CN109929071A - 一种改性古马隆树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于树脂制备技术领域,涉及一种改性古马隆树脂及其制备方法。所述改性古马隆树脂,其由煤焦油的重苯馏分经再蒸馏得到含有可聚组分的混合物和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯制备而成;所述可聚组分为茚和古马隆,所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的添加量为可聚组质量的1~50%。本发明提出一种三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂制备方法,其包括以下步骤:混合、聚合、水洗、蒸馏。而采用本发明提供的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂制备方法制备出的改性古马隆树脂带有多个酯基基团,可提高与极性树脂的相容性。
Description
技术领域
本发明属于树脂制备技术领域,涉及一种古马隆树脂的制备方法,特别涉及一种改性古马隆树脂的制备方法,具体涉及一种三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂及其制备方法。
背景技术
古马隆树脂具有优良的耐酸性、耐碱性、粘着性、增塑和补强等性能,主要应用在涂料、胶粘剂、橡胶、油墨等相关领域。在涂料应用方面,古马隆树脂能制成各种涂料,显示出优良的耐酸性、耐碱性、粘着性。在胶粘剂应用方面,制成的粘结剂,粘着力显著增强,可与石蜡与乙烯基树脂混溶制造粘结性能高的热熔型粘结剂或胶粘剂。在油墨应用方面,可应用于新闻印刷油墨、胶板印刷油墨、誉写油墨、油印油墨等。
古马隆树脂生产工艺流程包括蒸馏切割馏分、酸洗脱吡啶、脱色、聚合、水洗、闪蒸和固化造粒六个等工序,最后制得固体古马隆树脂产品。其生产工艺参见文献: (1)张苏侠.一种古马隆树脂的生产方法.中国专利CN201110076405.X,2011;(2) 卢金寿.连续法生产高软化点古马隆一茚树脂.宝钢技术,1991;(3)卢金寿.高软化点古马隆一茚树脂的开发.煤化工,1992;(4)李龙法.高软化点古马隆树脂的生产.燃料与化工,1991。
合成古马隆树脂原料中主要聚合单体是茚,一般占90%左右。茚是非极性分子,因此合成出的古马隆树脂也是非极性的。非极性的古马隆树脂与其它非极性树脂相容性较好,与极性树脂相容性相对较差。在涂料和胶粘剂的制备中往往将多个组分组成配方,以满足涂料和胶粘剂不同使用性能。若对古马隆树脂进行改性,使之具有极性基团,则能改善其与极性树脂的相容性,提高古马隆树脂的使用性能。为了提高古马隆树脂的使用性能,王仁远等人提出一种羟基古马隆树脂的制备方法,中国专利 CN201410534473.X,2014;中国专利.CN201410690138.9,报道了王仁远等人提出的一种酯基古马隆树脂及其制备方法;中国专利.CN201611123719.x,报道了王仁远等人提出的一种液体古马隆树脂及其制备方法。
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA),分子内含有三个酯基基团,是非常重要的丙烯酸多功能团酯类单体,主要用于光固化涂料、光固化油墨、柔性印刷品、聚合物改性等方面。用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与茚进行共聚,可以合成出带有多个功能基团的改性古马隆树脂。
发明内容
本发明目的是提供一种三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂的制备方法。采用这种方法制备出的改性古马隆树脂带有多个功能基团。
一种改性古马隆树脂,其特征在于,其由煤焦油的重苯馏分经再蒸馏得到含有可聚组分的混合物和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯制备而成;
所述可聚组分为茚和古马隆,所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的添加量为可聚组质量的1~50%。
所述含有可聚组分的混合物质量百分比组成为:30%-85%的茚,1%-8%的古马隆和余量为不参与聚合反应的化合物。
进一步,所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的添加量为可聚组质量的5~15%。
本发明还提供一种上述一种改性古马隆树脂的制备方法,包括如下步骤:
(1)混合:将含有可聚组分茚和古马隆的混合物与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按搅拌混合,形成反应溶液;
(2)聚合:步骤(1)得到的反应溶液在60~100℃下,搅拌,加入引发剂,使反应溶液中的可聚组分进行聚合;
(3)水洗:经步骤(2)聚合反应后的溶液降温至25~50℃,加入水与溶液混合,使溶液中引发剂水洗出来;
(4)蒸馏:对水洗后的溶液进行蒸馏,脱除没有聚合的化合物,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂。
进一步,所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的添加量为可聚组质量的1~50%。
根据本发明所述一种改性古马隆树脂的制备方法,所述的引发剂为三氟化硼乙醚络合物或三氟化硼甲醇络合物,引发剂的添加量为可聚组质量的0.2~8%。
根据本发明所述一种改性古马隆树脂的制备方法,进一步,步骤(2)所述聚合反应的时间是10~60分钟,优选15~30分钟。
进一步,步骤(3)所述的水洗的用水量为溶液质量的0.2~3倍。
根据本发明所述一种改性古马隆树脂的制备方法,步骤(4)所述的蒸馏,目的是脱除没有聚合的化合物,包括原馏分中不能聚合的二甲苯等化合物以及少量或微量未聚合可聚单体。
本发明提出的一种三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂制备方法,具体其包括以下步骤:
a)混合:将含有茚的混合物与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按一定比例搅拌混合,形成反应溶液;
b)聚合:反应溶液在60~100℃下,搅拌,加入一定量的引发剂,使反应溶液中的可聚组分进行聚合;
c)水洗:将步骤b)所述的聚合后的溶液降温至25~50℃,加入一定量的水与溶液混合,使溶液中引发剂水洗出来;
d)蒸馏:对水洗后的溶液进行蒸馏,脱除没有聚合的化合物,得到三羟甲基丙烷
三丙烯酸酯改性古马隆树脂。
