CN115894466B - 一种环氧树脂的制备方法 - Google Patents
一种环氧树脂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115894466B CN115894466B CN202310214406.9A CN202310214406A CN115894466B CN 115894466 B CN115894466 B CN 115894466B CN 202310214406 A CN202310214406 A CN 202310214406A CN 115894466 B CN115894466 B CN 115894466B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reaction
- epoxy resin
- catalyst
- acid salt
- phenol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 title claims abstract description 67
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 58
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 51
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 38
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 36
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 32
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 22
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 claims description 22
- -1 1-butyl-3-methylimidazole phosphotungstic acid salt Chemical class 0.000 claims description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 19
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 18
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 13
- LRWZZZWJMFNZIK-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-3-methyloxirane Chemical compound CC1OC1Cl LRWZZZWJMFNZIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 11
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 10
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims description 9
- 239000011964 heteropoly acid Substances 0.000 claims description 7
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 claims description 4
- UOURRHZRLGCVDA-UHFFFAOYSA-D pentazinc;dicarbonate;hexahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O UOURRHZRLGCVDA-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 3
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 claims 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 8
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 2
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 45
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 21
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 16
- 239000000047 product Substances 0.000 description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- KAIPKTYOBMEXRR-UHFFFAOYSA-N 1-butyl-3-methyl-2h-imidazole Chemical compound CCCCN1CN(C)C=C1 KAIPKTYOBMEXRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- AHDSRXYHVZECER-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-tris[(dimethylamino)methyl]phenol Chemical compound CN(C)CC1=CC(CN(C)C)=C(O)C(CN(C)C)=C1 AHDSRXYHVZECER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MWSKJDNQKGCKPA-UHFFFAOYSA-N 6-methyl-3a,4,5,7a-tetrahydro-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1CC(C)=CC2C(=O)OC(=O)C12 MWSKJDNQKGCKPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SKZKKFZAGNVIMN-UHFFFAOYSA-N Salicilamide Chemical compound NC(=O)C1=CC=CC=C1O SKZKKFZAGNVIMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000199 molecular distillation Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010125 resin casting Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229960000581 salicylamide Drugs 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Abstract
本发明提出一种环氧树脂的制备方法,属于树脂合成技术领域。本发明提供的方法制备得到的环氧树脂具有三氮杂苯与苯环结构,其独特的结构可以提高树脂的耐热性和耐湿热性,同时具有较好的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度,而且制备过程使用回收苯酚和尿素,工艺简单,收率高,原料易得,具备规模化的生产处理条件。
Description
技术领域
本发明属于树脂合成技术领域,尤其涉及一种环氧树脂的制备方法。
背景技术
环氧树脂是指分子中含有两个或两种以上环氧基团的有机高分子化合物,是应用最广的热固性树脂之一。固化后的环氧树脂具有优异的附着力,耐腐蚀性能,机械性能和电气性能,广泛应用于涂料,胶粘剂,电子元器件,和覆铜板等领域。然而,在某些领域,例如覆铜板和集成电路封装,环氧树脂要求具有更好的耐热性和耐湿热性。所以,需要采用新的技术,来满足不断产生的更高的要求。
发明内容
本发明提供了一种环氧树脂的制备方法,本发明提供的方法制备得到的环氧树脂具有较高的耐热性和耐湿热性,同时具有较好的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度,且该方法工艺简单,产品收率高。
为了达到上述目的,本发明提供了一种环氧树脂的制备方法,包括如下步骤:
1)在氮气保护下,将熔融态的苯酚、催化剂和助催化剂混合,在得到的混合料中分批加入尿素进行反应,反应结束后进行纯化,得到中间体A;
2)将所述中间体A、环氧氯丙烷和脱色催化剂依次加入到反应釜中,抽真空后通入氮气,加热升温后加入碱溶液进行环氧开环反应;
3)在真空条件下继续滴加碱溶液进行闭环反应,得到环氧树脂。
优选的,步骤1)中催化剂为ZnO、MgO、CaO、ZrO2、乙酸锌和碱式碳酸锌中的一种或几种;按重量百分比计,步骤1)中催化剂的加入量为苯酚的0.1%~5%。
优选的,步骤1)中助催化剂为杂多酸盐;按重量百分比计,所述助催化剂的加入量为催化剂加入量的0.1%~1%。
优选的,步骤1)中尿素与苯酚的摩尔比为1~3:1~2;步骤1)中反应的温度为100-200℃,反应的时间为1~6h。
优选的,步骤2)中环氧氯丙烷与中间体A的摩尔比为1~6:1。
优选的,步骤2)中所述碱溶液与中间体A的摩尔比为0.05~0.2:1;步骤2)中脱色催化剂为锌粉或硼氢化钠;按重量百分比计,所述脱色催化剂的加入量为中间体A加入量的0.01%~0.1%。
优选的,步骤3)中,碱溶液与中间体A的摩尔比为0.5~1.0:1。
