JP2004137470A - Method for producing novolac-type phenolic resin - Google Patents

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Takuya Tochimoto
栃本 卓哉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a novolac-type phenolic resin in which an acidic catalyst, particularly an organic phosphonic acid catalyst and a phosphoric acid-based catalyst, remaining in the novolac-type phenolic resin can be efficiently removed in a short time by washing with water. <P>SOLUTION: The method for producing the novolac-type phenolic resin comprises the steps of (a) reacting phenols and aldehydes in the presence of the acidic catalyst and (b) washing the novolac-type phenolic resin in the reaction product obtained by the step (a) with water using a continuous mixer. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

 本発明は、ノボラック型フェノール樹脂の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a novolak type phenol resin.

 ノボラック型フェノール樹脂は、フェノール類とアルデヒド類とを塩酸、硫酸、蓚酸、p−トルエンスルホン酸といった無機酸、有機酸を触媒として反応させることで得られる。
 ここで、触媒に蓚酸、塩酸等を使用した場合は、反応後半の180℃程度までの脱水工程で、触媒も熱で分解し系外へ除去される。しかしながら、硫酸、p−トルエンスルホン酸等の触媒を使用した場合では、これらの酸は180℃程度の熱では分解しないため、反応終了後に水洗、中和等の処理を行う必要がある。これは、酸成分がノボラック樹脂中に残存すると樹脂を高温下に長時間晒した場合などに分子の再配列が起き、ゲル化が起こりやすくなる為である。同様に、触媒に有機ホスホン酸、リン酸類水溶液を使用した場合も、反応終了後に水洗または中和等の処理が必要である。
 樹脂中の触媒を水洗する場合、一般的には、樹脂と同程度量の水を添加し、攪拌混合後、静置・分離という工程を繰り返して行う必要があり、多大な工数を必要としていた(例えば、非特許文献1及び非特許文献2参照。)。
The novolak-type phenol resin is obtained by reacting phenols and aldehydes with an inorganic or organic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, oxalic acid or p-toluenesulfonic acid as a catalyst.
Here, when oxalic acid, hydrochloric acid, or the like is used as the catalyst, the catalyst is also decomposed by heat and removed to the outside in the dehydration step up to about 180 ° C. in the latter half of the reaction. However, when a catalyst such as sulfuric acid or p-toluenesulfonic acid is used, these acids do not decompose with heat of about 180 ° C., so that it is necessary to perform treatments such as washing with water and neutralization after completion of the reaction. This is because, if the acid component remains in the novolak resin, when the resin is exposed to a high temperature for a long period of time, the molecules are rearranged and gelation easily occurs. Similarly, when an organic phosphonic acid or phosphoric acid aqueous solution is used as a catalyst, treatment such as washing with water or neutralization is required after the completion of the reaction.
When the catalyst in the resin is washed with water, generally, it is necessary to add the same amount of water as the resin, and after stirring and mixing, it is necessary to repeat the process of standing and separating, which requires a large number of steps. (For example, see Non-Patent Documents 1 and 2).

Andre Knop / Louis A. Pilato 著,「フェノール樹脂」,(株)プラスチックエージ,1980年6月20日,p.83−85Andre Knop / Louis A. Pilato, "Phenolic Resin", Plastic Age Co., Ltd., June 20, 1980, p. 83-85 松本明博著,「フェノール樹脂の合成・硬化・強靭化および応用」,(株)アイピーシー,2000年1月20日,p.8−10Akihiro Matsumoto, "Synthesis, Hardening, Toughening and Application of Phenolic Resin", IPC, January 20, 2000, p. 8-10

 本発明は、ノボラック型フェノール樹脂中に残存する酸性触媒、特に有機ホスホン酸触媒およびリン酸類水溶液触媒を短時間で効率的に水洗除去することができるノボラック型フェノール樹脂の製造方法を提供するものである。 The present invention provides a method for producing a novolak-type phenol resin that can efficiently wash and remove acidic catalysts remaining in the novolak-type phenol resin, particularly an organic phosphonic acid catalyst and a phosphoric acid aqueous solution catalyst in a short time. is there.

 このような目的は、以下の本発明(1)〜(8)によって達成される。
(1)ノボラック型フェノール樹脂の製造方法において、
(a)フェノール類とアルデヒド類とを酸性触媒下で反応させる工程と、
(b)上記(a)工程で得られた反応生成物中のノボラック型フェノール樹脂を、連続式混合装置を用いて水洗する工程と、
を有することを特徴とする、ノボラック型フェノール樹脂の製造方法。
(2)上記反応生成物は、軟化点が90℃以上であるノボラック型フェノール樹脂を含有する上記(1)に記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。
(3)上記(b)工程において、上記連続式混合装置内に、上記ノボラック型フェノール樹脂とともに、熱水と水蒸気とを同時に送り込む上記(1)又は(2)に記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。
(4)上記(b)工程において、上記連続式混合装置は、静止型ミキサーである上記(1)ないし(3)のいずれかに記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。
(5)上記(a)工程において、上記酸性触媒は、有機ホスホン酸である上記(1)ないし(4)のいずれかに記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。
(6)上記有機ホスホン酸は、下記一般式(I)で示されるものである上記(5)に記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。
     R−PO(OH)        (I)
(Rは、炭素原子を含み、かつ、−COOH 及び又は −PO(OH) を含む基である)
(7)上記(a)工程において、上記酸性触媒がリン酸類水溶液であり、上記フェノール類1モルに対して上記リン酸類0.2モル以上を用いる上記(1)ないし(4)のいずれかに記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。
(8)上記リン酸類が、リン酸である上記(7)に記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。
Such an object is achieved by the following present inventions (1) to (8).
(1) In a method for producing a novolak type phenol resin,
(A) reacting a phenol with an aldehyde under an acidic catalyst;
(B) washing the novolak-type phenol resin in the reaction product obtained in the step (a) with a continuous mixing device,
A method for producing a novolak-type phenol resin, comprising:
(2) The method for producing a novolak-type phenolic resin according to the above (1), wherein the reaction product contains a novolak-type phenolic resin having a softening point of 90 ° C. or higher.
(3) In the step (b), production of the novolak-type phenolic resin according to the above (1) or (2), wherein hot water and steam are simultaneously fed into the continuous mixing device together with the novolak-type phenolic resin. Method.
(4) The method for producing a novolak type phenol resin according to any one of the above (1) to (3), wherein in the step (b), the continuous mixing device is a static mixer.
(5) The method for producing a novolak-type phenol resin according to any one of the above (1) to (4), wherein in the step (a), the acidic catalyst is an organic phosphonic acid.
(6) The method for producing a novolak-type phenol resin according to (5), wherein the organic phosphonic acid is represented by the following general formula (I).
R-PO (OH) 2 (I)
(R is a group containing a carbon atom and containing -COOH and / or -PO (OH) 2 )
(7) The method according to any one of (1) to (4), wherein in the step (a), the acidic catalyst is a phosphoric acid aqueous solution, and the phosphoric acid is used in an amount of 0.2 mol or more per 1 mol of the phenol. A method for producing the novolak-type phenol resin described in the above.
(8) The method for producing a novolak-type phenol resin according to (7), wherein the phosphoric acid is phosphoric acid.

 本発明は、ノボラック型フェノール樹脂の製造方法において、(a)フェノール類とアルデヒド類とを酸性触媒下で反応させる工程と、(b)上記(a)工程で得られた反応生成物中のノボラック型フェノール樹脂を、連続式混合装置を用いて水洗する工程と、を有することを特徴とするノボラック型フェノール樹脂の製造方法であり、ノボラック型フェノール樹脂中に残存する酸性触媒、特に有機ホスホン酸触媒およびリン酸類触媒を短時間で効率的に水洗除去することができる。 The present invention relates to a method for producing a novolak-type phenolic resin, comprising: (a) reacting a phenol with an aldehyde under an acidic catalyst; and (b) novolak in the reaction product obtained in the step (a). Washing the phenolic resin with water using a continuous mixing device, and a method for producing a novolak-type phenolic resin, wherein the acidic catalyst remaining in the novolak-type phenolic resin, particularly an organic phosphonic acid catalyst And the phosphoric acid catalyst can be efficiently washed and removed in a short time.

