CN109810233A

CN109810233A - 一种戊二醛改性双酚a甲醛酚醛树脂及其合成方法

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Publication number: CN109810233A
Application number: CN201910148779.4A
Authority: CN
Inventors: 郭睿; 李秀环; 霍文生; 冯文佩; 刘雪艳; 高弯弯; 闫育蒙; 张晓飞
Original assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2019-05-28

Abstract

本发明公开了一种戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂及其合成方法，该树脂以戊二醇为接枝单体，双酚A甲醛酚醛树脂的羟基形成醚键与戊二醛连接，形成戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂。一方面保留了双酚A甲醛酚醛树脂原有的性能，使得改性后的树脂具有高分子量，高防水性，高耐酸耐碱性；另一方面，因双酚A甲醛酚醛树脂和戊二醛之间形成醚键及烷基长链，使本来具有钢性的双酚A甲醛酚醛树脂及戊二醛，增加了其胶粘性能，该树脂的合成方法简单，原料易得，易于工业化的推广。

Description

一种戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂及其合成方法

【技术领域】

本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂及其合成方法。

【背景技术】

热固性树脂是一种常见的高分子材料，一般热固性树脂在固化前是线型或带支链的，在外加固化剂或自身作用固化下，分子间建立了新的化学键，形成三维的网状结构，因此在胶粘剂领域方面应用较广。

双酚A甲醛酚醛树脂以其优异的粘结性、耐腐蚀、稳定性、绝缘性及机械强度等特性被广泛应用于多种金属与非金属材料的粘结、耐腐蚀涂料、电气绝缘材料、复合材料等领域。常用于塑料铸造，无钉粘结，材料的加工成型，胶粘剂的制备，但这些对双酚A甲醛酚醛树脂的韧性要求较高，然而其粘结性能差，柔韧性低，因此双酚A甲醛酚醛树脂的应用受到了一定限制。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂及其合成方法，该发明以盐酸为催化剂，将戊二醛接枝到双酚A甲醛酚醛树脂上，以改善双酚A甲醛酚醛树脂的胶粘性能低的缺点。最终，制备出高分子量，高粘接性的戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂，所述戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的化学式为：

一种戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的合成方法，包括以下步骤：

步骤1，混合双酚A甲醛酚醛树脂和丙酮，搅拌至双酚A甲醛酚醛树脂完全溶解，得到混合溶液A；

步骤2，在混合溶液A中加入盐酸和戊二醇，反应后生成戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂粗产物B；

步骤3，将步骤2制得的粗产物B透析后得到透析产物；

步骤4，将透析产物旋蒸后，制得戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂。

本发明的进一步改进在于：

优选的，步骤1中，双酚A甲醛酚醛树脂和丙酮的混合比例为(10-30)g：(30-50)mL。

优选的，步骤2中，盐酸的浓度为0.1mol/L。

优选的，步骤2中，每10-30g双酚A甲醛酚醛树脂加入5-10mL的盐酸。

优选的，步骤2中，每10-30g双酚A甲醛酚醛树脂加入10-20mL的戊二醇。

优选的，步骤2中，反应温度为40-60℃，反应时间为2-5h。

优选的，步骤3中，粗产物B的透析时间为1-4h，透析溶剂为丙酮。

优选的，步骤4中，旋蒸温度为80℃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂，该树脂以戊二醇为接枝单体，双酚A甲醛酚醛树脂的羟基形成醚键与戊二醛连接，形成戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂。一方面保留了双酚A甲醛酚醛树脂原有的性能，使得改性后的树脂具有高分子量，高防水性，高耐酸耐碱性；另一方面，因双酚A甲醛酚醛树脂和戊二醛之间形成醚键及烷基长链，使本来具有钢性的双酚A甲醛酚醛树脂及戊二醛，硬增加了其胶粘性能。

本发明还公开了一种戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的合成方法，该方法以双酚A甲醛酚醛树脂为原材料，以戊二醛为接枝单体，稀盐酸为催化剂，反应生成戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂；由于戊二醛具有两个醛基，反应活性高，一个醛基可以与双酚A甲醛酚醛树脂上的羟基反应，生成高密度树脂，从而增加了其胶粘性能，其又可以保留一个醛基与固化剂反应生成三维网状高分子，又进一步增加了其胶粘性能。而且戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂具有非常大的应用价值，因戊二醛自身具有较好的阻燃性、电绝缘性能、耐化学药品性、防水性以及具有极强的粘结性能，符合胶黏剂所处应用领域环境，从而被广泛应用于胶黏剂领域，未来在化工领域中具有着重要的地位。