进一步,步骤a)所述的含有茚的混合物是煤焦油的重苯馏分再蒸馏出的含有可聚组茚和古马隆的混合物。三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的添加量为可聚组质量的1~ 50%。
步骤b)所述的引发剂为三氟化硼乙醚络合物或三氟化硼甲醇络合物,引发剂的添加量为可聚组质量的0.2~8%。
步骤c)所述的水洗的用水量为溶液质量的0.2~3倍。
步骤d)所述的蒸馏,目的是脱除没有聚合的化合物,包括原馏分中不能聚合的二甲苯等化合物以及少量或微量未聚合可聚单体。
有益技术效果:
本发明与现有技术相比,具有如下显而易见的突出特点和优点。在涂料和胶粘剂的制备中往往将多个组分组成配方,以满足涂料和胶粘剂不同使用性能。现有技术合成的古马隆树脂是非极性树脂,它与极性树脂相容性相对较差,而且很难与其它反应。而采用本发明提供的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂制备方法制备出的改性古马隆树脂带有多个酯基基团,与极性树脂相容性较好。例如,古马隆树脂与环氧树脂组成配方使用,与普通非极性古马隆树树脂相比,带有极性酯基基团的改性古马隆树脂与带有极性基团环氧树脂相容性较好。该改性古马隆树脂给用户试用了,用户反馈该改性古马隆树脂与环氧树脂相容性较好。
与中国专利CN201410690138.9和CN201611123719.x相比,本发明采用添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯共聚合成改性古马隆树脂,二者合成出的改性古马隆树脂在分子结构上具有本质的不同。甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯或丙烯酸羟基酯单体只有一个双键,它们与茚共聚合成的古马隆树脂是直链线性结构;而三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体具有三个双键,其分子结构如式1所示。从三羟甲基丙烷三丙烯酸酯分子结构式可以看出,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯分子结构为平面或立体结构,因此它与茚共聚合成的古马隆树脂是平面或立体结构。
式1三羟甲基丙烷三丙烯酸酯分子结构式。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述,本领域技术人员应当理解,所述实施例仅用于示例,而不对本发明构成任何限制。
下面结合实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1:
将200克含茚50.82%和古马隆4.61%的混合物与5.0克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在60℃下搅拌混合,形成反应溶液。将反应溶液加热到80℃,边搅拌,边滴加入2.0克三氟化硼乙醚络合物,引发剂滴加后继续反应30分钟。将聚合后的溶液降温至30℃,加入200克的水与溶液搅拌混合20分钟,用分液漏斗分液,将水分离出来。对水洗后的溶液进行蒸馏,常压蒸馏去除溶剂及单体,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂115.2克。
对比实验:将200克含茚50.82%和古马隆4.61%的混合物,在不添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯情况下,加热到80℃,边搅拌,边滴加入2.0克三氟化硼乙醚络合物,引发剂滴加后继续反应30分钟。将聚合后的溶液降温至30℃,加入200克的水与溶液搅拌混合20分钟,用分液漏斗分液,将水分离出。对水洗后的溶液进行蒸馏,常压蒸馏去除溶剂及未聚合的单体,得到古马隆树脂110.5克。
从上述实验结果可以看出,与不添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯对比实验相比,本实施例采用添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯进行共聚,得到的古马隆树脂重量从110.5克提高到115.2克,所添加的5克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体基本上共聚成为树脂,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂。
实施例2:
将200克含茚50.82%和古马隆4.61%的混合物与10.0克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在60℃下搅拌混合,形成反应溶液。将反应溶液加热到80℃,边搅拌,边滴加入2.0克三氟化硼乙醚络合物,引发剂滴加后继续反应30分钟。将聚合后的溶液降温至30℃,加入200克的水与溶液搅拌混合20分钟,用分液漏斗分液,将水分离出。对水洗后的溶液进行蒸馏,常压蒸馏去除溶剂及单体,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂120.4克。
从上述实验结果可以看出,与实施例一中不添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯对比实验相比,本实施例采用添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯进行共聚,得到的古马隆树脂重量从110.5克提高到120.4克,所添加的10克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体基本上共聚成为树脂,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂。
实施例3:
将200克含茚50.82%和古马隆4.61%的混合物与15.0克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在60℃下搅拌混合,形成反应溶液。将反应溶液加热到80℃,边搅拌,边滴加入2.2克三氟化硼乙醚络合物,引发剂滴加后继续反应30分钟。将聚合后的溶液降温至30℃,加入200克的水与溶液搅拌混合20分钟,用分液漏斗分液,将水分离出。对水洗后的溶液进行蒸馏,常压蒸馏去除溶剂及单体,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂125.1克。