 以下、本発明のノボラック型フェノール樹脂の製造方法について説明する。
 本発明は、ノボラック型フェノール樹脂の製造方法(以下、単に「製造方法」ということがある)において、
(a)フェノール類とアルデヒド類とを酸性触媒下で反応させる工程と、
(b)上記(a)工程で得られた反応生成物中のノボラック型フェノール樹脂を、連続式混合装置を用いて水洗する工程と、
を有することを特徴とする。
Hereinafter, the method for producing the novolak type phenol resin of the present invention will be described.
The present invention relates to a method for producing a novolak-type phenol resin (hereinafter, sometimes simply referred to as a “production method”).
(A) reacting a phenol with an aldehyde under an acidic catalyst;
(B) washing the novolak-type phenol resin in the reaction product obtained in the step (a) with a continuous mixing device,
It is characterized by having.

 まず、本発明の製造方法において、(a)フェノール類とアルデヒド類とを酸性触媒下で反応させる工程、について説明する。
 上記(a)工程において用いられるフェノール類は、特に限定されるものではないが、好ましくは、フェノール、オルソクレゾール、メタクレゾール、パラクレゾール、キシレノール、パラターシャリーブチルフェノール、パラオクチルフェノール、パラフェニルフェノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、レゾルシンなどから選ばれた少なくとも1種以上のフェノール類である。
First, in the production method of the present invention, the step (a) of reacting a phenol with an aldehyde under an acidic catalyst will be described.
The phenol used in the step (a) is not particularly limited, but is preferably phenol, ortho-cresol, meta-cresol, para-cresol, xylenol, para-tert-butylphenol, para-octyl phenol, para-phenyl phenol, bisphenol At least one phenol selected from A, bisphenol F, resorcin and the like.

 また、上記(a)工程において用いられるアルデヒド類は、特に限定されるものではないが、好ましくは、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒド、アクロレイン等あるいはこれらの混合物であり、これらのアルデヒド類の発生源となる物質あるいはこれらのアルデヒド類の溶液を使用することも可能である。 The aldehyde used in the step (a) is not particularly limited, but is preferably formaldehyde, acetaldehyde, butyraldehyde, acrolein, or a mixture thereof. It is also possible to use substances or solutions of these aldehydes.

 上記フェノール類とアルデヒド類との反応モル比は特に限定されないが、フェノール類1.0モルに対して、アルデヒド類0.1〜3.0モル、好ましく0.5〜1.0モルである。反応の方法としては特に限定されないが、例えば、反応の開始時において、フェノール類とアルデヒド類とを全量一括して仕込み、これに触媒を添加し反応させてもよく、また、反応初期の発熱を抑えるため、フェノール類と触媒を添加してからアルデヒド類を逐次添加して反応させてもよい。 The reaction molar ratio of the phenols to the aldehydes is not particularly limited, but is 0.1 to 3.0 moles, preferably 0.5 to 1.0 moles, with respect to 1.0 moles of the phenols. Although there is no particular limitation on the method of the reaction, for example, at the start of the reaction, all of the phenols and aldehydes may be charged at once, and a catalyst may be added thereto to cause a reaction. In order to suppress the reaction, phenols and a catalyst may be added, and then aldehydes may be sequentially added and reacted.

 上記(a)工程において用いられる酸性触媒としては特に限定されないが、例えば、塩酸、硫酸、リン酸、亜リン酸などの無機酸類、シュウ酸、ジエチル硫酸、パラトルエンスルホン酸、有機ホスホン酸等の有機酸類、あるいは、酢酸亜鉛等の金属塩類等が挙げられる。これらを単独又は2種類以上組み合わせて使用することができる。
 これらの中でも、特に有機ホスホン酸および所定量のリン酸類水溶液を用いた場合には、分子量分布が狭く、溶融粘度が低いノボラック型フェノール樹脂が得られるので、本発明の製造方法によりノボラック型フェノール樹脂中に残存する触媒成分を除去するのに特に好適である。
The acidic catalyst used in the above step (a) is not particularly limited, and examples thereof include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, and phosphorous acid, oxalic acid, diethyl sulfate, paratoluenesulfonic acid, and organic phosphonic acid. Organic acids and metal salts such as zinc acetate are exemplified. These can be used alone or in combination of two or more.
Among them, particularly when an organic phosphonic acid and a predetermined amount of an aqueous solution of phosphoric acid are used, a novolak-type phenol resin having a narrow molecular weight distribution and a low melt viscosity can be obtained. It is particularly suitable for removing catalyst components remaining therein.

 まず、有機ホスホン酸を用いる場合について説明する。
 上記有機ホスホン酸は、ホスホン酸基−PO(OH) を含む有機化合物であり、いかなるものも使用可能であるが、下記一般式(I)で示されるホスホン酸が、未反応フェノール類が少なく、かつ、分子量分布が狭いノボラック型フェノール樹脂を高収率に得るために好ましい。
     R−PO(OH)        (I)
(Rは、炭素原子を含み、かつ、−COOH及び又は−PO(OH) を含む基である)
First, the case where an organic phosphonic acid is used will be described.
The organic phosphonic acid is an organic compound containing a phosphonic acid group -PO (OH) 2 , and any compound can be used. However, the phosphonic acid represented by the following general formula (I) has a low level of unreacted phenols. It is preferable for obtaining a novolak-type phenol resin having a narrow molecular weight distribution in a high yield.
R-PO (OH) 2 (I)
(R is a group containing a carbon atom and containing -COOH and / or -PO (OH) 2 )

 上記一般式(I)で示される有機ホスホン酸としては、例えば、アミノポリホスホン酸類であるエチレンジアミンテトラキスメチレンホスホン酸、エチレンジアミンビスメチレンホスホン酸、アミノトリスメチレンホスホン酸、β−アミノエチルホスホン酸N,N−ジ酢酸、アミノメチルホスホン酸N,N−ジ酢酸や、1−ヒドロキシエチリデン−1,1’−ジホスホン酸、2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン酸等がある。これらの中でも、工業的に大量生産され安価であるアミノトリスメチレンホスホン酸や、1−ヒドロキシエチリデン−1,1’−ジホスホン酸、2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン酸が好ましい。 Examples of the organic phosphonic acid represented by the general formula (I) include, for example, aminopolyphosphonic acids such as ethylenediaminetetrakismethylenephosphonic acid, ethylenediaminebismethylenephosphonic acid, aminotrismethylenephosphonic acid, and β-aminoethylphosphonic acid N, N -Diacetic acid, aminomethylphosphonic acid N, N-diacetic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1'-diphosphonic acid, 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid and the like. Among these, aminotrismethylenephosphonic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1'-diphosphonic acid, and 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid, which are industrially mass-produced and inexpensive, are preferred.

 有機ホスホン酸を酸性触媒として用いる場合、その添加量としては特に限定されないが、フェノール類1モルに対して0.001〜4.0モル、好ましくは0.01〜0.5モルである。有機ホスホン酸の添加量が多いほど、未反応フェノール類が少なく、かつ、分子量分布が狭いノボラック型フェノール樹脂を高収率で得るという効果は大きいが、触媒添加量が4.0モルを越えると、その効果が変わらなくなり、0.001モル未満では、触媒としての効果が実質的になくなる。 When the organic phosphonic acid is used as the acidic catalyst, the amount thereof is not particularly limited, but is 0.001 to 4.0 mol, preferably 0.01 to 0.5 mol, per 1 mol of the phenol. The greater the amount of the organic phosphonic acid added, the less unreacted phenols and the higher the yield of a novolak-type phenolic resin with a narrow molecular weight distribution, but the greater the effect, the more the amount of the catalyst added exceeds 4.0 moles. The effect does not change, and if less than 0.001 mol, the effect as a catalyst is substantially lost.