【附图说明】

图1为本发明戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的反应机理示意图；

图2为本发明中实施例1制备的戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的傅里叶红外对比示意图。

图3为本发明中实施例1制备的戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的胶粘性能对比示意图。

【具体实施方式】

下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步详细描述，本发明公开了一种戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂及其合成方法，具体的制备过程包括以下步骤：

步骤1、将双酚A甲醛酚醛树脂10-30g，丙酮30-50mL，加入到100mL装有机械搅拌和冷凝回流装置的三口烧瓶中，搅拌使双酚A甲醛酚醛树脂完全溶解，制得混合溶液A。

步骤2、在N₂保护下，将5-10mL的0.1mol/L盐酸和10-20mL戊二醛,加入到三口烧瓶中，在40-60℃下反应2-5h，得到褐色溶液，即为戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂粗产物B。

步骤3、将粗产物B放入透析袋中进行透析以除去未反应的戊二醛，透析时间为1-4h，透析时使用丙酮作溶剂。

步骤4、将透析后的产物进行在80℃下进行旋蒸，除去未反应的丙酮和戊二醛，即可得到深黄色的戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂。

通过上述方法制得的戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的化学式为：

本发明戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的合成过程如图1所示，以双酚A甲醛酚醛树脂和戊二醛为反应主体，在盐酸做催化剂下，进行接枝反应，将双酚A甲醛酚醛树脂上的羟基与戊二醛的醛基进行反应，羟基上脱去氢原子，醛基(-COH)变为使双酚A甲醛酚醛树脂的羟基形成醚键与戊二醛连接。最终得到戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂，如上式(1)所示。

如图2所示，在戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的红外光谱中，A表示双酚A甲醛酚醛树脂，B表示戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂。由图可知，在波数为υ＝3413cm^-1处为OH-的伸缩振动吸收峰，υ＝2945cm^-1、υ＝2876cm^-1处为甲基和亚甲基上C-H的伸缩振动吸收峰，υ＝2727cm^-1处为醛基上的C-H伸缩振动吸收峰，υ＝1721cm^-1处为饱和脂肪醛中C＝O的伸缩振动吸收峰，υ＝1696.80cm^-1为苯环中C＝H弯曲振动吸收峰，υ＝1603.40cm^-1、υ＝1505.05cm^-1、υ＝1434.80cm^-1对应的是苯环骨架C-H面外弯曲振动吸收峰，υ＝1372.05cm^-1为甲基与碳原子相连的双重振动吸收峰，υ＝1123cm^-1处为芳香族-O-Ph的吸收峰，υ＝817.05cm^-1是对位取代苯的特征吸收峰。证明合成的产物是戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂。

如图3所示，为戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的胶粘性能对比示意图，图中A表示为在戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂中加入固化剂制备出的胶黏剂的胶粘性能示意图，B表示为在双酚A甲醛酚醛树脂中加入固化剂制备出的胶黏剂的胶粘性能示意图。从图可知，戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂胶黏剂的最大粘结力为12.20kgf，而双酚A甲醛酚醛树脂胶黏剂最大粘结力为1.7kgf，树脂改性后粘结性能是改性前树脂粘结性能10倍，故改性达到了预期目的。

实施例1

步骤1、将双酚A甲醛酚醛树脂10g，丙酮30mL，加入到100mL三口烧瓶中，搅拌使双酚A甲醛酚醛树脂完全溶解。

步骤2、在N₂保护下，将7mL的0.1mol/L盐酸和10mL戊二醛,加入到三口烧瓶中，在40℃下反应2h。即可得到褐色溶液即为戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂粗产物。

步骤3、将粗产物放入透析袋中进行透析以除去未反应的戊二醛，透析时间为1h。

步骤4、将透析后的产物进行旋蒸，即可得到深黄色的戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂。

实施例2

步骤1、将双酚A甲醛酚醛树脂12g，丙酮35mL，加入到100mL三口烧瓶中，搅拌使双酚A甲醛酚醛树脂完全溶解。

步骤2、在N₂保护下，将5mL的0.1mol/L盐酸和15mL戊二醛,加入到三口烧瓶中，在50℃下反应2h。即可得到褐色溶液即为戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂粗产物。

步骤3、将粗产物放入透析袋中进行透析以除去未反应的戊二醛，透析时间为2h。

实施例3

步骤1、将双酚A甲醛酚醛树脂15g，丙酮35mL，加入到100mL三口烧瓶中，搅拌使双酚A甲醛酚醛树脂完全溶解。

步骤2、在N₂保护下，将5mL的0.1mol/L盐酸和15mL戊二醛,加入到三口烧瓶中，在45℃下反应5h。即可得到褐色溶液即为戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂粗产物。