从上述实验结果可以看出,与实施例一中不添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯实验相比,本实施例采用添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯进行共聚,得到的古马隆树脂重量从110.5克提高到125.1克,所添加的15克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体基本上都共聚成为树脂,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂。
实施例4:
将200克含茚50.82%和古马隆4.61%的混合物与18.0克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在60℃下搅拌混合,形成反应溶液。将反应溶液加热到80℃,边搅拌,边滴加入2.5克三氟化硼乙醚络合物,引发剂滴加后继续反应30分钟。将聚合后的溶液降温至30℃,加入200克的水与溶液搅拌混合20分钟,用分液漏斗分液,将水分离出。对水洗后的溶液进行蒸馏,常压蒸馏去除溶剂及单体,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂128.3克。
从上述实验结果可以看出,与实施例一中不添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯相比,本实施例采用添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯进行共聚,得到的古马隆树脂重量从 110.5克提高到128.3克,所添加的18克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体基本上共聚成为树脂,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂。
实施例5:
将200克含茚45.85%和古马隆4.65%的混合物混合物与8.0克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在60℃下搅拌混合,形成反应溶液。将反应溶液加热到80℃,边搅拌,边滴加入1.8克三氟化硼乙醚络合物,引发剂滴加后继续反应30分钟。将聚合后的溶液降温至30℃,加入200克的水与溶液搅拌混合20分钟,用分液漏斗分液,将水分离出。对水洗后的溶液进行蒸馏,常压蒸馏去除溶剂及单体,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂108.6克。
将200克含茚45.85%和古马隆4.65%的混合物,在不添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯情况下进行对比实验得到古马隆树脂100.8克。
与不添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯对比实验相比,本实施例采用添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯进行共聚,得到的古马隆树脂重量从100.8克提高到108.6克,所添加的8克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体基本上共聚成为树脂,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂。
实施例6:
将200克含茚45.85%和古马隆4.65%的混合物混合物与12.0克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在60℃下搅拌混合,形成反应溶液。将反应溶液加热到80℃,边搅拌,边滴加入2.2克三氟化硼乙醚络合物,引发剂滴加后继续反应30分钟。将聚合后的溶液降温至30℃,加入200克的水与溶液搅拌混合20分钟,用分液漏斗分液,将水分离出。对水洗后的溶液进行蒸馏,常压蒸馏去除溶剂及单体,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂112.5克。
与实施例五中不添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯对比实验相比,本实施例采用添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯进行共聚,得到的古马隆树脂重量从100.8克提高到 112.5克,所添加的12克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体基本上共聚成为树脂,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂。
实施例7:
将200克含茚45.85%和古马隆4.65%的混合物混合物与16.0克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在60℃下搅拌混合,形成反应溶液。将反应溶液加热到80℃,边搅拌,边滴加入2.5克三氟化硼乙醚络合物,引发剂滴加后继续反应30分钟。将聚合后的溶液降温至30℃,加入200克的水与溶液搅拌混合20分钟,用分液漏斗分液,将水分离出。对水洗后的溶液进行蒸馏,常压蒸馏去除溶剂及单体,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂116.3克。
与实施例五中不添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯对比实验相比,本实施例采用添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯进行共聚,得到的古马隆树脂重量从100.8克提高到 116.3克,所添加的16克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体基本上共聚成为树脂,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂。
实施例8:
将200克含茚45.85%和古马隆4.65%的混合物混合物与8.0克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在60℃下搅拌混合,形成反应溶液。将反应溶液加热到80℃,边搅拌,边滴加入2.0克三氟化硼甲醇络合物,引发剂滴加后继续反应30分钟。将聚合后的溶液降温至30℃,加入200克的水与溶液搅拌混合20分钟,用分液漏斗分液,将水分离出。对水洗后的溶液进行蒸馏,常压蒸馏去除溶剂及单体,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂108.3克。