优选的,步骤3)中反应结束后,还依次进行减压蒸馏、洗涤、过滤和脱溶剂处理;所述减压蒸馏时的温度为100~150℃,压力为5~50KPa。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果在于:
本发明提供的方法制备得到的环氧树脂中具有三氮杂苯与苯环结构,因其独特的结构可以提高树脂的交联密度,从而提高树脂的耐热性和耐湿热性,拉伸强度、弯曲强度、Tg和Td都有很大提高,可以有效提高所得改性树脂的耐高温性、抗冲击性能,可以用于更高的工作温度和更严苛的工作环境。而且制备过程使用回收苯酚和尿素,工艺简单,收率高,原料易得,便于规模化生产。
附图说明
图1为实施例1中制备得到的中间体A的红外谱图;
图2为实施例1中制备得到的环氧树脂的红外图谱。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种环氧树脂的制备方法,包括如下步骤:
1)在氮气保护下,将熔融态的苯酚、催化剂和助催化剂混合,在得到的混合料中分批加入尿素进行反应,反应结束后进行纯化,得到中间体A;
2)将所述中间体A、环氧氯丙烷和脱色催化剂依次加入到反应釜中,抽真空后通入氮气,加热升温后加入碱溶液进行环氧开环反应;
3)在真空条件下继续滴加碱溶液进行闭环反应,得到环氧树脂。
本发明在氮气保护下,将熔融态的苯酚、催化剂和助催化剂混合,在混合料中分批加入尿素进行反应,反应结束后进行纯化,得到中间体A。在本发明中,将苯酚进行熔融处理时的熔融温度优选为30~80℃,熔融时间优选为0.5~1h。在本发明中,所述催化剂优选为ZnO、MgO、CaO、ZrO2、乙酸锌和碱式碳酸锌中的一种或几种;按重量百分比计,步骤1)中催化剂的加入量优选为苯酚的0.1%~5%。
在本发明中,所述助催化剂优选为杂多酸盐;所述杂多酸盐优选为1-丁基-3-甲基咪唑磷钨杂多酸盐、溴化1-丁基-3-甲基咪唑磷钨杂多酸盐、1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑磷钨杂多酸盐、1-(3-磺酸基)丙基吡啶磷钨杂多酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硅钨杂多酸盐、溴化1-丁基-3-甲基咪唑硅钨杂多酸盐、1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑硅钨杂多酸盐、1-(3-磺酸基)丙基吡啶硅钨杂多酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑磷钼杂多酸盐、溴化1-丁基-3-甲基咪唑磷钼杂多酸盐、1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑磷钼杂多酸盐、1-(3-磺酸基)丙基吡啶磷钼杂多酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硅钼杂多酸盐、溴化1-丁基-3-甲基咪唑硅钼杂多酸盐、1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑硅钼杂多酸盐和1-(3-磺酸基)丙基吡啶硅钼杂多酸盐的一种或多种任意比例的混合物;所述助催化剂的加入量优选为催化剂加入量的0.1%~1%。在本发明中,所述助催化剂中的杂原子可以提高反应产物的选择性。
在本发明中,步骤1)中尿素与苯酚的摩尔比优选为1~3:1~2;步骤1)中反应的温度优选为100~200℃,反应的时间优选为1~6h。在本发明中,采用分批的方式加入尿素,优选每间隔4~6min加入一批尿素。本发明对每批次尿素的具体加入量没有特殊限定,优选分2~6次加入。在本发明中,将尿素分批加入可以防止大批量物料加入后放热过快,导致反应温度失控冲温。
在本发明中,进行纯化的方式优选为分子精馏、精馏或蒸馏。在本发明中,所述纯化时的温度优选为150~200℃,时间优选为10min~60min。在本发明中,进行纯化可以回收苯酚和尿素。
得到中间体A后,本发明将所述中间体A、环氧氯丙烷和脱色催化剂依次加入到反应釜中,抽真空后通入氮气,加热升温后加入碱溶液进行环氧开环反应。在本发明中,所述环氧氯丙烷与中间体A的摩尔比优选为1~6:1。所述碱溶液优选为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾;所述碱溶液与中间体A的摩尔比优选为0.05~0.2:1。在本发明中,所述脱色催化剂优选为锌粉或硼氢化钠;按重量百分比计,所述脱色催化剂的加入量优选为中间体A加入量的0.01%~0.1%。在本发明中,进行环氧开环反应可以减少副反应的生成,降低不可水解氯。在本发明中,进行环氧开环反应时的温度优选为45~65℃,时间优选为1~5h。
环氧开环反应结束后,本发明在真空条件下继续滴加碱溶液进行闭环反应,得到环氧树脂。在本发明中,所述碱溶液与中间体A的摩尔比为0.2~2.0:1。
在本发明中,制备环氧树脂的反应方程如下所示:
在本发明中,闭环反应结束后,优选还依次进行减压蒸馏、洗涤、过滤和脱溶剂处理。在本发明中,所述减压蒸馏时的温度优选为100~150℃,压力优选5~50KPa。在本发明中,进行减压蒸馏可以去除反应中剩余的环氧氯丙烷。在本发明中,所述洗涤时优选采用甲苯和纯水进行水洗,经过过滤除盐和杂质。在本发明中,所述脱溶剂的方法优选为减压蒸馏。所述减压蒸馏的温度优选为200℃,压力优选为5KPa。
本发明制备得到的环氧树脂,其结构式如式1所示:该环氧树脂具有三氮杂苯与苯环结构,该结构可以提高树脂的耐热性和耐湿热性,同时具有较好的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度。在本发明中,制备得到的环氧树脂的拉伸强度为55~60MPa,弯曲强度≥135MPa,Tg为125~130℃,Td-5%为300~305℃,Td-10%为460~465℃。
式1。
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
S1、将苯酚放入反应釜中,并加热至60℃搅拌60min,直至苯酚呈熔融状态;
S2、在氮气保护下向S1中加入苯酚质量1%的ZnO和0.5%助催化剂1-丁基-3-甲基咪唑磷钨杂多酸盐,达到反应温度150℃后,每隔5min向其中加入少量尿素(尿素与苯酚的摩尔比为1:1,尿素分3批加入),尿素完全加入后继续反应4h;
S3、将S2得到的混合物在150℃、20KPa条件下进行蒸馏10min,回收苯酚和尿素,得到中间体A。中间体A的收率为95%(中间体A收率=中间体A产物质量/(苯酚质量*357/(94*3));对得到的中间体A进行红外测试,具体如图1所示。根据图1红外可以看出,3424cm-1处是酚羟基基的伸缩吸收峰,1605cm-1、1505cm-1处是苯环的伸缩吸收峰,3011cm-1、2853cm-1处是甲基(-CH3)的伸缩振动吸收峰。该中间体A的结构式如式2所示:
式2。
S4、将S3得到的中间体A与环氧氯丙烷、脱色催化剂(硼氢化钠)依次加入到反应釜中(中间体A与环氧氯丙烷的摩尔比为1:3、脱色催化剂的用量为中间体A质量的0.01%),抽真空通氮气循环3次后通入氮气,加热升温至60℃后,一次性加入中间体A摩尔质量0.1的碱溶液(质量浓度为48%的氢氧化钠溶液)进行环氧开环反应3h;
S5、环氧开环反应完成后在真空条件下(真空度为20KPa)继续滴加碱溶液(碱溶液的用量与中间体A的摩尔比为0.2:1),在65℃进行闭环反应4h,反应结束后得到含环氧树脂的混合物;
S6、将含环氧树脂的混合物在温度为150℃,压力5KPa下减压蒸馏,回收环氧氯丙烷,得到环氧树脂的粗产品;
S7、将S6中的环氧树脂粗产品加入4倍树脂质量的甲苯进行洗涤,再采用纯水进行水洗,水洗3次后,经过过滤除盐和杂质,在温度为200℃,压力5KPa下减压蒸馏脱溶剂甲苯,得到纯净环氧树脂后进行包装,产品收率为93%(产品收率=产品实际质量*中间体A收率/[(中间体A质量/357)*(357+92.5-36.5)*3]。
对得到的环氧树脂进行红外测试,具体结果如图2所示。根据图2红外谱图可以看出,该曲线表现出典型的环氧树脂的红外光谱的特征,无酚羟基特征峰,1605cm-1、1505cm-1处是苯环的伸缩吸收峰,3011、2853cm-1处是甲基(-CH3)的伸缩振动吸收峰。
实施例2
S1、将苯酚放入反应釜中,并加热至80℃搅拌40min,直至苯酚呈熔融状态;
S2、在氮气保护下向S1中加入苯酚质量5%的MgO和0.1%助催化剂1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑磷钨杂多酸盐,达到反应温度100℃后,每隔5 min向其中加入少量尿素(尿素与苯酚的摩尔比为1:2,尿素分4批加入),尿素完全加入后继续反应6h;
S3、将S2得到的混合物在200℃、20KPa条件下蒸馏30min,回收苯酚和尿素,得到中间体A;
S4、将S3得到的中间体A与环氧氯丙烷、脱色催化剂(硼氢化钠)依次加入到反应釜中(中间体A与环氧氯丙烷的摩尔比为1:1、脱色催化剂的用量为中间体A质量的0.01%),抽真空通氮气循环3次后通入氮气,加热升温至60℃后,一次性加入中间体A摩尔质量0.2的碱溶液(质量浓度为48%的氢氧化钠溶液)进行环氧开环反应3h;
S5、环氧开环反应完成后在真空条件下(真空度为20KPa)继续滴加碱溶液(碱溶液的用量与中间体A的摩尔比为1:1),在60℃进行闭环反应5h,反应结束后得到含环氧树脂的混合物;
S6、将含环氧树脂的混合物在温度为100℃,压力50KPa下减压蒸馏,回收环氧氯丙烷,得到环氧树脂的粗产品;
S7、将S6中的环氧树脂粗产品加入4倍树脂质量的甲苯进行洗涤,再采用纯水进行水洗,水洗3次后,经过过滤除盐和杂质,在温度为200℃,压力5KPa下减压蒸馏脱溶剂甲苯,得到纯净环氧树脂后进行包装,产品收率为95%。
实施例3
S1、将苯酚放入反应釜中,并加热至60℃搅拌60min,直至苯酚呈熔融状态;
S2、在氮气保护下向S1中加入苯酚质量0.1%的ZrO2和0.5%助催化剂溴化1-丁基-3-甲基咪唑硅钨杂多酸盐,达到反应温度200℃后,每隔5min向其中加入少量尿素(尿素与苯酚的摩尔比为3:2,尿素分2批加入),尿素完全加入后继续反应1h;