步骤3、将粗产物放入透析袋中进行透析以除去未反应的戊二醛，透析时间为3h。

实施例4

步骤1、将双酚A甲醛酚醛树脂15g，丙酮40mL，加入到100mL三口烧瓶中，搅拌使双酚A甲醛酚醛树脂完全溶解。

步骤2、在N₂保护下，将10mL的0.1mol/L盐酸和15mL戊二醛,加入到三口烧瓶中，在50℃下反应3h。即可得到褐色溶液即为戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂粗产物。

实施例5

步骤1、将双酚A甲醛酚醛树脂17g，丙酮45mL，加入到100mL三口烧瓶中，搅拌使双酚A甲醛酚醛树脂完全溶解。

步骤2、在N₂保护下，将7mL的0.1mol/L盐酸和17mL戊二醛,加入到三口烧瓶中，在45℃下反应4h。即可得到褐色溶液即为戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂粗产物。

实施例6

步骤1、将双酚A甲醛酚醛树脂20g，丙酮40mL，加入到100mL三口烧瓶中，搅拌使双酚A甲醛酚醛树脂完全溶解。

步骤2、在N₂保护下，将5mL的0.1mol/L盐酸和12mL戊二醛,加入到三口烧瓶中，在40℃下反应3h。即可得到褐色溶液即为戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂粗产物。

实施例7

步骤1、将双酚A甲醛酚醛树脂22g，丙酮40mL，加入到100mL三口烧瓶中，搅拌使双酚A甲醛酚醛树脂完全溶解。

步骤2、在N₂保护下，将10mL的0.1mol/L盐酸和10mL戊二醛,加入到三口烧瓶中，在55℃下反应2h。即可得到褐色溶液即为戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂粗产物。

实施例8

步骤1、将双酚A甲醛酚醛树脂25g，丙酮45mL，加入到100mL三口烧瓶中，搅拌使双酚A甲醛酚醛树脂完全溶解。

步骤2、在N₂保护下，将10mL的0.1mol/L盐酸和12mL戊二醛，加入到三口烧瓶中，在40℃下反应4h。即可得到褐色溶液即为戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂粗产物。

步骤3、将粗产物放入透析袋中进行透析以除去未反应的戊二醛，透析时间为4h。

实施例9

步骤1、将双酚A甲醛酚醛树脂27g，丙酮50mL，加入到100mL三口烧瓶中，搅拌使双酚A甲醛酚醛树脂完全溶解。

步骤2、在N₂保护下，将7mL的0.1mol/L盐酸和15mL戊二醛,加入到三口烧瓶中，在60℃下反应3h。即可得到褐色溶液即为戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂粗产物。

实施例10

步骤1、将双酚A甲醛酚醛树脂30g，丙酮50mL，加入到100mL三口烧瓶中，搅拌使双酚A甲醛酚醛树脂完全溶解。

步骤2、在N₂保护下，将10mL的0.1mol/L盐酸和10mL戊二醛，加入到三口烧瓶中，在55℃下反应3h。即可得到褐色溶液即为戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂粗产物。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂，其特征在于，所述戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的化学式为：

2.一种戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤3，将步骤2制得的粗产物B透析后得到透析产物；

3.根据权利要求2所述的戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的合成方法，其特征在于，步骤1中，双酚A甲醛酚醛树脂和丙酮的混合比例为(10-30)g：(30-50)mL。

4.根据权利要求2所述的戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的合成方法，其特征在于，步骤2中，盐酸的浓度为0.1mol/L。

5.根据权利要求2所述的戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的合成方法，其特征在于，步骤2中，每10-30g双酚A甲醛酚醛树脂加入5-10mL的盐酸。

6.根据权利要求2所述的戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的合成方法，其特征在于，步骤2中，每10-30g双酚A甲醛酚醛树脂加入10-20mL的戊二醇。

7.根据权利要求2所述的戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的合成方法，其特征在于，步骤2中，反应温度为40-60℃，反应时间为2-5h。

8.根据权利要求2所述的戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的合成方法，其特征在于，步骤3中，粗产物B的透析时间为1-4h，透析溶剂为丙酮。

9.根据权利要求2所述的戊二醛改性双酚A甲醛酚醛树脂的合成方法，其特征在于，步骤4中，旋蒸温度为80℃。