短，因此用该环氧树脂与聚酯树脂配伍制造的混合粉末涂料在实际应用时涂膜的流平性还不够理想，亦即实际应用时的外饰效果欠佳。为此，开发生产一种环氧树脂以满足装饰性户内用粉末涂料的高应用要求显得非常必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺条件容易控制、质量稳定、且适用于高要求装饰涂料的环氧树脂的生产工艺。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种环氧树脂的生产工艺，其步骤如下：
a)向带有搅拌桨的反应器内投入ECH，加水搅拌溶解，加热至30-40℃，加入BPA混合溶解，然后边搅拌边缓慢加入NaOH溶液，加热至90-100℃条件下反应65-75min；反应器中ECH、BPA和NaOH溶液中的NaOH这三者的摩尔比为1-2:1-2:2-3；
b)吸出反应器内的上层液体，然后将下层的生成物至少洗涤除杂4次，最后常压、减压脱水，即得产品。
采用上述技术方案产生的有益效果在于：现有技术的生产工艺反应体系在初期的碱浓度就很高，这样ECH在未完成与BPA醚化缩合前与高浓度的碱接触易水解成甘油，从而导致反应体系的配比失调，制备得到的目标产品的分子量超出预定值。与现有技术相比，本发明是将NaOH溶液缓慢加入到ECH和BPA的混合液中，这样不仅使得反应的放热分散，整体反应的温度条件容易控制，而且混合液先是在低温弱碱条件下进行醚化缩合反应，然后在高温强碱条件下完成闭环反应，这样使得反应分步推进进行，体系的粘度缓慢上升，从而使得环氧树脂产品的分子量分布较为集中，歧化反应少，进而保证了产品质量的稳定性。
具体的方案为，所述步骤a中NaOH溶液的质量百分比浓度为30wt％-35wt％。
作为进一步的优选方案，所述步骤a中NaOH溶液加入到反应器内的总时间为50-55min，如此可以有效保证反应器内ECH和BPA的混合液先是在弱碱条件下反应，然后逐渐提高碱性浓度，最后的碱性浓度高的条件下反应。
具体的，所述步骤b中洗涤除杂的处理步骤为：向反应器内加水煮沸，然后再加水搅拌，分层，将上层液体吸出。聚合反应生成的环氧树脂主要集中在反应器下层的熔融态生成物中，而反应器上层的液体基本上都是NaCl和H2O，因此聚合反应结束后，先将上层的液体排出或者是吸出，然后再向反应器中加水将熔融态的环氧树脂煮沸以使其中残留的NaCl盐等杂质溶解在水中，这样再加水搅拌、分层，之后将上层含有NaCl盐的液体排出，如此反复洗涤多次即可得到高纯度的环氧树脂。
优选的，所述步骤a是将ECH投入反应器内，加水搅拌溶解，加热至33-36℃，加入BPA混合溶解，然后边搅拌边缓慢加入NaOH溶液，加热至95℃条件下反应70min；所述步骤b是将生成物置于-0.1～-0.05MPa的真空条件下减压脱水；步骤a的整个加料反应过程以及步骤b的加水搅拌过程均是在搅拌速度为500-600r/min的条件下进行。申请人经试验证明，与现有的环氧树脂E-12相比，采用上述工艺参数控制条件制备得到的环氧树脂的分子量宽，粘度高，且与聚酯树脂配伍的焦化时间得以延长。
具体实施方式
为更清楚的说明本发明所公开的技术方案，以下通过1-4个实施例来作进一步的说明。
实施例1：环氧树脂的制备
a)向反应器内投入100g的ECH，加水搅拌溶解，加热至35℃，加入230g的BPA混合溶解，然后边搅拌边缓慢加入246ml浓度为32.5wt％的NaOH溶液，50min加完，之后加热至95℃条件下反应70min；
b)吸出反应器内的上层液体，然后向反应器内加水煮沸，之后再加水搅拌，分层，将上层液体吸出，重复加水加热洗涤4次，最后先常压脱水，再在-0.05MPa的真空条件下减压脱水，即得环氧树脂产品。