S3、将S2得到的混合物在150℃、20KPa条件下处理剂,回收苯酚和尿素,得到中间体A,中间体A收率为95%。
S4、将S3得到的中间体A与环氧氯丙烷、脱色催化剂(锌粉)依次加入到反应釜中(中间体A与环氧氯丙烷的摩尔比为1:3、脱色催化剂的用量为中间体A质量的0.1%),抽真空通氮气循环3次后通入氮气,加热升温至60℃后,一次性加入中间体A摩尔质量0.05的碱溶液(质量浓度为48%的氢氧化钠溶液)进行环氧开环反应4h;
S5、环氧开环反应完成后在真空条件下(真空度为20KPa)继续滴加碱溶液(碱溶液的用量与中间体A的摩尔比为1:1),在55℃进行闭环反应4h,反应结束后得到含环氧树脂的混合物;
S6、将含环氧树脂的混合物在温度为120℃,压力5KPa下减压蒸馏,回收环氧氯丙烷,得到环氧树脂的粗产品;
S7、将S6中的环氧树脂粗产品加入4倍树脂质量的甲苯进行洗涤,再采用纯水进行水洗,水洗3次后,经过过滤除盐和杂质,在温度为200℃,压力5KPa下减压蒸馏脱溶剂甲苯,得到纯净环氧树脂后进行包装,产品收率为94%。
实施例4
S1、将苯酚放入反应釜中,并加热至60℃搅拌60min,直至苯酚呈熔融状态;
S2、在氮气保护下向S1中加入苯酚质量1%的乙酸锌和0.5%助催化剂溴化1-丁基-3-甲基咪唑硅钼杂多酸盐,达到反应温度150℃后,每隔5min向其中加入少量尿素(尿素与苯酚的摩尔比为1:1,尿素分3批加入),尿素完全加入后继续反应4h;
S3、将S2得到的混合物在150℃、20KPa条件下处理剂,回收苯酚和尿素,得到中间体A,中间体A收率为94%。
S4、将S3得到的中间体A与环氧氯丙烷、脱色催化剂(硼氢化钠)依次加入到反应釜中(中间体A与环氧氯丙烷的摩尔比为1:3、脱色催化剂的用量为中间体A质量的0.01%),抽真空通氮气循环3次后通入氮气,加热升温至60℃后,一次性加入中间体A摩尔质量0.1的碱溶液(质量浓度为48%的碳酸钠溶液)进行环氧开环反应2h;
S5、环氧开环反应完成后在真空条件下(真空度为20KPa)继续滴加碱溶液(碱溶液的用量与中间体A的摩尔比为0.5:1),在60℃进行闭环反应4h,反应结束后得到含环氧树脂的混合物;
S6、将含环氧树脂的混合物在温度为120℃,压力5KPa下减压蒸馏,回收环氧氯丙烷,得到环氧树脂的粗产品;
S7、将S6中的环氧树脂粗产品加入4倍树脂质量的甲苯进行洗涤,再采用纯水进行水洗,水洗3次后,经过过滤除盐和杂质,在温度为200℃,压力5KPa下减压蒸馏脱溶剂甲苯,得到纯净环氧树脂后进行包装,产品收率为93%。
实施例5
S1、将苯酚放入反应釜中,并加热至60℃搅拌60min,直至苯酚呈熔融状态;
S2、在氮气保护下向S1中加入苯酚质量1%的CaO和0.5%助催化剂1-丁基-3-甲基咪唑磷钼杂多酸盐,达到反应温度150℃后,每隔5min向其中加入少量尿素(尿素与苯酚的摩尔比为1:1,尿素分5批加入),尿素完全加入后继续反应4h;
S3、将S2得到的混合物在150℃、20KPa条件下处理剂,回收苯酚和尿素,得到中间体A,中间体A收率为93%。
S4、将S3得到的中间体A与环氧氯丙烷、脱色催化剂(硼氢化钠)依次加入到反应釜中(中间体A与环氧氯丙烷的摩尔比为1:3、脱色催化剂的用量为中间体A质量的0.05%),抽真空通氮气循环3次后通入氮气,加热升温至60℃后,一次性加入中间体A摩尔质量0.1的碱溶液(质量浓度为48%的氢氧化钠溶液)进行环氧开环反应4h;
S5、环氧开环反应完成后在真空条件下(真空度为20KPa)继续滴加碱溶液(碱溶液的用量与中间体A的摩尔比为0.5:1),在50℃进行闭环反应3h,反应结束后得到含环氧树脂的混合物;
S6、将含环氧树脂的混合物在温度为120℃,压力5KPa下减压蒸馏,回收环氧氯丙烷,得到环氧树脂的粗产品;
S7、将S6中的环氧树脂粗产品加入4倍树脂质量的甲苯进行洗涤,再采用纯水进行水洗,水洗3次后,经过过滤除盐和杂质,在温度为200℃,压力5KPa下减压蒸馏脱溶剂甲苯,得到纯净环氧树脂后进行包装,产品A收率为92%。
对比例1
S1、将苯酚放入反应釜中,并加热至60℃搅拌60min,直至苯酚呈熔融状态;
S2、在氮气保护下向S1中加入苯酚质量1%的ZnO,达到反应温度150℃后,每隔5min向其中加入少量尿素(尿素与苯酚的摩尔比为1:1,尿素分3批加入),尿素完全加入后继续反应4h;
S3、将S2得到的混合物在150℃、20KPa条件下进行蒸馏10min,回收苯酚和尿素,得到含中间体A的混合物;中间体A的收率为55%。
S4、将S3得到的中间体A与环氧氯丙烷、脱色催化剂(硼氢化钠)依次加入到反应釜中(中间体A与环氧氯丙烷的摩尔比为1:3、脱色催化剂的用量为中间体A质量的0.01%),抽真空通氮气循环3次后通入氮气,加热升温至60℃后,一次性加入中间体A摩尔质量0.1的碱溶液(质量浓度为48%的氢氧化钠溶液)进行环氧开环反应3h;
S5、环氧开环反应完成后在真空条件下(真空度为20KPa)继续滴加碱溶液(碱溶液的用量与中间体A的摩尔比为0.2:1),在65℃进行闭环反应4h,反应结束后得到含环氧树脂的混合物;