将200克含茚45.85%和古马隆4.65%的混合物,在不添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯情况下以三氟化硼甲醇络合物为引发剂进行对比实验得到古马隆树脂100.5克。
与不添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯对比实验相比,本实施例采用添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯进行共聚,得到的古马隆树脂重量从100.5克提高到108.3克,所添加的8克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体基本上共聚成为树脂,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂。
实施例9:
将200克含茚45.85%和古马隆4.65%的混合物混合物与12.0克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在60℃下搅拌混合,形成反应溶液。将反应溶液加热到80℃,边搅拌,边滴加入2.0克三氟化硼甲醇络合物,引发剂滴加后继续反应30分钟。将聚合后的溶液降温至30℃,加入200克的水与溶液搅拌混合20分钟,用分液漏斗分液,将水分离出。对水洗后的溶液进行蒸馏,常压蒸馏去除溶剂及单体,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂112.4克。
与实施例八中不添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯对比实验相比,本实施例采用添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯进行共聚,得到的古马隆树脂重量从100.5克提高到 112.4克,所添加的12克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体基本上共聚成为树脂,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂。
实施例10:
将200克含茚62.64%和古马隆4.85%的混合物混合物与8.0克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在60℃下搅拌混合,形成反应溶液。将反应溶液加热到90℃,边搅拌,边滴加入2.5克三氟化硼乙醚络合物,引发剂滴加后继续反应30分钟。将聚合后的溶液降温至30℃,加入200克的水与溶液搅拌混合20分钟,用分液漏斗分液,将水分离出。对水洗后的溶液进行蒸馏,常压蒸馏去除溶剂及单体,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂141.5克。
将200克含茚62.64%和古马隆4.85%的混合物,在不添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯情况下进行对比实验得到古马隆树脂134.1克。
与对比实验相比,本实施例采用添加三羟甲基丙烷三丙烯酸酯进行共聚,得到的古马隆树脂重量从134.1克提高到141.5克,所添加的8克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体基本上共聚成为树脂,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂。
Claims (10)
1.一种改性古马隆树脂,其特征在于,其由煤焦油的重苯馏分经再蒸馏得到含有可聚组分的混合物和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯制备而成;
所述可聚组分为茚和古马隆,所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的添加量为可聚组质量的1~50%。
2.根据权利要求1所述一种改性古马隆树脂,其特征在于,所述含有可聚组分的混合物质量百分比组成为:30%-85%的茚,1%-8%的古马隆和余量为不参与聚合反应的化合物。
3.根据权利要求1所述一种改性古马隆树脂,其特征在于,所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的添加量为可聚组质量的5~15%。
4.一种权利要求1-3任一项所述一种改性古马隆树脂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)混合:将含有可聚组分茚和古马隆的混合物与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按搅拌混合,形成反应溶液;
(2)聚合:步骤(1)得到的反应溶液在60~100℃下,搅拌,加入引发剂,使反应溶液中的可聚组分进行聚合;
(3)水洗:经步骤(2)聚合反应后的溶液降温至25~50℃,加入水与溶液混合,使溶液中引发剂水洗出来;
(4)蒸馏:对水洗后的溶液进行蒸馏,脱除没有聚合的化合物,得到三羟甲基丙烷三丙烯酸酯改性古马隆树脂。
5.根据权利要求4所述一种改性古马隆树脂的制备方法,其特征在于,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的添加量为可聚组质量的1~50%。
6.根据权利要求4所述一种改性古马隆树脂的制备方法,其特征在于,所述的引发剂为三氟化硼乙醚络合物或三氟化硼甲醇络合物,引发剂的添加量为可聚组质量的0.2~8%。
7.根据权利要求4所述一种改性古马隆树脂的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述聚合反应的时间是10~60分钟。
8.根据权利要求4所述一种改性古马隆树脂的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述聚合反应的时间是15~30分钟。
9.根据权利要求4所述一种改性古马隆树脂的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述的水洗的用水量为溶液质量的0.2~3倍。
10.根据权利要求4所述一种改性古马隆树脂的制备方法,其特征在于,步骤(4)所述的蒸馏,目的是脱除没有聚合的化合物,包括原馏分中不能聚合的二甲苯等化合物以及少量或微量未聚合可聚单体。
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