 次に、リン酸類水溶液を用いる場合について説明する。
 ここでリン酸類としては、水に溶解してリン酸類水溶液となりうるリン酸系化合物を用いることができ、特に限定されないが、例えば、リン酸(オルトリン酸)、二リン酸、三リン酸などの直鎖状ポリリン酸、環状ポリリン酸、五酸化二リン、亜リン酸、次亜リン酸などのほか、各種リン酸エステル化合物が挙げられる。これらを単独または2種類以上組み合わせて使用することができる。
Next, a case in which a phosphoric acid aqueous solution is used will be described.
Here, as the phosphoric acid, a phosphoric acid compound which can be dissolved in water to form a phosphoric acid aqueous solution can be used, and is not particularly limited. For example, phosphoric acid (orthophosphoric acid), diphosphoric acid, triphosphoric acid and the like can be used. In addition to linear polyphosphoric acid, cyclic polyphosphoric acid, diphosphorus pentoxide, phosphorous acid, hypophosphorous acid, and the like, various phosphate ester compounds can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.

 これらのリン酸類の中でも、リン酸が好ましい。リン酸は濃度調節を簡易に行うことができ、また、低コストで入手することができる。 リ ン 酸 Of these phosphoric acids, phosphoric acid is preferred. Phosphoric acid can be easily adjusted in concentration and can be obtained at low cost.

 このリン酸類水溶液中のリン酸類の濃度としては特に限定されないが、20〜99重量%であることが好ましく、さらに好ましくは40〜99重量%である。リン酸類水溶液中のリン酸類の濃度を上記下限値以上とすることにより、フェノール類とアルデヒド類との反応を効率的に進行させることができる。 The concentration of the phosphoric acid in the aqueous phosphoric acid solution is not particularly limited, but is preferably from 20 to 99% by weight, more preferably from 40 to 99% by weight. By setting the concentration of the phosphoric acid in the aqueous phosphoric acid solution to be equal to or higher than the lower limit, the reaction between the phenol and the aldehyde can efficiently proceed.

 本発明の製造方法において用いられるリン酸類の量は特に限定されないが、フェノール類1モルに対して、0.2モル以上であることが好ましい。これにより、フェノール類とアルデヒド類とを、リン酸類水溶液を用いて反応させる系において、フェノール類を主成分とする有機相と、リン酸類水溶液からなる水相との分配を安定させることができる。
 このリン酸類の量は、フェノール類1モルに対して、0.3〜1.0モルであることがさらに好ましく、0.4〜0.9モルであることが特に好ましい。これにより、分子量分布が狭く、未反応フェノール類を少ないノボラック型フェノール樹脂を効率的に得ることができる。
The amount of the phosphoric acid used in the production method of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.2 mol or more based on 1 mol of the phenol. Thereby, in a system in which a phenol and an aldehyde are reacted using an aqueous solution of phosphoric acid, the distribution of an organic phase containing phenol as a main component and an aqueous phase composed of an aqueous solution of phosphoric acid can be stabilized.
The amount of the phosphoric acid is more preferably from 0.3 to 1.0 mol, and particularly preferably from 0.4 to 0.9 mol, per 1 mol of the phenol. As a result, a novolak-type phenol resin having a narrow molecular weight distribution and a small amount of unreacted phenols can be efficiently obtained.

 このリン酸類の量を多くすると、未反応フェノール類の含有量が少なく、かつ、分子量分布が狭いノボラック型フェノール樹脂を高収率で得るという効果は大きくなる傾向があるが、フェノール類1モルに対して、1.0モルを越える量を用いても、この効果が実質的に変わらなくなるので経済的でないことがある。また、0.2モル未満では、有機相と水相とを安定して分配するためには水相中のリン酸類濃度が低くなりすぎるので、反応速度が低下するようになる。 When the amount of the phosphoric acid is increased, the effect of obtaining a high yield of a novolak-type phenol resin having a small content of unreacted phenols and a narrow molecular weight distribution tends to be increased. On the other hand, if the amount is more than 1.0 mol, this effect is not substantially changed, so that it may not be economical. If the amount is less than 0.2 mol, the concentration of the phosphoric acid in the aqueous phase becomes too low to stably partition the organic phase and the aqueous phase, so that the reaction rate is reduced.

 また、有機ホスホン酸や所定量のリン酸類水溶液を酸性触媒として用いる場合は、シュウ酸、硫酸、塩酸、p−トルエンスルホン酸などの、通常ノボラック型フェノール樹脂の製造で使用する酸性触媒の併用も可能である。これらの酸性触媒の併用は特に4核体以上の高分子領域での反応促進に有効であり、分子量分布を制御する方法として有効な手段と言える。
 このようにして得られたノボラック型フェノール樹脂は、分子量分布が狭いため、溶融時の粘度が低く、後述する連続式混合装置での洗浄に適した樹脂である。
When an organic phosphonic acid or a predetermined amount of a phosphoric acid aqueous solution is used as the acidic catalyst, oxalic acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, p-toluenesulfonic acid, or the like may be used in combination with an acidic catalyst usually used in the production of a novolak type phenol resin. It is possible. The combined use of these acidic catalysts is particularly effective in accelerating the reaction in a high molecular region of four or more nuclei, and can be said to be an effective means for controlling the molecular weight distribution.
The novolak-type phenol resin obtained in this manner has a low molecular weight distribution and thus has a low viscosity at the time of melting, and is suitable for washing with a continuous mixing device described later.

 本発明の製造方法においては特に限定されないが、通常、上記の反応後、得られた反応生成物から水相を分離除去してノボラック型フェノール樹脂を得る。この方法としては特に限定されないが、通常、遠心分離機または分離塔のような装置内で静置することにより行うことができる。 製造 Although not particularly limited in the production method of the present invention, usually, after the above reaction, an aqueous phase is separated and removed from the obtained reaction product to obtain a novolak-type phenol resin. Although this method is not particularly limited, it can be usually carried out by leaving it still in a device such as a centrifuge or a separation tower.

 次に、本発明の製造方法において、(b)上記(a)工程で得られた反応生成物中のノボラック型フェノール樹脂(以下、単に「樹脂」ということがある)を、連続式混合装置を用いて水洗する工程、について説明する。
 この工程は、上記(a)フェノール類とアルデヒド類とを酸性触媒下で反応させる工程により得られた樹脂を、連続式混合装置を用いて洗浄し、樹脂中に残存する触媒成分を除去するものである。
Next, in the production method of the present invention, (b) a novolak-type phenol resin (hereinafter sometimes simply referred to as “resin”) in the reaction product obtained in the step (a) is mixed with a continuous mixing apparatus. The step of using and washing with water will be described.
In this step, the resin obtained in the step (a) of reacting a phenol and an aldehyde under an acidic catalyst is washed using a continuous mixing apparatus to remove a catalyst component remaining in the resin. It is.