S6、将含环氧树脂的混合物在温度为150℃,压力5KPa下减压蒸馏,回收环氧氯丙烷,得到环氧树脂的粗产品;
S7、将S6中的环氧树脂粗产品加入4倍树脂质量的甲苯进行洗涤,再采用纯水进行水洗,水洗3次后,经过过滤除盐和杂质,在温度为200℃,压力5KPa下减压蒸馏脱溶剂甲苯,得到纯净环氧树脂后进行包装,收率为51%。
对比例2
S1、将苯酚放入反应釜中,并加热至60℃搅拌60min,直至苯酚呈熔融状态;
S2、在氮气保护下向S1中加入苯酚质量1%的ZnO和0.5%助催化剂1-丁基-3-甲基咪唑磷钨杂多酸盐,达到反应温度230℃后,每隔5min向其中加入少量尿素(尿素与苯酚的摩尔比为1:1,尿素分3批加入),尿素完全加入后继续反应4h;
S3、将S2得到的混合物在150℃、20KPa条件下进行蒸馏10min,回收苯酚和尿素,得到水杨酰胺和中间体A;中间体A收率为32%;
S4、将S3得到的中间体A与环氧氯丙烷、脱色催化剂(硼氢化钠)依次加入到反应釜中(中间体A与环氧氯丙烷的摩尔比为1:3、脱色催化剂的用量为中间体A质量的0.01%),抽真空通氮气循环3次后通入氮气,加热升温至60℃后,一次性加入中间体A摩尔质量0.1的碱溶液(质量浓度为48%的氢氧化钠溶液)进行环氧开环反应3h;
S5、环氧开环反应完成后在真空条件下(真空度为20KPa)继续滴加碱溶液(碱溶液的用量与中间体A的摩尔比为0.2:1),在65℃进行闭环反应4h,反应结束后得到含环氧树脂的混合物;
S6、将含环氧树脂的混合物在温度为150℃,压力5KPa下减压蒸馏,回收环氧氯丙烷,得到环氧树脂的粗产品;
S7、将S6中的环氧树脂粗产品加入4倍树脂质量的甲苯进行洗涤,再采用纯水进行水洗,水洗3次后,经过过滤除盐和杂质,在温度为200℃,压力5KPa下减压蒸馏脱溶剂甲苯,得到纯净环氧树脂后进行包装,收率为30%。
性能测试
分别称取实施例1~5及对比例1~2制备的环氧树脂100g,分别与80g甲基四氢苯酐混合均匀,加入0.2gDMP-30作为促进剂,倒入模具中,在烘箱中依次在80℃固化4h,100℃固化2h和130℃固化6h后,随炉冷却至室温脱模,制成树脂浇注体。进行拉伸强度、弯曲强度、Tg和Td测试。同时对市售环氧树脂128进行测试。具体测试结果如表1所示。其中,Td-5%、Td-10%分别表示分解对应材料的5%、10%重量所需的温度。
其中具体测试方法如下:
1.差示扫描量热仪(DSC)测玻璃化温度(Tg):
本发明中的测试采用美国TA仪器公司的Q2000调制型差示扫描量热仪。具体测试包括去除热历史和升温测试,温度范围:-30~150℃,升温速度:20℃/min。
2.热重分析仪(TGA)测热降解温度(Td):
本发明中的样品热降解性能采用美国TA仪器公司的TGA550测定。
3.拉伸强度
本发明中的样品拉伸和弯曲性能采用电子拉力机,塑料拉伸性能测试:国家标准GB-T 1040.1-2006;塑料弯曲性能测试:国家标准GB-T 9341-2000。
表1 性能测试结果
由表1可以看出本发明提供的环氧树脂拉伸强度、弯曲强度、Tg和Td都有很大提高,可以有效提高所得改性树脂的耐高温性、抗冲击性能,可以用于更高的工作温度和更严苛的工作环境。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种环氧树脂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)在氮气保护下,将熔融态的苯酚、催化剂和助催化剂混合,在得到的混合料中分批加入尿素进行反应,反应结束后进行纯化,得到中间体A;
2)将所述中间体A、环氧氯丙烷和脱色催化剂依次加入到反应釜中,抽真空后通入氮气,加热升温后加入碱溶液进行环氧开环反应;
3)在真空条件下继续滴加碱溶液进行闭环反应,得到环氧树脂;
步骤1)中催化剂为ZnO、MgO、CaO、ZrO2、乙酸锌和碱式碳酸锌中的一种或几种;按重量百分比计,步骤1)中催化剂的加入量为苯酚的0.1%~5%;
步骤1)中助催化剂为杂多酸盐;所述杂多酸盐为1-丁基-3-甲基咪唑磷钨杂多酸盐、1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑磷钨杂多酸盐、1-(3-磺酸基)丙基吡啶磷钨杂多酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硅钨杂多酸盐、1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑硅钨杂多酸盐、1-(3-磺酸基)丙基吡啶硅钨杂多酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑磷钼杂多酸盐、1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑磷钼杂多酸盐、1-(3-磺酸基)丙基吡啶磷钼杂多酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硅钼杂多酸盐、1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑硅钼杂多酸盐和1-(3-磺酸基)丙基吡啶硅钼杂多酸盐的一种或多种任意比例的混合物;按重量百分比计,所述助催化剂的加入量为催化剂加入量的0.1%~1%;