实施例2：环氧树脂的制备
a)向反应器内投入100g的ECH，加水搅拌溶解，加热至40℃，加入260g的BPA混合溶解，然后边搅拌边缓慢加入260ml浓度为35wt％的NaOH溶液，55min加完，之后加热至100℃条件下反应65min；
b)吸出反应器内的上层液体，然后向反应器内加水煮沸，之后再加水搅拌，分层，将上层液体吸出，重复加水加热洗涤6次，最后先常压脱水，再在-0.01MPa的真空条件下减压脱水，即得环氧树脂产品。
实施例3：环氧树脂的制备
a)向反应器内投入100g的ECH，加水搅拌溶解，加热至30℃，加入200g的BPA混合溶解，然后边搅拌边缓慢加入290ml浓度为30wt％的NaOH溶液，50min加完，之后加热至90℃条件下反应75min；
b)吸出反应器内的上层液体，然后向反应器内加水煮沸，之后再加水搅拌，分层，将上层液体吸出，重复加水加热洗涤7次，最后先常压脱水，再在-0.01MPa的真空条件下减压脱水，即得环氧树脂产品。
实施例4：环氧树脂的制备
a)向反应器内投入200g的BPA和290ml浓度为30wt％的NaOH溶液，升温至30℃进行混合搅拌溶解，加入100g的ECH，然后先加温至60℃反应45min，再加温至80℃反应30min，最后加温至95℃反应45min；
b)吸出反应器内的上层液体，然后向反应器内加水煮沸，之后再加水搅拌，分层，将上层液体吸出，重复加水加热洗涤7次，最后先常压脱水，再在-0.01MPa的真空条件下减压脱水，即得环氧树脂产品。该实施例是采用现有技术制备环氧树脂，亦即是对比例。
对实施例1-4制备得到的环氧树脂分别进行性能检测，各环氧树脂的软化点均以91℃为准，检测结果如下表1所示，其中，所述聚酯树脂的酸值为72mgKOH/g。从表1中可以看出，与实施例4(即对比例)制备得到的环氧树脂相比，采用本发明公开的方法制备得到的环氧树脂的最高分子量和分散性指数均下降，粘度得到有效改善，同时与聚酯树脂的焦化时间拉长，因此流平性好。
表1环氧树脂的性能检测结果

Claims (7)

1.一种环氧树脂的生产工艺，其步骤如下：
a)向带有搅拌桨的反应器内投入ECH，加水搅拌溶解，加热至30-40℃，加入BPA混合溶解，然后边搅拌边缓慢加入NaOH溶液，加热至90-100℃条件下搅拌反应65-75min；
反应器中ECH、BPA和NaOH溶液中的NaOH这三者的摩尔比为1-2:1-2:2-3；
b)吸出反应器内的上层液体，然后将下层的生成物至少洗涤除杂4次，最后常压、减压脱水，即得产品。
2.根据权利要求1所述环氧树脂的生产工艺，其特征在于：所述步骤a中NaOH溶液的质量百分比浓度为30wt％-35wt％。
3.根据权利要求2所述环氧树脂的生产工艺，其特征在于：所述步骤a中NaOH溶液加入到反应器内的总时间为50-55min。
4.根据权利要求3所述环氧树脂的生产工艺，其特征在于：所述步骤b中洗涤除杂的处理步骤为：向反应器内加水煮沸，然后再加水搅拌，分层，将上层液体吸出。
5.根据权利要求4所述环氧树脂的生产工艺，其特征在于：所述步骤a是将ECH投入反应器内，加水搅拌溶解，加热至33-36℃，加入BPA混合溶解，然后边搅拌边缓慢加入NaOH溶液，加热至95℃条件下反应70min。
6.根据权利要求4所述环氧树脂的生产工艺，其特征在于：所述步骤b是将生成物置于-0.1～-0.05MPa的真空条件下减压脱水。
7.根据权利要求4或5或6所述环氧树脂的生产工艺，其特征在于：步骤a的整个加料反应过程以及步骤b的加水搅拌过程均是在搅拌速度为500-600r/min的条件下进行。
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