CN116351374B - 一种双酚f环氧树脂的开闭环连续反应制备装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化工生产技术领域，具体涉及一种双酚F环氧树脂的开闭环连续反应制备装置及方法，包括有反应釜，所述反应釜内部通过中间设置的间隔挡板间隔分为上下两部分，还包括：开环反应仓，设置于所述间隔挡板的下方，所述开环反应仓的侧壁顶部连接设置有常压进料管。本发明下侧的开环反应仓完成开环反应后，通过中心牵引柱牵引上侧闭环反应仓中的水平活塞板向上移动提升，以通过开环反应仓中的中心输送管将物料抽入闭环反应仓，完成物料的转移，而后水平活塞板进一步提升，使闭环反应仓内部构成负压环境，以快速实现物料的转移和构成负压反应环境，以缩短开闭环反应间隔时间，以便于进行开闭环连续反应。

Description

一种双酚F环氧树脂的开闭环连续反应制备装置及方法

技术领域

本发明涉及化工生产技术领域，尤其涉及一种双酚F环氧树脂的开闭环连续反应制备装置及方法。

背景技术

环氧树脂因其具有优良的物理化学性能而被广泛运用于涂料、胶黏剂、复合材料、电子材料等诸多领域，目前生产环氧树脂通常使用强碱性离子交换树脂作为环氧树脂开环反应的催化剂，不仅减少了环氧氯丙烷的损耗，而且减少了废水的排放量，减少了环氧树脂的副反应，而在反应过程中开环反应为常压反应，闭环反应为真空反应。

申请号为CN201820203543.7的专利公开了一种水性环氧树脂生产用反应釜，包括釜罐和釜罐外部固定的支架，釜罐的顶端固定安装有封盖，其釜罐内侧还安设有内筒，内筒的外部与釜罐内侧之间留有间隙，该间隙内设有电热管，且该间隙内还填充有导热油，封盖顶端的中部设有与封盖底部相通的加料管，该加料管的中部安装有电磁阀门，封盖右侧的内腔安设有用于监测内筒内部温度的温度传感器，其封盖的左侧安设有调压装置，其通过在封盖一侧安装的调压装置中设置的竖筒、螺纹筒、压盘、转盘、顶杆、顶盘和弹簧，使得该反应釜在使用时，工作人员能够根据水性环氧树脂实际的化合反应需求，来对反应釜内部的气压值进行调节，为水性环氧树脂的化合反应加工提供便利。

但是反应过程中由于开环反应为常压反应，而闭环反应为真空反应，现有的反应釜在常压环境的开环反应后，需要真空抽气泵或调压设备连续工作较长时间才能达到所需真空度，开闭环反应间隔时间过长，进而整体反应生产效率较低并容易导致反应过度，影响生产质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种双酚F环氧树脂的开闭环连续反应制备装置及方法，以解决现有的反应釜在常压环境的开环反应后，需要真空抽气泵连续工作较长时间才能达到所需真空度，开闭环反应间隔时间过长，进而整体反应生产效率较低并容易导致反应过度，影响生产质量的问题。

基于上述目的，本发明提供了一种双酚F环氧树脂的开闭环连续反应制备装置，包括有反应釜，所述反应釜内部通过中间设置的间隔挡板间隔分为上下两部分，其特征在于，还包括：

开环反应仓，设置于所述间隔挡板的下方，所述开环反应仓的侧壁顶部连接设置有常压进料管，所述开环反应仓的中心处竖向设置有中心输送管，所述中心输送管的侧壁底部贯穿设置有底端输入口，所述中心输送管的顶端设置有连通输出口；

闭环反应仓，设置于所述间隔挡板的上方，所述闭环反应仓的侧壁顶部和底部分别连接设置有气压平衡管和封闭开关阀，所述闭环反应仓的顶端中心处设置有中心滑套，所述中心输送管贯穿间隔挡板通过所述连通输出口与所述闭环反应仓相互连通；

水平活塞板，嵌合滑动设置于所述闭环反应仓的内部，所述水平活塞板的顶部连接设置有中心牵引柱，所述水平活塞板通过所述中心牵引柱与所述中心滑套滑动连接；

中心封闭块，嵌合滑动设置于所述中心输送管的内部，所述中心封闭块的下方连接设置有中心螺杆，所述开环反应仓的底部中心处转动连接设置有升降螺套，所述中心封闭块通过所述中心螺杆与所述升降螺套相互连接；