 この方法としては特に限定されないが、例えば、樹脂と水、樹脂と熱水、樹脂と水蒸気、あるいは、樹脂と熱水と水蒸気とを、連続式混合装置内に送り込み、装置内で樹脂と水等とを接触、混合させ、樹脂中に含有される酸性触媒成分を樹脂相から抽出して除去する方法が挙げられる。これらの中でも、連続式混合装置内に、樹脂とともに熱水と水蒸気とを同時に送り込む方法が好ましい。
 連続式混合装置内に、樹脂とともに水あるいは熱水のみを送り込んだ場合は、樹脂の性状によっては、樹脂と水あるいは熱水とが接触した時点で、樹脂の表面が固くなり、膜を張った状態になってしまうことがある。このような場合は、樹脂中の触媒残渣を洗浄することは事実上不可能となる。一方、水蒸気のみを用いた場合は、凝縮して液体となった場合の容積が小さいため、充分な洗浄を行うのが難しいことがある。これに対し、熱水と水蒸気とを併用すると、高温の水蒸気により樹脂を所定の溶融粘度以下に保持し、樹脂表面の膜張りを防ぐとともに、充分な容積の熱水により、樹脂中の触媒成分を効率よく抽出し、洗浄することが可能となる。
The method is not particularly limited. For example, resin and water, resin and hot water, resin and steam, or resin and hot water and steam are fed into a continuous mixing device, and the resin and water are mixed in the device. And extracting and removing the acidic catalyst component contained in the resin from the resin phase. Among these, the method of simultaneously sending hot water and steam together with the resin into the continuous mixing apparatus is preferable.
When only water or hot water is fed together with the resin into the continuous mixing device, depending on the properties of the resin, when the resin comes into contact with the water or hot water, the surface of the resin becomes hard and a film is formed. It may be in a state. In such a case, it is practically impossible to wash the catalyst residue in the resin. On the other hand, when only water vapor is used, the volume when condensed into a liquid is small, so that it may be difficult to perform sufficient cleaning. On the other hand, when hot water and steam are used together, the high-temperature steam keeps the resin at a predetermined melt viscosity or less, prevents film formation on the resin surface, and uses a sufficient volume of hot water to form a catalyst component in the resin. Can be efficiently extracted and washed.

 上記連続式混合装置内に、樹脂とともに熱水と水蒸気とを同時に送り込む方法は、上記(a)工程における反応生成物が、軟化点が90℃以上である樹脂を含有する場合に特に有効である。
 樹脂を洗浄する際に熱水のみを用いた場合には、洗浄を行う反応釜等の内温を100℃以上にすることが困難であるため、軟化点が90℃以上であるような樹脂を充分に洗浄することは難しかった。このため、従来このような樹脂の洗浄は、アセトン等の溶剤を用いて樹脂を溶解させて行っていたが、用いた溶剤を別途除去処理する必要があるという問題があった。
 本発明の製造方法では、このような樹脂についても、連続式混合装置内に樹脂とともに好ましくは熱水と水蒸気とを同時に送り込むことにより、軟化点の低い樹脂の洗浄を行う場合と同様に、効率よく洗浄を行うことができるものである。
The method of simultaneously feeding hot water and steam together with the resin into the continuous mixing apparatus is particularly effective when the reaction product in the step (a) contains a resin having a softening point of 90 ° C. or higher. .
When only hot water is used for washing the resin, it is difficult to raise the internal temperature of the reaction vessel or the like for washing to 100 ° C. or higher, so that a resin having a softening point of 90 ° C. or higher is used. It was difficult to sufficiently clean. For this reason, conventionally, such a resin was washed by dissolving the resin using a solvent such as acetone, but there was a problem that it was necessary to separately remove the used solvent.
In the production method of the present invention, even for such a resin, by simultaneously feeding hot water and steam together with the resin into the continuous mixing apparatus, the efficiency of the resin can be improved similarly to the case where the resin having a low softening point is washed. It can be washed well.

 本発明の製造方法で用いられる連続式混合装置としては特に限定されないが、静止型ミキサー、駆動部を有するインラインミキサー等が挙げられる。これらはいずれも、樹脂とともに、水、熱水、水蒸気等の洗浄成分(以下、これらを「洗浄水」ということがある)を連続的に送り込むことにより、両者を装置内の入口側から出口側へ移送すると同時に、樹脂と洗浄水との接触、混合を行うことができるものである。
 これらの装置の中でも、特に静止型ミキサーが好ましい。これにより、樹脂の水洗工程において動力を必要とせず、簡易な装置構成で効率よく水洗を行うことができる。また、静止型ミキサーは、通常、耐圧構造となっているため、熱水のみを用いて内温を100℃以上に上げることも可能である。
The continuous mixing device used in the production method of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a static mixer and an in-line mixer having a driving unit. All of them continuously send cleaning components such as water, hot water, steam, etc. together with resin (hereinafter, these may be referred to as “cleaning water”), so that both components are introduced from the inlet side to the outlet side in the apparatus. And at the same time, the contact and mixing of the resin and the washing water can be performed.
Among these devices, a static mixer is particularly preferable. This makes it possible to efficiently perform water washing with a simple apparatus configuration without requiring power in the resin washing step. Further, since the static mixer usually has a pressure-resistant structure, it is possible to raise the internal temperature to 100 ° C. or higher using only hot water.

本発明の製造方法において用いられる静止型ミキサーは、駆動部を有さず、複数種類の流体の混合を行う装置であればよく特に限定されないが、例えば、混合作用を有するエレメントと、これを収納するハウジングにより構成されたものを用いることができる。エレメントの形状についても特に限定されないが、例えば長方形の板を180度捻ったスパイラル形状等があり、通常、これを連続的に複数個つなげたものが用いられる。
静止型ミキサーにおいては、被混合流体が互いに相溶性を有する場合は、エレメントが収納されたハウジング内を通過することにより、分割、転換、反転などの作用を受け均質化される。また、本発明の製造方法で用いられる樹脂と洗浄水のように、相溶性がない流体を送り込む場合でも、上記エレメントの作用により、両相がともに細分化され、互いに接触する面積、回数を充分に確保することができる。
The static mixer used in the production method of the present invention is not particularly limited as long as it has no driving unit and is a device for mixing a plurality of types of fluids. A housing constituted by a housing can be used. The shape of the element is not particularly limited, either. For example, there is a spiral shape in which a rectangular plate is twisted by 180 degrees, and usually, a plurality of these are continuously connected.
In a static mixer, when the fluids to be mixed are compatible with each other, the fluids are homogenized by passing through a housing in which the elements are housed, thereby undergoing operations such as division, conversion, and inversion. Further, even when an incompatible fluid is fed, such as the resin and washing water used in the production method of the present invention, both elements are finely divided by the action of the element, and the area and frequency of contact with each other are sufficiently increased. Can be secured.

 本発明の製造方法において、静止型ミキサーを用いる場合、静止型ミキサー中の樹脂等の通過速度(以下、「流速」という)については特に限定されないが、速いほうが好ましく、1m/分以上が好ましい。特に好ましくは3m/分以上である。これは、樹脂と洗浄水とは、基本的には混じり合わず不均一な状態で静止型ミキサー内を移動するため、流速が速いほど樹脂相と洗浄水相との接触する面積、回数が増加し、洗浄が効率的に進行するためである。
 用いる静止型ミキサーの長さは特に限定されない。これは、洗浄混合物などを通過させるときの流速および洗浄温度に依存するためである。一般的には、洗浄時間として1〜3分間確保できるものであればよい。一例を挙げると、洗浄混合物の流速を3m/分とし、100℃で洗浄を行う場合では、静止型ミキサーの長さは3〜9mとなる。
In the production method of the present invention, when a static mixer is used, the passage speed of the resin or the like in the static mixer (hereinafter, referred to as “flow velocity”) is not particularly limited, but is preferably higher, and more preferably 1 m / min or more. Particularly preferably, it is 3 m / min or more. This is because the resin and the washing water basically move in a static mixer in an ununiform state without being mixed, so the higher the flow rate, the greater the area and number of contacts between the resin phase and the washing water phase This is because cleaning proceeds efficiently.
The length of the static mixer used is not particularly limited. This is because it depends on the flow rate and the washing temperature when passing the washing mixture and the like. Generally, it is sufficient that the cleaning time can be secured for 1 to 3 minutes. As an example, when the flow rate of the cleaning mixture is 3 m / min and the cleaning is performed at 100 ° C., the length of the static mixer is 3 to 9 m.

本発明の製造方法においては、特に限定されないが、連続式混合装置は温調機構を有したものであることが好ましい。これにより、樹脂を所定の溶融粘度に維持することができ、樹脂中に残存する触媒残渣を効率的に洗浄することが可能となる。
 水洗時の連続式混合装置の保温温度は特に規定されないが、70〜180℃が好ましい。最適の保温温度は水洗の対象とする樹脂の溶融粘度により異なる。例えば、130℃で溶融粘度1Pa・sの樹脂を水洗しようとする場合、連続式混合装置の保温温度は160℃以上であることが好ましい。
In the production method of the present invention, although not particularly limited, it is preferable that the continuous mixing apparatus has a temperature control mechanism. Thereby, the resin can be maintained at a predetermined melt viscosity, and the catalyst residue remaining in the resin can be efficiently washed.
The temperature at which the continuous mixing device is kept warm during washing with water is not particularly limited, but is preferably 70 to 180 ° C. The optimum heat retention temperature depends on the melt viscosity of the resin to be washed. For example, when it is intended to wash a resin having a melt viscosity of 1 Pa · s at 130 ° C. with water, it is preferable that the heat retaining temperature of the continuous mixing device is 160 ° C. or higher.

 なお、本発明の製造方法において、樹脂および洗浄水を連続式混合装置に投入する方法としては特に限定されないが、例えば、定量ポンプ等により各物質の所定量を投入する方法がある。 In the production method of the present invention, the method of charging the resin and the washing water into the continuous mixing apparatus is not particularly limited. For example, there is a method of charging a predetermined amount of each substance using a metering pump or the like.

 連続式混合装置により洗浄された樹脂及び洗浄に使用された水は、遠心分離機、分離塔等により、樹脂相と水相に容易に分離することができる。これにより、触媒成分の含有量が非常に少ない樹脂を効率よく製造することができる。
 本発明の製造方法においては、以上に説明したように、フェノール類とアルデヒド類との反応生成物中を、連続的混合装置により水洗することを特徴としている。これにより、従来のような、バッチ式の反応釜等を使用し、大量の洗浄水を用いて樹脂中の触媒成分を除去する方法と比較し、比較的少量の洗浄水を用いて短時間で洗浄できるとともに、エネルギーコストを低減できる。
 そして特に、フェノール類とアルデヒド類とを、有機ホスホン酸あるいは所定量のリン酸類水溶液を用いて反応させて得られるノボラック型フェノール樹脂は、分子量分布が狭く、溶融粘度が低いため、本発明の製造方法を適用するのに好ましいものである。
The resin washed by the continuous mixing device and the water used for washing can be easily separated into a resin phase and an aqueous phase by a centrifuge, a separation tower or the like. Thereby, a resin having a very small content of the catalyst component can be efficiently produced.
As described above, the production method of the present invention is characterized in that a reaction product of a phenol and an aldehyde is washed with water by a continuous mixing device. By using a relatively small amount of washing water, a relatively small amount of washing water can be used in a short time as compared with a conventional method using a batch-type reaction vessel or the like and removing a catalyst component from the resin using a large amount of washing water. Cleaning can be performed and energy costs can be reduced.
In particular, a novolak-type phenol resin obtained by reacting a phenol and an aldehyde with an aqueous solution of an organic phosphonic acid or a predetermined amount of a phosphoric acid has a narrow molecular weight distribution and a low melt viscosity. It is preferred to apply the method.

 以下、本発明を実施例により詳細に説明する。ここで記載されている「部」及び「%」は全て「重量部」及び「重量%」を示す。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. “Parts” and “%” described herein all indicate “parts by weight” and “% by weight”.

(フェノール樹脂Aの合成)
 3Lの三口フラスコ中に、フェノール1000部、1−ヒドロキシエチリデン−1,1’−ジホスホン酸60%水溶液(フェリオックス115、(株)ライオン製)1000部を添加し、100℃に昇温し、37%ホルムアルデヒド水溶液604部を60分間かけて逐次添加し、100℃で1時間還流させながら反応させた。その後、反応容器を静置し、樹脂相と触媒相に分離し、下層の触媒層を分離除去することにより、フェノール樹脂A 1181部を得た。
 得られたフェノール樹脂Aの軟化点は63℃、溶融粘度は、80℃で0.1Pa・sであった。この樹脂を蛍光X線によりリン元素を測定したところ、4000ppmであった。このリン元素は、触媒である有機ホスホン酸が残存しているものである。
(Synthesis of phenolic resin A)
In a 3 L three-necked flask, 1000 parts of phenol and 1000 parts of a 60% aqueous solution of 1-hydroxyethylidene-1,1′-diphosphonic acid (Feriox 115, manufactured by Lion Corporation) were added, and the temperature was raised to 100 ° C. 604 parts of a 37% aqueous formaldehyde solution were sequentially added over 60 minutes, and the mixture was reacted at 100 ° C. while refluxing for 1 hour. Thereafter, the reaction vessel was allowed to stand, separated into a resin phase and a catalyst phase, and the lower catalyst layer was separated and removed to obtain 1181 parts of phenol resin A.
The obtained phenolic resin A had a softening point of 63 ° C. and a melt viscosity of 0.1 Pa · s at 80 ° C. When the phosphorus element of this resin was measured by fluorescent X-ray, it was 4000 ppm. This phosphorus element is the one in which the organic phosphonic acid as a catalyst remains.

(実施例1)
 フェノール樹脂A1000部を容器1へ挿入した。容器1の下部には、蒸気で温調できる構造の5mの長さの静止型ミキサーを開閉式のコックを介し接続した。容器内温は、80℃に保温した。静止型ミキサーには、開閉式のコックを介し熱水を注入できるようにセットした。熱水は定量ポンプにより注入した。静止型ミキサーの出口は、分離塔2の上部に開閉式のコックを介し接続した。静止型ミキサーは150℃で保温した。90℃の熱水を定量ポンプで600ml/分の速度で静止型ミキサーへ注入しておき、容器1内を0.2MPaまでエアーで加圧し、装置1の下部コックを全開にした。フェノール樹脂Aを静止型ミキサー中で熱水と混合しながら分離塔2へ圧送した。この際、装置1内の圧力が0.2MPaを保つようにエアー圧を調整した。また、上記混合物が静止型ミキサーを通過するのに所要する時間が2分間となるように分離塔2上部のコックの開度を調整した。フェノール樹脂Aを全量移送後、10分間静置し、下層の樹脂相を分離塔2より抜き出した。
 得られた洗浄済みのフェノール樹脂のリン含有量は、蛍光X線による測定で、190ppmであった。洗浄に要した時間は分離塔での静置時間も含め20分間であった。
(Example 1)
1000 parts of phenolic resin A was inserted into the container 1. A stationary mixer having a length of 5 m and a structure capable of controlling the temperature with steam was connected to the lower portion of the container 1 via an open / close cock. The temperature inside the container was kept at 80 ° C. The stationary mixer was set so that hot water could be injected through an openable cock. Hot water was injected by a metering pump. The outlet of the static mixer was connected to the upper part of the separation tower 2 via an open / close cock. The static mixer was kept at 150 ° C. Hot water of 90 ° C. was injected into the static mixer at a rate of 600 ml / min by a metering pump, and the inside of the container 1 was pressurized with air to 0.2 MPa, and the lower cock of the apparatus 1 was fully opened. Phenol resin A was pressure-fed to separation tower 2 while being mixed with hot water in a static mixer. At this time, the air pressure was adjusted so that the pressure in the apparatus 1 was maintained at 0.2 MPa. The opening of the cock on the upper part of the separation tower 2 was adjusted so that the time required for the mixture to pass through the static mixer was 2 minutes. After transferring the entire amount of the phenol resin A, the mixture was allowed to stand for 10 minutes, and the lower resin phase was extracted from the separation tower 2.
The phosphorus content of the obtained washed phenol resin was 190 ppm as measured by fluorescent X-ray. The time required for washing was 20 minutes including the time for standing in the separation tower.

(比較例1)
 3Lの三口フラスコ中に、フェノール樹脂A1000部、水1000部を添加し、100℃に昇温し、100℃で1時間還流させながら洗浄を行った。攪拌停止後15分間静置し、下層の樹脂相を抜き出した。得られた洗浄済みのフェノール樹脂のリン含有量は、蛍光X線による測定で、200ppmであった。洗浄に要した時間は昇温時間、静置時間も含め100分間であった。
(Comparative Example 1)
In a 3 L three-necked flask, 1000 parts of phenol resin A and 1000 parts of water were added, the temperature was raised to 100 ° C., and washing was performed while refluxing at 100 ° C. for 1 hour. After the stirring was stopped, the mixture was allowed to stand for 15 minutes to extract the lower resin phase. The phosphorus content of the obtained washed phenol resin was 200 ppm as measured by fluorescent X-ray. The time required for the cleaning was 100 minutes including the temperature raising time and the standing time.

(比較例2)
 100℃での還流・洗浄時間を10分間とする以外は、比較例1と同様な方法で樹脂の洗浄を行った。洗浄に要した時間は、50分間であった。得られた洗浄済みのフェノール樹脂のリン含有量は、蛍光X線による測定で、480ppmであった。
(Comparative Example 2)
The resin was washed in the same manner as in Comparative Example 1 except that the reflux / washing time at 100 ° C. was 10 minutes. The time required for washing was 50 minutes. The phosphorus content of the obtained washed phenol resin was 480 ppm as measured by fluorescent X-ray.

(フェノール樹脂Bの合成)
 3Lの三口フラスコ中に、フェノール1000部、2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン酸50%水溶液(PBTC、城北化学(株)製)1000部を添加し、100℃に昇温し、37%ホルムアルデヒド水溶液690部を60分間かけて逐次添加し、100℃で1時間還流させながら反応させた。その後、反応容器を静置し、樹脂相と触媒相に分離し、下層の触媒層を分離除去することにより、フェノール樹脂B 1192部を得た。
 得られたフェノール樹脂Bの軟化点は92℃、溶融粘度は、130℃で1Pa・sであった。この樹脂を蛍光X線によりリン元素を測定したところ、4200ppmであった。
(Synthesis of phenolic resin B)
In a 3 L three-necked flask, 1000 parts of phenol and 1000 parts of a 50% aqueous solution of 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid (PBTC, manufactured by Johoku Chemical Co., Ltd.) were added, and the temperature was raised to 100 ° C. 690 parts of a 1% aqueous formaldehyde solution were sequentially added over 60 minutes, and the mixture was reacted at 100 ° C. for 1 hour under reflux. Thereafter, the reaction vessel was allowed to stand, separated into a resin phase and a catalyst phase, and the lower catalyst layer was separated and removed to obtain 1192 parts of phenol resin B.
The obtained phenolic resin B had a softening point of 92 ° C. and a melt viscosity of 1 Pa · s at 130 ° C. When the phosphorus element of this resin was measured by fluorescent X-ray, it was 4200 ppm.

(実施例2)
 フェノール樹脂B1000部を容器1へ挿入した。容器1の下部には、蒸気で温調できる構造の5mの長さの静止型ミキサーを開閉式のコックを介し接続した。容器内温は、130℃に保温した。静止型ミキサーには、開閉式のコックを介し熱水および蒸気を注入できるようにセットした。熱水は定量ポンプにより注入した。蒸気は圧力調整弁により所定の圧力の蒸気を注入できるようにした。静止型ミキサーの出口は、分離塔2の上部に開閉式のコックを介し接続した。静止型ミキサーは165℃で保温した。90℃の熱水を定量ポンプで600ml/分の速度で静止型ミキサーへ注入し、さらに0.2MPaの蒸気を注入しておき、容器1内を0.2MPaまでエアーで加圧し、装置1の下部コックを全開にした。フェノール樹脂Aを静止型ミキサー中で熱水と混合しながら分離塔2へ圧送した。この際、装置1内の圧力が0.2MPaを保つようにエアー圧を調整した。また、上記混合物が静止型ミキサーを通過するのに所要する時間が2分間となるように分離塔2上部のコックの開度を調整した。フェノール樹脂Bを全量移送後、10分間静置し、下層の樹脂相を分離塔より抜き出した。
 得られた洗浄済みのフェノール樹脂のリン含有量は、蛍光X線による測定で、200ppmであった。洗浄に要した時間は分離塔での静置時間も含め20分間であった。
(Example 2)
1000 parts of phenolic resin B was inserted into the container 1. A stationary mixer having a length of 5 m and a structure capable of controlling the temperature with steam was connected to the lower portion of the container 1 via an open / close cock. The temperature inside the container was kept at 130 ° C. The static mixer was set so that hot water and steam could be injected through an openable cock. Hot water was injected by a metering pump. Steam at a predetermined pressure can be injected by a pressure regulating valve. The outlet of the static mixer was connected to the upper part of the separation tower 2 via an open / close cock. The static mixer was kept at 165 ° C. Hot water of 90 ° C. is injected into the static mixer at a rate of 600 ml / min by a metering pump, and steam of 0.2 MPa is further injected, and the inside of the container 1 is pressurized with air to 0.2 MPa. The lower cock was fully opened. Phenol resin A was pressure-fed to separation tower 2 while being mixed with hot water in a static mixer. At this time, the air pressure was adjusted so that the pressure in the apparatus 1 was maintained at 0.2 MPa. The opening of the cock on the upper part of the separation tower 2 was adjusted so that the time required for the mixture to pass through the static mixer was 2 minutes. After transferring the entire amount of the phenol resin B, the mixture was allowed to stand for 10 minutes, and the lower resin phase was extracted from the separation tower.
The phosphorus content of the obtained washed phenol resin was 200 ppm as measured by fluorescent X-ray. The time required for washing was 20 minutes including the time for standing in the separation tower.

(比較例3)
 3Lの三口フラスコ中に、フェノール樹脂B1000部、水1000部を添加し、100℃に昇温し、100℃で1時間還流させながら洗浄を行った。攪拌停止後15分間静置し、下層の樹脂相を抜き出した。得られた洗浄済みのフェノール樹脂のリン含有量は、蛍光X線による測定で、280ppmであった。洗浄に要した時間は昇温時間、静置時間も含め100分間であった。
(Comparative Example 3)
In a 3 L three-necked flask, 1000 parts of phenolic resin B and 1000 parts of water were added, the temperature was raised to 100 ° C., and washing was performed while refluxing at 100 ° C. for 1 hour. After the stirring was stopped, the mixture was allowed to stand for 15 minutes to extract the lower resin phase. The phosphorus content of the obtained washed phenol resin was 280 ppm as measured by fluorescent X-ray. The time required for the cleaning was 100 minutes including the temperature raising time and the standing time.

(比較例4)
 還流・洗浄時間を10分間にする以外は、比較例3と同様の方法で行った。洗浄に要した時間は50分間であり、得られた洗浄済みのフェノール樹脂のリン含有量は、蛍光X線による測定で、760ppmであった。
(Comparative Example 4)
The procedure was performed in the same manner as in Comparative Example 3 except that the reflux / washing time was changed to 10 minutes. The time required for washing was 50 minutes, and the phosphorus content of the obtained washed phenol resin was 760 ppm as measured by fluorescent X-ray.

(フェノール樹脂Cの合成)
 3Lの三口フラスコ中に、フェノール1000部、p−トルエンスルホン酸1部を添加し、100℃に昇温し、37%ホルムアルデヒド水溶液647部を60分間かけて逐次添加し、100℃で1時間還流させながら反応させ、フェノール樹脂C 1648部を得た。この時点での樹脂は、未反応フェノール、水分等を含むため軟化点、溶融粘度の測定は行わなかった。この樹脂を蛍光X線によりイオウ元素を測定したところ、200ppmであった。この後洗浄し、未反応フェノールを2%まで除去した樹脂の軟化点は105℃であった。
(Synthesis of phenolic resin C)
In a 3 L three-necked flask, 1000 parts of phenol and 1 part of p-toluenesulfonic acid are added, the temperature is raised to 100 ° C., 647 parts of a 37% aqueous formaldehyde solution are sequentially added over 60 minutes, and the mixture is refluxed at 100 ° C. for 1 hour. The reaction was carried out while allowing 1648 parts of phenol resin C to be obtained. Since the resin at this point contained unreacted phenol and water, the softening point and melt viscosity were not measured. When the sulfur element of this resin was measured by fluorescent X-ray, it was 200 ppm. Thereafter, the resin was washed and the unreacted phenol was removed to 2%, and the softening point of the resin was 105 ° C.

(実施例3)
 フェノール樹脂C1000部を容器1へ挿入し、実施例2と同様な方法で樹脂を洗浄した。フェノール樹脂Cを全量移送後、10分間静置し、下層の樹脂相を分離塔より抜き出した。
 得られた洗浄済みのフェノール樹脂のイオウ含有量は、蛍光X線による測定で、20ppmであった。洗浄に要した時間は分離塔での静置時間も含め20分間であった。このイオウ元素は、触媒であるp−トルエンスルホン酸が残存しているものである。
(Example 3)
1000 parts of phenolic resin C was inserted into the container 1 and the resin was washed in the same manner as in Example 2. After transferring the entire amount of the phenol resin C, the mixture was allowed to stand for 10 minutes, and the lower resin phase was extracted from the separation tower.
The sulfur content of the obtained washed phenol resin was 20 ppm as measured by fluorescent X-ray. The time required for washing was 20 minutes including the time for standing in the separation tower. This sulfur element is one in which p-toluenesulfonic acid as a catalyst remains.

(比較例5)
 3Lの三口フラスコ中に、フェノール樹脂C1000部、メチルエチルケトン500部、水1000部を添加し、80℃に昇温し、80℃で15分間洗浄を行った。攪拌停止後15分間静置し、下層の水相を抜き出した。この操作を3回繰り返し洗浄を行った。その後、フラスコ内の樹脂は、常圧脱水で溶剤を除去した。得られた洗浄済みのフェノール樹脂のイオウ含有量は、蛍光X線による測定で、20ppmであった。洗浄に要した時間は昇温時間、静置時間、脱溶剤時間も含め180分間であった。
(Comparative Example 5)
In a 3 L three-necked flask, 1000 parts of phenol resin C, 500 parts of methyl ethyl ketone, and 1000 parts of water were added, the temperature was raised to 80 ° C., and washing was performed at 80 ° C. for 15 minutes. After the stirring was stopped, the mixture was allowed to stand for 15 minutes, and the lower aqueous phase was extracted. This operation was repeated three times for washing. Thereafter, the solvent in the flask was removed by solvent dehydration under normal pressure. The sulfur content of the obtained washed phenol resin was 20 ppm as measured by fluorescent X-ray. The time required for the washing was 180 minutes including the time for raising the temperature, the time for standing still, and the time for removing the solvent.

(比較例6)
 洗浄回数を1回にする以外は、比較例5と同様の方法で行った。洗浄に要した時間は110分間であり、得られた洗浄済みのフェノール樹脂のイオウ含有量は、蛍光X線による測定で、60ppmであった。
(Comparative Example 6)
The procedure was performed in the same manner as in Comparative Example 5 except that the number of times of washing was one. The time required for washing was 110 minutes, and the sulfur content of the obtained washed phenol resin was 60 ppm as measured by fluorescent X-ray.

(フェノール樹脂Dの合成)
 3Lの三口フラスコ中に、フェノール1000部、85%リン酸水溶液1000部を添加し、100℃に昇温し、37%ホルムアルデヒド水溶液604部を60分間かけて逐次添加し、100℃で1時間還流させながら反応させた。その後、反応容器を静置し、樹脂相と触媒相に分離し、下層の触媒層を分離除去することにより、フェノール樹脂D 1183部を得た。
 得られたフェノール樹脂Dの軟化点は64℃、溶融粘度は、80℃で0.1Pa・sであった。この樹脂を蛍光X線によりリン元素を測定したところ、5000ppmであった。このリン元素は、触媒であるリン酸が残存しているものである。
(Synthesis of phenolic resin D)
In a 3 L three-necked flask, 1000 parts of phenol and 1000 parts of an 85% aqueous phosphoric acid solution are added, the temperature is raised to 100 ° C., 604 parts of a 37% aqueous formaldehyde solution are sequentially added over 60 minutes, and the mixture is refluxed at 100 ° C. for 1 hour. The reaction was continued. Thereafter, the reaction vessel was allowed to stand, separated into a resin phase and a catalyst phase, and the lower catalyst layer was separated and removed to obtain 1183 parts of phenol resin D.
The obtained phenolic resin D had a softening point of 64 ° C. and a melt viscosity of 0.1 Pa · s at 80 ° C. When the phosphorus element of this resin was measured by fluorescent X-ray, it was 5000 ppm. This phosphorus element is the one in which phosphoric acid as a catalyst remains.

(実施例4)
 フェノール樹脂D1000部を容器1へ挿入した。容器1の下部には、蒸気で温調できる構造の5mの長さの静止型ミキサーを開閉式のコックを介し接続した。容器内温は、80℃に保温した。静止型ミキサーには、開閉式のコックを介し熱水を注入できるようにセットした。熱水は定量ポンプにより注入した。静止型ミキサーの出口は、分離塔2の上部に開閉式のコックを介し接続した。静止型ミキサーは150℃で保温した。90℃の熱水を定量ポンプで600ml/分の速度で静止型ミキサーへ注入しておき、容器1内を0.2MPaまでエアーで加圧し、装置1の下部コックを全開にした。フェノール樹脂Dを静止型ミキサー中で熱水と混合しながら分離塔2へ圧送した。この際、装置1内の圧力が0.2MPaを保つようにエアー圧を調整した。また、上記混合物が静止型ミキサーを通過するのに所要する時間が2分間となるように分離塔2上部のコックの開度を調整した。フェノール樹脂Dを全量移送後、10分間静置し、下層の樹脂相を分離塔より抜き出した。
 得られた洗浄済みのフェノール樹脂のリン含有量は、蛍光X線による測定で、210ppmであった。洗浄に要した時間は分離塔での静置時間も含め20分間であった。
(Example 4)
Phenol resin D1000 parts was inserted into the container 1. A stationary mixer having a length of 5 m and a structure capable of controlling the temperature with steam was connected to the lower portion of the container 1 via an open / close cock. The temperature inside the container was kept at 80 ° C. The stationary mixer was set so that hot water could be injected through an openable cock. Hot water was injected by a metering pump. The outlet of the static mixer was connected to the upper part of the separation tower 2 via an open / close cock. The static mixer was kept at 150 ° C. Hot water of 90 ° C. was injected into the static mixer at a rate of 600 ml / min by a metering pump, and the inside of the container 1 was pressurized with air to 0.2 MPa, and the lower cock of the apparatus 1 was fully opened. Phenol resin D was fed into separation tower 2 while being mixed with hot water in a static mixer. At this time, the air pressure was adjusted so that the pressure in the apparatus 1 was maintained at 0.2 MPa. The opening of the cock on the upper part of the separation tower 2 was adjusted so that the time required for the mixture to pass through the static mixer was 2 minutes. After transferring the entire amount of the phenol resin D, the mixture was allowed to stand for 10 minutes, and the lower resin phase was extracted from the separation tower.
The phosphorus content of the obtained washed phenol resin was 210 ppm as measured by fluorescent X-ray. The time required for washing was 20 minutes including the time for standing in the separation tower.

(比較例7)
 3Lの三口フラスコ中に、フェノール樹脂D1000部、水1000部を添加し、100℃に昇温し、100℃で1時間還流させながら洗浄を行った。攪拌停止後15分間静置し、下層の樹脂相を抜き出した。得られた洗浄済みのフェノール樹脂Dのリン含有量は、蛍光X線による測定で、250ppmであった。洗浄に要した時間は昇温時間、静置時間も含め100分間であった。
(Comparative Example 7)
In a 3 L three-necked flask, 1000 parts of phenol resin D and 1000 parts of water were added, the temperature was raised to 100 ° C., and washing was performed while refluxing at 100 ° C. for 1 hour. After the stirring was stopped, the mixture was allowed to stand for 15 minutes to extract the lower resin phase. The phosphorus content of the obtained washed phenol resin D was 250 ppm as measured by fluorescent X-ray. The time required for the cleaning was 100 minutes including the temperature raising time and the standing time.

(比較例8)
 100℃での還流・洗浄時間を10分間とした以外は、比較例7と同様な方法で樹脂の洗浄を行った。洗浄に要した時間は、50分間であった。得られた洗浄済みのフェノール樹脂Dのリン含有量は、蛍光X線による測定で、500ppmであった。
(Comparative Example 8)
The resin was washed in the same manner as in Comparative Example 7, except that the reflux / washing time at 100 ° C. was changed to 10 minutes. The time required for washing was 50 minutes. The phosphorus content of the obtained washed phenol resin D was 500 ppm as measured by fluorescent X-ray.

 実施例1〜4と比較例1〜8で得られたフェノール樹脂について、残存触媒(リンまたはイオウ)量および洗浄時間について表1に示す。

Figure 2004137470
Table 1 shows the amount of residual catalyst (phosphorous or sulfur) and the washing time for the phenolic resins obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 8.
Figure 2004137470

(測定方法)
1.軟化点:JIS K 2531 に準じて測定した。
2.溶融粘度:コーンアンドプレートビスコメーターにより測定した。
3.蛍光X線:日本電子製、JSX−3211エレメントアナライザーにより測定した。触媒量の定量は濃度既知の試料を測定し、ファンダメンタルパラメータ法により算出した。
(Measuring method)
1. Softening point: Measured according to JIS K2531.
2. Melt viscosity: Measured with a cone and plate viscometer.
3. X-ray fluorescence: Measured by JSX-3211 element analyzer manufactured by JEOL. The amount of the catalyst was determined by measuring a sample with a known concentration and calculating by a fundamental parameter method.

 実施例1〜4は、フェノール類とアルデヒド類とを酸性触媒の存在下で反応させて得られるノボラック型フェノール樹脂を、連続式混合装置を用いて洗浄した本発明の製造方法であり、各々、従来の方法で洗浄を行った比較例と比べて、短時間で効率よく触媒残渣を洗浄できていることが判る。 Examples 1 to 4 are production methods of the present invention in which a novolak-type phenol resin obtained by reacting a phenol and an aldehyde in the presence of an acidic catalyst was washed using a continuous mixing apparatus. It can be seen that the catalyst residue can be efficiently cleaned in a short time as compared with the comparative example in which cleaning is performed by the conventional method.

 本発明は、フェノール類とアルデヒド類とを酸性触媒下で反応させる工程で得られた反応生成物中のノボラック型フェノール樹脂を、連続式混合装置を用いて水洗することを特徴とするノボラック型フェノール樹脂の製造方法であり、ノボラック型フェノール樹脂中に残存する酸性触媒、特に有機ホスホン酸触媒およびリン酸類触媒を短時間で効率的に水洗除去するのに好適な方法を提供するものである。 The present invention provides a novolak-type phenol characterized in that a novolak-type phenol resin in a reaction product obtained in a step of reacting a phenol and an aldehyde under an acidic catalyst is washed with water using a continuous mixing apparatus. It is a method for producing a resin, which provides a method suitable for efficiently and efficiently washing and removing an acidic catalyst, particularly an organic phosphonic acid catalyst and a phosphoric acid catalyst, remaining in a novolak-type phenol resin with water.

Claims (8)

ノボラック型フェノール樹脂の製造方法において、
(a)フェノール類とアルデヒド類とを酸性触媒下で反応させる工程と、
(b)前記(a)工程で得られた反応生成物中のノボラック型フェノール樹脂を、連続式混合装置を用いて水洗する工程と、
を有することを特徴とする、ノボラック型フェノール樹脂の製造方法。
In the method for producing a novolak type phenol resin,
(A) reacting a phenol with an aldehyde under an acidic catalyst;
(B) washing the novolak-type phenol resin in the reaction product obtained in the step (a) with a continuous mixing device,
A method for producing a novolak-type phenol resin, comprising:
上記反応生成物は、軟化点が90℃以上であるノボラック型フェノール樹脂を含有する請求項1に記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。 The method for producing a novolak-type phenolic resin according to claim 1, wherein the reaction product contains a novolak-type phenolic resin having a softening point of 90 ° C or higher. 前記(b)工程において、前記連続式混合装置内に、前記ノボラック型フェノール樹脂とともに、熱水と水蒸気とを同時に送り込む請求項1又は2に記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。 The method for producing a novolak-type phenolic resin according to claim 1 or 2, wherein, in the step (b), hot water and steam are simultaneously fed into the continuous mixing device together with the novolak-type phenolic resin. 前記(b)工程において、前記連続式混合装置は、静止型ミキサーである請求項1ないし3のいずれかに記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。 The method for producing a novolak-type phenolic resin according to any one of claims 1 to 3, wherein in the step (b), the continuous mixing device is a static mixer. 前記(a)工程において、前記酸性触媒は、有機ホスホン酸である請求項1ないし4のいずれかに記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。 The method for producing a novolak-type phenol resin according to any one of claims 1 to 4, wherein in the step (a), the acidic catalyst is an organic phosphonic acid. 前記有機ホスホン酸は、下記一般式(I)で示されるものである請求項5に記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。
     R−PO(OH)        (I)
(Rは、炭素原子を含み、かつ、−COOH 及び又は −PO(OH) を含む基である)
The method for producing a novolak-type phenol resin according to claim 5, wherein the organic phosphonic acid is represented by the following general formula (I).
R-PO (OH) 2 (I)
(R is a group containing a carbon atom and containing -COOH and / or -PO (OH) 2 )
前記(a)工程において、前記酸性触媒がリン酸類水溶液であり、前記フェノール類1モルに対して前記リン酸類0.2モル以上を用いる請求項1ないし4のいずれかに記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。 The novolak-type phenol resin according to any one of claims 1 to 4, wherein in the step (a), the acidic catalyst is a phosphoric acid aqueous solution, and the phosphoric acid is used in an amount of 0.2 mol or more per 1 mol of the phenol. Manufacturing method. 前記リン酸類が、リン酸である請求項7に記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。 The method for producing a novolak-type phenolic resin according to claim 7, wherein the phosphoric acid is phosphoric acid.
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