步骤1)中尿素与苯酚的摩尔比为1~3:1~2;步骤1)中反应的温度为100-200℃,反应的时间为1~6h;
步骤2)中环氧氯丙烷与中间体A的摩尔比为1~6:1;
步骤2)中所述碱溶液与中间体A的摩尔比为0.05~0.2:1。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中脱色催化剂为锌粉或硼氢化钠;按重量百分比计,所述脱色催化剂的加入量为中间体A加入量的0.01%~0.1%。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤3)中,碱溶液与中间体A的摩尔比为0.2~1.0:1。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤3)中反应结束后,还依次进行减压蒸馏、洗涤、过滤和脱溶剂处理;所述减压蒸馏时的温度为100~150℃,压力为5~50KPa。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310214406.9A CN115894466B (zh) | 2023-03-08 | 2023-03-08 | 一种环氧树脂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310214406.9A CN115894466B (zh) | 2023-03-08 | 2023-03-08 | 一种环氧树脂的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115894466A CN115894466A (zh) | 2023-04-04 |
CN115894466B true CN115894466B (zh) | 2023-05-05 |
Family
ID=85739241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310214406.9A Active CN115894466B (zh) | 2023-03-08 | 2023-03-08 | 一种环氧树脂的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115894466B (zh) |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9249251B2 (en) * | 2010-08-17 | 2016-02-02 | Hexion Inc. | Compositions and methods to produce triazine-arylhydroxy-aldehyde condensates with improved solubility |
WO2019004142A1 (ja) * | 2017-06-28 | 2019-01-03 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 膜形成材料、リソグラフィー用膜形成用組成物、光学部品形成用材料、レジスト組成物、レジストパターン形成方法、レジスト用永久膜、感放射線性組成物、アモルファス膜の製造方法、リソグラフィー用下層膜形成材料、リソグラフィー用下層膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜の製造方法及び回路パターン形成方法 |
CN107522672A (zh) * | 2017-09-21 | 2017-12-29 | 南京杰运医药科技有限公司 | 2,4,6‑三(2’,4’‑二羟基‑3’‑甲基苯基)‑1,3,5‑三嗪的合成方法 |
CN107722238B (zh) * | 2017-10-17 | 2020-06-23 | 厦门大学 | 一种荧光环氧树脂及其制备方法 |
KR20200074962A (ko) * | 2017-11-16 | 2020-06-25 | 제이에스알 가부시끼가이샤 | 레지스트 하층막 형성용 조성물, 레지스트 하층막 및 그의 형성 방법, 패터닝된 기판의 제조 방법 그리고 화합물 |
JP7411378B2 (ja) * | 2019-10-21 | 2024-01-11 | 旭化成株式会社 | セルロース樹脂組成物 |
CN111825829B (zh) * | 2020-01-07 | 2022-05-13 | 大连理工大学 | 一种含三嗪环结构的生物基环氧树脂及其制备方法 |