所述中心封闭块与所述中心输送管之间尺寸相互配合，所述中心封闭块向下滑动至所述中心输送管底端时，所述底端输入口位于所述中心输送管上方；

所述水平活塞板的内部设置有中空输送腔，所述中心牵引柱的内部设置有中空输送管，所述中空输送腔与所述中空输送管的底端相互连通，所述中空输送管的顶端嵌套滑动连接设置有滑动连接管，所述滑动连接管的顶端设置有输送接口，所述滑动连接管的中间连接设置有平衡进气阀，所述水平活塞板的底面均匀设置有多个连通输送孔，所述中空输送腔通过所述连通输送孔与所述水平活塞板的下方相互连通；

所述中空输送腔的内部设置有同步调节架，所述同步调节架的下方连接均匀设置有多个封闭柱塞，所述封闭柱塞与所述连通输送孔一一对应设置且尺寸相互配合，所述同步调节架的上方连接设置有开关顶压柱，所述水平活塞板的顶面设置有顶压滑套，所述顶压滑套的下方设置有复位弹簧，所述同步调节架通过所述开关顶压柱与所述顶压滑套滑动连接，所述开关顶压柱的顶端设置有顶压凸轮，所述顶压凸轮的轴端设置有开关电机；

反应釜釜壁中设置有电热管。

进一步的，所述中心输送管的外壁环绕连接设置有旋转连接环，所述旋转连接环的外侧转动连接设置有环形搅拌架，所述环形搅拌架的外侧呈圆周状均匀环绕连接多个搅拌杆，所述环形搅拌架的上方连接环绕设置有搅拌齿圈，所述搅拌齿圈的外侧啮合设置有搅拌齿轮，所述搅拌齿轮的轴端连接设置有搅拌电机。

进一步的，所述反应釜为分体式结构，所述开环反应仓、间隔挡板和闭环反应仓依次堆叠组合构成反应釜，所述间隔挡板的中心处设置有封闭连通套，所述中心输送管通过所述封闭连通套滑动穿过间隔挡板。

进一步的，所述开环反应仓的顶端设置有顶端开口，所述闭环反应仓的底端设置有底端开口，所述底端开口和所述顶端开口的边缘处均环绕设置有嵌合密封槽，所述间隔挡板的上下两面边缘处均环绕设置有嵌合密封环，所述嵌合密封环与所述嵌合密封槽之间尺寸相互配合。

进一步的，所述间隔挡板的左右两侧均固定连接设置有竖向支撑柱，所述开环反应仓和所述闭环反应仓的外侧均连接设置有升降连接架，所述升降连接架的左右两侧连接设置有升降滑套，所述升降连接架通过所述升降滑套与所述竖向支撑柱滑动连接，所述开环反应仓和所述闭环反应仓的外侧均连接设置有升降连接架，所述升降连接架远离所述间隔挡板的一侧连接设置有液压伸缩杆。

一种双酚F环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：

S1原料混合：将双酚F、环氧氯丙烷、50%氢氧化钠溶液加入反应釜中的开环反应仓进行搅拌混合；其中双酚F与环氧氯丙烷重量比为1∶3~4；原料混合温度为60~65℃，混合时间为1h；

S2开环反应：通过连通输出口在混合后的原料中加入开环反应催化剂进行开环反应；开环反应催化剂为丁胺胺化的强碱性阴离子交换树脂或季铵化的聚乙烯吡啶树脂中的一种；开环反应催化剂重量为环氧氯丙烷重量的5%~20%；开环反应压力为常压，反应温度为60~65℃，反应时间为3～5h；

S3闭环反应：水平活塞板向上移动将开环反应仓中完成开环反应后的产物抽入闭环反应仓，并进一步移动使闭环反应仓减压至真空度为-25~-15KPa，然后加入催化剂进行闭环反应；闭环反应催化剂为重量百分数为40%~50%的碱金属氢氧化物溶液，碱金属氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种；滴加的碱金属氢氧化物溶液与双酚F的重量比为：碱金属氢氧化物溶液∶双酚F=50~70∶100；闭环反应温度为60~65℃，反应时间为3～5h；

S4纯化：将闭环反应后的产物导出反应釜后进行减压蒸馏，加溶剂，水洗分液，得上层有机相I；

S5精制：向上层有机相I中加入碱金属氢氧化物溶液，水洗至树脂呈中性，减压回收溶剂，得双酚F环氧树脂。

进一步的，步骤S4纯化中，溶剂与双酚F的重量比为溶剂∶双酚F=3~5∶1；

步骤S5精制中，减压蒸馏时溶剂为甲苯，温度不超过160℃；

精制反应时温度为80~85℃；碱金属氢氧化物溶液的重量不超过双酚F重量的10%；反应时间不超过3h。

本发明的有益效果：从上面所述可以看出，本发明提供的一种双酚F环氧树脂的开闭环连续反应制备装置，其反应釜内部通过中间设置的间隔挡板间隔分为下侧的开环反应仓和上侧的闭环反应仓，下侧的开环反应仓完成开环反应后，通过中心牵引柱牵引上侧闭环反应仓中的水平活塞板向上移动提升，以通过开环反应仓中的中心输送管将物料抽入闭环反应仓，完成物料的转移，而后通过中心封闭块封闭中心输送管，而水平活塞板进一步提升，使闭环反应仓内部构成负压环境，从而可以快速实现物料的转移和构成负压反应环境，以缩短开闭环反应间隔时间，以便于进行开闭环连续反应，有利于提高整体反应生产效率和质量；

本发明提供的一种双酚F环氧树脂的制备方法，开环反应催化剂采用三丁胺胺化的强碱性阴离子交换树脂或季铵化的聚乙烯吡啶树脂中的一种，树脂的环氧氯丙烷单耗下降20公斤；同时是在滴加金属氢氧化物溶液的条件下反应，减少了环氧氯丙烷水解副反应的发生，有效降低了水解氯和总氯的含量；并且开环反应为常压低温反应，条件易控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的反应釜内部结构示意图；

图2为本发明实施例的正面结构示意图；

图3为本发明实施例的反应釜分离式状态的结构示意图；

图4为本发明实施例的闭环反应仓工作状态的结构示意图；

图5为本发明实施例的开环反应仓的结构示意图；

图6为本发明实施例的中心输送管的结构示意图；

图7为本发明实施例的间隔挡板的结构示意图；

图8为本发明实施例的闭环反应仓的底部结构示意图；

图9为本发明实施例的闭环反应仓的内部结构示意图；

图10为本发明实施例的水平活塞板的结构示意图。

图中标记为：

1、反应釜；101、间隔挡板；102、封闭连通套；103、嵌合密封环；104、竖向支撑柱；105、升降连接架；106、升降滑套；107、液压伸缩杆；2、开环反应仓；201、顶端开口；202、嵌合密封槽；203、常压进料管；204、中心输送管；205、底端输入口；206、连通输出口；207、旋转连接环；3、中心封闭块；301、中心螺杆；302、升降螺套；303、螺套齿圈；304、螺套齿轮；305、螺套电机；4、环形搅拌架；401、搅拌杆；402、搅拌齿圈；403、搅拌齿轮；404、搅拌电机；5、闭环反应仓；501、底端开口；502、中心滑套；503、封闭开关阀；504、气压平衡管；6、水平活塞板；601、中空输送腔；602、连通输送孔；603、中心牵引柱；604、牵引齿条；605、牵引齿轮；606、牵引电机；7、中空输送管；701、滑动连接管；702、输送接口；703、平衡进气阀；8、同步调节架；801、封闭柱塞；802、开关顶压柱；803、顶压滑套；804、顶压凸轮；805、开关电机；806、复位弹簧。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10所示，一种双酚F环氧树脂的开闭环连续反应制备装置，包括有反应釜1，反应釜1内部通过中间设置的间隔挡板101间隔分为上下两部分，还包括：

开环反应仓2，设置于间隔挡板101的下方，开环反应仓2的侧壁顶部连接设置有常压进料管203，开环反应仓2的中心处竖向设置有中心输送管204，中心输送管204的侧壁底部贯穿设置有底端输入口205，中心输送管204的顶端设置有连通输出口206；

闭环反应仓5，设置于间隔挡板101的上方，闭环反应仓5的侧壁顶部和底部分别连接设置有气压平衡管504和封闭开关阀503，闭环反应仓5的顶端中心处设置有中心滑套502，中心输送管204贯穿间隔挡板101通过连通输出口206与闭环反应仓5相互连通；

水平活塞板6，嵌合滑动设置于闭环反应仓5的内部，水平活塞板6的顶部连接设置有中心牵引柱603，水平活塞板6通过中心牵引柱603与中心滑套502滑动连接；

中心封闭块3，嵌合滑动设置于中心输送管204的内部，中心封闭块3的下方连接设置有中心螺杆301，开环反应仓2的底部中心处转动连接设置有升降螺套302，中心封闭块3通过中心螺杆301与升降螺套302相互连接。

在本实施例中，装置的反应釜1内部通过中间设置的间隔挡板101间隔分为上下两部分，上部分为闭环反应仓5而下部分为开环反应仓2，原料可以通过常压进料管203加入开环反应仓2中，而反应釜1釜壁中设置有电热管，以便于进行加热，进而可以使原料在开环反应仓2中进行常压开环反应，而进行常压开环反应时，开环反应仓2中的中心输送管204通过内侧的中心封闭块3进行封闭保持封闭，然后水平活塞板6位于闭环反应仓5底部，水平活塞板6底面与间隔挡板101相互贴合，而下侧的开环反应仓2完成开环反应后，便可以通过中心螺杆301牵引中心封闭块3向下移动至底端输入口205下方以开启中心输送管204，此时开环反应仓2与闭环反应仓5通过中心输送管204相互连通，然后可以中心牵引柱603牵引上侧闭环反应仓5中的水平活塞板6向上移动提升，以通过开环反应仓2中的中心输送管204将物料抽入闭环反应仓5，完成物料的转移，而物料转移完成后，中心螺杆301牵引中心封闭块3向上移动，将中心输送管204中剩余物料完全推入闭环反应仓5，避免物料残留，同时封闭中心输送管204，而后水平活塞板6进一步提升，使闭环反应仓5内部构成负压环境，以进行后续的真空闭环反应，此时下方的开环反应仓2可以填入物料，进行新一轮的开环反应生产，从而实现开闭环连续反应，通过水平活塞板6和中心封闭块3的移动配合，可以快速实现物料的转移和构成负压反应环境，以缩短开闭环反应间隔时间，以便于进行开闭环连续反应，有利于提高整体反应生产效率和质量。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，优选的，装置的闭环反应仓5和开环反应仓2之间通过中心输送管204相互连通，而中心输送管204通过内侧嵌套滑动设置的中心封闭块3调节开合，中心封闭块3向下滑动至中心输送管204底端时，底端输入口205位于中心输送管204上方，此时开环反应仓2中的物料可以通过底端输入口205进入中心输送管204，并进一步沿中心输送管204顶端的连通输出口206输送至闭环反应仓5，以实现物料的输送，而升降螺套302的外侧环绕设置有螺套齿圈303，螺套齿圈303的外侧啮合设置有螺套齿轮304，螺套齿轮304的轴端设置有螺套电机305，螺套电机305通过螺套齿轮304和螺套齿圈303可以驱动升降螺套302转动，进而升降螺套302通过中心螺杆301带动中心封闭块3上下移动，同时中心牵引柱603的中间设置有牵引齿条604，中心滑套502的上方设置有牵引齿轮605，牵引齿轮605与牵引齿条604之间相互啮合，牵引齿轮605的轴端连接设置有牵引电机606，牵引电机606通过牵引齿轮605与牵引齿条604可以驱动中心牵引柱603上下移动，进而中心牵引柱603带动水平活塞板6上下移动。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，优选的，装置的开环反应仓2中还设置有搅拌机构，搅拌机构主要由环形搅拌架4构成，搅拌电机404通过搅拌齿轮403和搅拌齿圈402可以驱动环形搅拌架4围绕旋转连接环207转动，进而带动多个搅拌杆401同步转动，以便于对原料进行混合搅拌。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，优选的，装置的水平活塞板6的内部设置有中空输送腔601，通过输送接口702可以向滑动连接管701中输送物料和催化剂，并沿中空输送管7进一步输送至中空输送腔601，然后通过中空输送腔601和连通输送孔602均匀输送至闭环反应仓5，便于均匀添加反应物料和催化剂，而连通输送孔602通过封闭柱塞801进行封闭，而所有封闭柱塞801均连接设置在同步调节架8，开关电机805通过顶压凸轮804可以驱动同步调节架8上下移动，同步调节架8通过开关顶压柱802沿顶压滑套803向下滑动时，便可以带动所有封闭柱塞801同步向下移动，以嵌入连通输送孔602对其进行封闭，而复位弹簧806推动同步调节架8向上滑动时，封闭柱塞801脱离开启连通输送孔602，以便于控制连通输送孔602开闭，便于水平活塞板6移动时抽吸物料和构成负压环境。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，优选的，装置的反应釜1为分体式结构，开环反应仓2、间隔挡板101和闭环反应仓5依次堆叠组合构成反应釜1，组合时中心输送管204通过封闭连通套102滑动穿过间隔挡板101，而底端开口501和顶端开口201通过嵌合密封环103与嵌合密封槽202相互嵌合保持与间隔挡板101封闭连接，从而便于将反应釜1进行分离拆卸，进而对开环反应仓2、间隔挡板101和闭环反应仓5进行清理维护，使用时更加灵活方便。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，优选的，装置的反应釜1为分体式结构，开环反应仓2、间隔挡板101和闭环反应仓5依次堆叠组合构成反应釜1，而间隔挡板101固定架设在竖向支撑柱104之间，液压伸缩杆107可以通过伸缩带动升降连接架105通过升降滑套106沿竖向支撑柱104上下滑动，而开环反应仓2和闭环反应仓5的外侧均连接设置有升降连接架105，进而可以带动开环反应仓2和闭环反应仓5独立上下滑动，以便于对开环反应仓2、间隔挡板101和闭环反应仓5进行组合和分离，使用时更加灵活方便。

使用时，液压伸缩杆107通过伸缩带动升降连接架105沿竖向支撑柱104上下滑动，进入开环反应仓2和闭环反应仓5上下滑动，使开环反应仓2、间隔挡板101和闭环反应仓5进行组合，构成反应釜1，然后将相应管线进行连接后，通过常压进料管203将原料加入开环反应仓2中，搅拌电机404通过搅拌齿轮403和搅拌齿圈402驱动环形搅拌架4围绕旋转连接环207转动，进而带动多个搅拌杆401同步转动，对原料进行混合搅拌，然后进行常压开环反应，开环反应仓2完成开环反应后，螺套电机305通过螺套齿轮304和螺套齿圈303可以升降螺套302转动，进而升降螺套302通过中心螺杆301带动中心封闭块3上下移动，通过中心螺杆301牵引中心封闭块3向下移动至底端输入口205下方以开启中心输送管204，此时开环反应仓2与闭环反应仓5通过中心输送管204相互连通，然后牵引电机606通过牵引齿轮605与牵引齿条604驱动中心牵引柱603牵引上侧闭环反应仓5中的水平活塞板6向上移动提升，以通过开环反应仓2中的中心输送管204将物料抽入闭环反应仓5，完成物料的转移，同时通过气压平衡管504排出水平活塞板6上方空气，而物料转移完成后，中心螺杆301牵引中心封闭块3向上移动，将中心输送管204中剩余物料完全推入闭环反应仓5，避免物料残留，同时封闭中心输送管204，而后水平活塞板6进一步提升，使闭环反应仓5内部构成负压环境，以进行后续的真空闭环反应，此时下方的开环反应仓2可以填入物料，进行新一轮的开环反应生产，完成闭环反应后，平衡进气阀703和封闭开关阀503均为电磁控制阀门，通过开启平衡进气阀703使闭环反应仓5恢复常压，然后开启封闭开关阀503，同时水平活塞板6向下移动，以将闭环反应仓5中物料完全压出，便完成开闭环连续反应。

一种双酚F环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：

S1原料混合：将双酚F、环氧氯丙烷、50%氢氧化钠溶液加入反应釜1中的开环反应仓2进行搅拌混合；其中双酚F与环氧氯丙烷重量比为1∶3~4；原料混合温度为60~65℃，混合时间为1h；

S2开环反应：通过连通输出口206在混合后的原料中加入开环反应催化剂进行开环反应；开环反应催化剂为丁胺胺化的强碱性阴离子交换树脂或季铵化的聚乙烯吡啶树脂中的一种；开环反应催化剂重量为环氧氯丙烷重量的5%~20%；开环反应压力为常压，反应温度为60~65℃，反应时间为3～5h；

S3闭环反应：水平活塞板6向上移动将开环反应仓2中完成开环反应后的产物抽入闭环反应仓5，并进一步移动使闭环反应仓5减压至真空度为-25~-15KPa，然后加入催化剂进行闭环反应；闭环反应催化剂为重量百分数为40%~50%的碱金属氢氧化物溶液，碱金属氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种；滴加的碱金属氢氧化物溶液与双酚F的重量比为：碱金属氢氧化物溶液∶双酚F=50~70∶100；闭环反应温度为60~65℃，反应时间为3～5h；

S4纯化：将闭环反应后的产物导出反应釜1后进行减压蒸馏，加溶剂，水洗分液，得上层有机相I；

S5精制：向上层有机相I中加入碱金属氢氧化物溶液，水洗至树脂呈中性，减压回收溶剂，得双酚F环氧树脂。

其中：

步骤S4纯化中，溶剂与双酚F的重量比为溶剂∶双酚F=3~5∶1；

步骤S5精制中，减压蒸馏时溶剂为甲苯，温度不超过160℃；

精制反应时温度为80~85℃；碱金属氢氧化物溶液的重量不超过双酚F重量的10%；反应时间不超过3h。

实施例1

原料混合：100g双酚F、356g环氧氯丙烷和20g离子交换树脂，于1L四口烧瓶中混合，62℃下搅拌混合1h；

开环反应：维持温度60~65℃，常压条件下，开环反应3h；

闭环反应：维持温度60~65℃，真空度-18KPa条件下，4h内滴加68.8g重量份数为50wt.%的氢氧化钠溶液，闭环反应4h；

纯化：控制温度155℃，减压蒸馏环氧氯丙烷，加入400mL甲基异丁基酮进行溶解，并水洗分液，得上层有机相I；

精制：向上层有机相I中加入10g50wt.%的氢氧化钠溶液，80~85℃下精制反应3h，加300mL甲基异丁基酮，多次水洗，树脂呈中性后，减压蒸馏甲基异丁基酮，终止温度150℃，得双酚F环氧树脂。指标如下：水解氯＜150ppm，总氯＜1450ppm，环氧当量在163～173g/eq之间，粘度在3200mpa.s。

实施例2

原料混合：100g双酚F、360g环氧氯丙烷和10g助溶剂，于1L四口烧瓶中混合，62℃下搅拌混合1h；

开环反应：维持温度60~65℃，常压条件下，开环反应4h；

闭环反应：维持温度60~65℃，真空度-18KPa条件下，4h内滴加52.5g重量份数为50wt.%的氢氧化钠溶液，闭环反应4h；

纯化：控制温度150℃，减压蒸馏环氧氯丙烷，加入400mL甲基异丁基酮进行溶解，并水洗分液，得上层有机相I；

精制：向上层有机相I中加入5g50wt.%的氢氧化钠溶液，80~85℃下精制反应1.5h，加300mL甲基异丁基酮，多次水洗，树脂呈中性后，减压蒸馏甲基异丁基酮，终止温度150℃，得双酚F环氧树脂。指标如下：水解氯247ppm，总氯1372ppm，环氧当量在165~g/eq之间，粘度在2000~5000mpa.s。

实施例3

原料混合：100g双酚F、300g环氧氯丙烷，于1L四口烧瓶中混合，62℃下搅拌混合1h；

开环反应：维持温度60~65℃，常压条件下，5min内加入18g离子交换树脂开环反应4h；

闭环反应：维持温度60~65℃，真空度-15KPa条件下，4h内滴加50g重量份数为50wt.%的氢氧化钠溶液，闭环反应4h；

纯化：控制温度150℃，减压蒸馏环氧氯丙烷，加入300mL甲基异丁基酮进行溶解，并水洗分液，得上层有机相I；

精制：向上层有机相I中加入10g40wt.%的氢氧化钠溶液，80~85℃下精制反应3h，加300mL甲基异丁基酮，多次水洗，树脂呈中性后，减压蒸馏甲基异丁基酮，终止温度150℃，得双酚F环氧树脂。指标如下：水解氯39ppm，总氯1366ppm，环氧当量163g/eq，粘度2500mpa.s

本发明提供的双酚F环氧树脂的开闭环连续反应制备装置，其反应釜1内部通过中间设置的间隔挡板101间隔分为下侧的开环反应仓2和上侧的闭环反应仓5，下侧的开环反应仓2完成开环反应后，通过中心牵引柱603牵引上侧闭环反应仓5中的水平活塞板6向上移动提升，以通过开环反应仓2中的中心输送管204将物料抽入闭环反应仓5，完成物料的转移，而后通过中心封闭块3封闭中心输送管204，而水平活塞板6进一步提升，使闭环反应仓5内部构成负压环境，从而可以快速实现物料的转移和构成负压反应环境，以缩短开闭环反应间隔时间，以便于进行开闭环连续反应，有利于提高整体反应生产效率和质量；

本发明提供的一种双酚F环氧树脂的制备方法，开环反应催化剂采用三丁胺胺化的强碱性阴离子交换树脂或季铵化的聚乙烯吡啶树脂中的一种，树脂的环氧氯丙烷单耗下降20公斤；同时是在滴加金属氢氧化物溶液的条件下反应，减少了环氧氯丙烷水解副反应的发生，有效降低了水解氯和总氯的含量；并且开环反应为常压低温反应，条件易控制。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、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 (7)

1.一种双酚F环氧树脂的开闭环连续反应制备装置，包括有反应釜(1)，所述反应釜(1)内部通过中间设置的间隔挡板(101)间隔分为上下两部分，其特征在于，还包括：

开环反应仓(2)，设置于所述间隔挡板(101)的下方，所述开环反应仓(2)的侧壁顶部连接设置有常压进料管(203)，所述开环反应仓(2)的中心处竖向设置有中心输送管(204)，所述中心输送管(204)的侧壁底部贯穿设置有底端输入口(205)，所述中心输送管(204)的顶端设置有连通输出口(206)；

闭环反应仓(5)，设置于所述间隔挡板(101)的上方，所述闭环反应仓(5)的侧壁顶部和底部分别连接设置有气压平衡管(504)和封闭开关阀(503)，所述闭环反应仓(5)的顶端中心处设置有中心滑套(502)，所述中心输送管(204)贯穿间隔挡板(101)通过所述连通输出口(206)与所述闭环反应仓(5)相互连通；

水平活塞板(6)，嵌合滑动设置于所述闭环反应仓(5)的内部，所述水平活塞板(6)的顶部连接设置有中心牵引柱(603)，所述水平活塞板(6)通过所述中心牵引柱(603)与所述中心滑套(502)滑动连接；

中心封闭块(3)，嵌合滑动设置于所述中心输送管(204)的内部，所述中心封闭块(3)的下方连接设置有中心螺杆(301)，所述开环反应仓(2)的底部中心处转动连接设置有升降螺套(302)，所述中心封闭块(3)通过所述中心螺杆(301)与所述升降螺套(302)相互连接；

所述中心封闭块(3)与所述中心输送管(204)之间尺寸相互配合，所述中心封闭块(3)向下滑动至所述中心输送管(204)底端时，所述底端输入口(205)位于所述中心输送管(204)上方；

所述水平活塞板(6)的内部设置有中空输送腔(601)，所述中心牵引柱(603)的内部设置有中空输送管(7)，所述中空输送腔(601)与所述中空输送管(7)的底端相互连通，所述中空输送管(7)的顶端嵌套滑动连接设置有滑动连接管(701)，所述滑动连接管(701)的顶端设置有输送接口(702)，所述滑动连接管(701)的中间连接设置有平衡进气阀(703)，所述水平活塞板(6)的底面均匀设置有多个连通输送孔(602)，所述中空输送腔(601)通过所述连通输送孔(602)与所述水平活塞板(6)的下方相互连通；

所述中空输送腔(601)的内部设置有同步调节架(8)，所述同步调节架(8)的下方连接均匀设置有多个封闭柱塞(801)，所述封闭柱塞(801)与所述连通输送孔(602)一一对应设置且尺寸相互配合，所述同步调节架(8)的上方连接设置有开关顶压柱(802)，所述水平活塞板(6)的顶面设置有顶压滑套(803)，所述同步调节架(8)通过所述开关顶压柱(802)与所述顶压滑套(803)滑动连接，所述顶压滑套(803)的下方设置有复位弹簧(806)，所述开关顶压柱(802)的顶端设置有顶压凸轮(804)，所述顶压凸轮的轴端设置有开关电机(805)；

反应釜(1)釜壁中设置有电热管。

2.根据权利要求1所述的双酚F环氧树脂的开闭环连续反应制备装置，其特征在于，所述中心输送管(204)的外壁环绕连接设置有旋转连接环(207)，所述旋转连接环(207)的外侧转动连接设置有环形搅拌架(4)，所述环形搅拌架(4)的外侧呈圆周状均匀环绕连接多个搅拌杆(401)，所述环形搅拌架(4)的上方连接环绕设置有搅拌齿圈(402)，所述搅拌齿圈(402)的外侧啮合设置有搅拌齿轮(403)，所述搅拌齿轮(403)的轴端连接设置有搅拌电机(404)。

3.根据权利要求1所述的双酚F环氧树脂的开闭环连续反应制备装置，其特征在于，所述反应釜(1)为分体式结构，所述开环反应仓(2)、间隔挡板(101)和闭环反应仓(5)依次堆叠组合构成反应釜(1)，所述间隔挡板(101)的中心处设置有封闭连通套(102)，所述中心输送管(204)通过所述封闭连通套(102)滑动穿过间隔挡板(101)。

4.根据权利要求3所述的双酚F环氧树脂的开闭环连续反应制备装置，其特征在于，所述开环反应仓(2)的顶端设置有顶端开口(201)，所述闭环反应仓(5)的底端设置有底端开口(501)，所述底端开口(501)和所述顶端开口(201)的边缘处均环绕设置有嵌合密封槽(202)，所述间隔挡板(101)的上下两面边缘处均环绕设置有嵌合密封环(103)，所述嵌合密封环(103)与所述嵌合密封槽(202)之间尺寸相互配合。

5.根据权利要求4所述的双酚F环氧树脂的开闭环连续反应制备装置，其特征在于，所述间隔挡板(101)的左右两侧均固定连接设置有竖向支撑柱(104)，所述开环反应仓(2)和所述闭环反应仓(5)的外侧均连接设置有升降连接架(105)，所述升降连接架(105)的左右两侧连接设置有升降滑套(106)，所述升降连接架(105)通过所述升降滑套(106)与所述竖向支撑柱(104)滑动连接，所述开环反应仓(2)和所述闭环反应仓(5)的外侧均连接设置有升降连接架(105)，所述升降连接架(105)远离所述间隔挡板(101)的一侧连接设置有液压伸缩杆(107)。

6.一种双酚F环氧树脂的制备方法，采用权利要求1至5任意一权利要求所述的双酚F环氧树脂的开闭环连续反应制备装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1原料混合：将双酚F、环氧氯丙烷、50%氢氧化钠溶液加入反应釜(1)中的开环反应仓(2)进行搅拌混合；其中双酚F与环氧氯丙烷重量比为1∶3~4；原料混合温度为60~65℃，混合时间为1h；

S2开环反应：通过连通输出口(206)在混合后的原料中加入开环反应催化剂进行开环反应；开环反应催化剂为丁胺胺化的强碱性阴离子交换树脂或季铵化的聚乙烯吡啶树脂中的一种；开环反应催化剂重量为环氧氯丙烷重量的5%~20%；开环反应压力为常压，反应温度为60~65℃，反应时间为3～5h；

S3闭环反应：水平活塞板(6)向上移动将开环反应仓(2)中完成开环反应后的产物抽入闭环反应仓(5)，并进一步移动使闭环反应仓(5)减压至真空度为-25~-15KPa，然后加入催化剂进行闭环反应；闭环反应催化剂为重量百分数为40%~50%的碱金属氢氧化物溶液，碱金属氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种；滴加的碱金属氢氧化物溶液与双酚F的重量比为：碱金属氢氧化物溶液∶双酚F=50~70∶100；闭环反应温度为60~65℃，反应时间为3～5h；

S4纯化：将闭环反应后的产物导出反应釜(1)后进行减压蒸馏，加溶剂，水洗分液，得上层有机相I；

S5精制：向上层有机相I中加入碱金属氢氧化物溶液，水洗至树脂呈中性，减压回收溶剂，得双酚F环氧树脂。

7.根据权利要求6所述一种双酚F环氧树脂的制备方法，其特征在于，

步骤S4纯化中，溶剂与双酚F的重量比为溶剂∶双酚F=3~5∶1；

步骤S5精制中，减压蒸馏时溶剂为甲苯，温度不超过160℃；

精制反应时温度为80~85℃；碱金属氢氧化物溶液的重量不超过双酚F重量的10%；反应时间不超过3h。