CN114133535A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-03-04 | 安徽善孚新材料科技股份有限公司 | 一种耐湿热环氧树脂及其制备方法和应用 |
CN115109212B (zh) * | 2022-07-15 | 2023-10-13 | 东营市赫邦化工有限公司 | 杂多酸和杂多酸盐作为催化剂在催化制备邻甲酚酚醛树脂中的应用 |
-
2023
- 2023-03-08 CN CN202310214406.9A patent/CN115894466B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115894466A (zh) | 2023-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5648847B2 (ja) | ナフトール型カリックス(4)アレーン化合物の製造方法 | |
CN109320521B (zh) | 环氧单体及其制备方法、环氧树脂 | |
JPS6368537A (ja) | 新規な多数のビニルベンジルエーテル基を含有するモノマーおよびオリゴマー,その製造方法およびそれからつくられたキュア生成物 | |
CN112876652A (zh) | 一种松香基环氧类玻璃高分子材料及其制备方法 | |
CN114591188B (zh) | 一种全生物基芳基二胺扩链剂及其制备方法与应用 | |
CN115894466B (zh) | 一种环氧树脂的制备方法 | |
CN115160261B (zh) | 一种环氧树脂的制备方法 | |
JP2011099083A (ja) | エポキシ樹脂 | |
CN115466373A (zh) | 一种萘酚联苯芳烷基型环氧树脂的制备方法 | |
GB2212157A (en) | Glycidyl ethers of phenolic compounds and epoxy resins derived therefrom | |
JP2019089965A (ja) | フェノールカーボネート樹脂、その製造方法、樹脂ワニス、および積層板の製造方法 | |
CN112920379A (zh) | 环氧树脂单体及其中间体、制备方法、环氧树脂和回收方法 | |
CN109810235B (zh) | 乙二醇改性三聚氰胺甲醛树脂及其制备方法 | |
KR102099795B1 (ko) | 무수당 알코올 핵을 갖는 화합물 및 이의 제조 방법 | |
CN113788803A (zh) | 一种缩水甘油醚型四官能度环氧树脂及其固化物和制备方法 | |
CN115449054B (zh) | 一种基于丹皮酚的生物基环氧树脂及其制备方法和应用 | |
TWI823177B (zh) | 可固化的環氧樹脂組成物、其製備之環氧固化物、胺解降解環氧固化物的方法及可胺解降解的碳纖維複材 | |
CN112457471B (zh) | 一种高透光高耐热环氧树脂及其制备方法 | |
CN115611821B (zh) | 低介电和高耐热的氮杂杯芳烃树脂及其制备方法与应用 | |
KR100548922B1 (ko) | 비스페놀-s 에폭시 수지 및 이의 제조방법 | |
CN117820277A (zh) | 大豆苷元基烯烃单体、大豆苷元基热固性树脂及其制备方法 | |
JP3621996B2 (ja) | エポキシ樹脂およびその製造方法 | |
KR20230141182A (ko) | 알킬렌 옥사이드가 부가된 무수당 알코올 조성물을 사슬 연장시켜 제조된 폴리올 조성물로부터 유래된 에폭시 수지 조성물 및 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 경화성 에폭시 수지 조성물 및 이의 경화물 | |
KR20230130468A (ko) | 무수당 알코올 조성물로부터 유래된 에폭시 수지 조성물 및 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 경화성 에폭시 수지 조성물 및 이의 경화물 | |
CN115197174A (zh) | 一种联萘酚基环氧树脂单体及其制备方法与在制备全生物基环氧树脂中的应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A preparation method for epoxy resin Effective date of registration: 20231204 Granted publication date: 20230505 Pledgee: Yantai Bank Co.,Ltd. Dongying Branch Pledgor: DONGYING HEBANG CHEMICAL CO.,LTD. Registration number: Y2023980069282 |
|
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |