JP2006056960A - Resol type phenol resin emulsion and method for producing the same - Google Patents

Resol type phenol resin emulsion and method for producing the same Download PDF

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Takao Kunizane
貴夫 国実
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a resol type phenol resin emulsion that is readily dispersible in water in an arbitrary ratio, controls reactivity and adjusts a curing rate to a preferable level and to provide a method for simply producing the resol type phenol resin emulsion. <P>SOLUTION: The resol type phenol resin emulsion comprises a resol type phenol resin and a water-soluble polymer compound. The resol type phenol resin has 1-10 mol% ratio of a dimethylene ether group and/or a substituted dimethylene ether group to the whole bond groups of derived from aldehydes bonded to aromatic rings derived from phenols and has 70-90 mol% ratio of a methylene group and/or a substituted methylene group. The method for producing the same is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、レゾール型フェノール樹脂乳濁液及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a resol type phenol resin emulsion and a method for producing the same.

フェノール樹脂は、多くの分野で用いられている代表的な熱硬化性樹脂である。フェノール樹脂には、ヘキサメチレンテトラミンなどの硬化剤を添加して加熱硬化するノボラック型フェノール樹脂と、単独で加熱硬化するレゾール型フェノール樹脂とに大別され、性状、用途、目的等により使い分けが行われている。   Phenolic resin is a typical thermosetting resin used in many fields. Phenol resins are broadly divided into novolak type phenol resins that are cured by heating with the addition of a curing agent such as hexamethylenetetramine, and resol type phenol resins that are cured by heating alone. It has been broken.

これらのフェノール樹脂の中でも、アンモニアフリーが要求される用途においては、ヘキサメチレンテトラミンを用いず、親水性が高いレゾール型フェノール樹脂が多く用いられている。
レゾール型フェノール樹脂には、フェノール類とアルデヒド類とを、水酸化ナトリウム、アンモニア水、第3級アミン、アルカリ土類金属の酸化物又は水酸化物、炭酸ナトリウムなどのアルカリ性触媒を用いて反応させることにより得られるメチロール型のレゾール型フェノール樹脂のほか、酢酸亜鉛などの二価金属塩を用いて反応させることにより得られるジメチレンエーテル型のレゾール型フェノール樹脂がある(例えば、特許文献1参照。)。
Among these phenol resins, resol type phenol resins having high hydrophilicity are often used without using hexamethylene tetramine in applications requiring ammonia-free.
Resol type phenol resin is reacted with phenols and aldehydes using an alkaline catalyst such as sodium hydroxide, aqueous ammonia, tertiary amine, alkaline earth metal oxide or hydroxide, sodium carbonate, etc. In addition to the methylol-type resol-type phenol resin obtained by this, there is a dimethylene ether-type resol-type phenol resin obtained by reacting with a divalent metal salt such as zinc acetate (see, for example, Patent Document 1). ).

メチロール型のレゾール型フェノール樹脂は、高い反応性を有するため、硬化速度が速く、硬化速度を制御したい用途への適用は難しいことがある。一方、ジメチレンエーテル型のレゾール型フェノール樹脂は、硬化条件により硬化物に可撓性を付与することができるが、硬化速度が非常に遅いという問題があった。   Since methylol type resol type phenolic resin has high reactivity, its curing speed is fast, and it may be difficult to apply to applications where it is desired to control the curing speed. On the other hand, the dimethylene ether type resol type phenol resin can impart flexibility to the cured product depending on the curing conditions, but has a problem that the curing rate is very slow.

硬化性を適度に制御するには、メチロール型のレゾール型フェノール樹脂とジメチレンエーテル型のレゾール型フェノール樹脂を混合し、硬化性を調整するという方法がある。しかし、複数の樹脂を組み合わせて用いると、余分に混合工程が必要となりコスト上の不利を抱えるだけでなく、品質の管理が煩雑になるという問題を有している。   In order to appropriately control the curability, there is a method of adjusting the curability by mixing a methylol-type resol-type phenol resin and a dimethylene ether-type resol-type phenol resin. However, when a plurality of resins are used in combination, there is a problem that an extra mixing step is required and not only costs are disadvantageous but also quality management becomes complicated.

また、ノボラック型フェノール樹脂を二価金属塩触媒を用いてレゾール化せしめることにより、適度な硬化性を有したジメチレンエーテル型のレゾール型フェノール樹脂を得る事が出来る。しかし、このように作られたジメチレンエーテル型のレゾール型フェノール樹脂は親水性が低く、メチロール型のレゾール型フェノール樹脂のように、水溶液ないしは乳濁液のような分散液として使用することが難しい。レゾール型フェノール樹脂を液体の形態で使用したい用途では、溶剤を用いる必要があるが、労働環境ならびに大気を汚染する問題がある上、引火の危険性があるという問題があった。   Further, by resolating a novolac type phenol resin using a divalent metal salt catalyst, a dimethylene ether type resol type phenol resin having appropriate curability can be obtained. However, the dimethylene ether-type resol type phenolic resin made in this way has low hydrophilicity and is difficult to use as a dispersion such as an aqueous solution or emulsion like the methylol type resol type phenolic resin. . In applications where it is desired to use the resol type phenolic resin in liquid form, it is necessary to use a solvent. However, there is a problem that there is a risk of catching fire in addition to the problem of polluting the working environment and air.

特開平05−148334号公報。Japanese Patent Laid-Open No. 05-148334.

本発明は、レゾール型フェノール樹脂を液状の形態で用いる用途において、反応性を制御でき、硬化速度を好ましい水準にすることができる、水に任意の割合で分散可能なレゾール型フェノール樹脂乳濁液と、このようなレゾール型フェノール樹脂乳濁液を簡易に製造する方法を提供するものである。   The present invention is a resol type phenol resin emulsion that can be dispersed in water at an arbitrary ratio, capable of controlling the reactivity and setting the curing rate to a desirable level in the use of the resol type phenol resin in a liquid form. And the method of manufacturing such a resol type phenol resin emulsion easily is provided.

(1)レゾール型フェノール樹脂と、水溶性の高分子化合物とを含有するレゾール型フェノール樹脂乳濁液であって、前記レゾール型フェノール樹脂は、フェノール類に由来する芳香環同士を結合しているアルデヒド類に由来する全結合基に対して、ジメチレンエーテル基及び/又は置換ジメチレンエーテル基の割合が1〜10モル%であり、かつ、メチレン基及び/又は置換メチレン基の割合が70〜90モル%であることを特徴とするレゾール型フェノール樹脂乳濁液。
(2)前記レゾール型フェノール樹脂は、未反応フェノール類、及び、未反応アルデヒド類の含有量が、前記レゾール型フェノール樹脂全体に対してそれぞれ2重量%以下である(1)に記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液。
(3)前記レゾール型フェノール樹脂は、数平均分子量が500〜1200である(1)又は(2)に記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液。
(4)(1)ないし(3)のいずれかに記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法であって、
(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て、ノボラック型フェノール樹脂を合成する工程、
(b)前記ノボラック型フェノール樹脂と、アルデヒド類とを二価金属塩の存在下で反応させて、レゾール型フェノール樹脂を合成する工程、及び、
(c)前記レゾール型フェノール樹脂の合成中ないしは合成後に、水溶性の高分子化合物を添加し、前記レゾール型フェノール樹脂を乳濁液化する工程、
を有することを特徴とする、レゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法。
(5)前記酸性触媒は、有機ホスホン酸を含むものである(4)に記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法。
(6)前記有機ホスホン酸は、下記一般式(I)に示すものである(4)又は(5)に記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法。
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)前記酸性触媒は、リン酸類を含むものである請求項4に記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法。
(8)前記(a)工程において、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(7)に記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法。
(9)前記リン酸類は、リン酸を含むものである請求項7又は8に記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法。
(10)前記ノボラック型フェノール樹脂は、数平均分子量が300〜1000であり、かつ、分子量分布の分散度が1.15〜1.6である(4)ないし(9)のいずれかに記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法。
(11)前記ノボラック型フェノール樹脂は、未反応フェノール類、及び、未反応アルデヒド類の含有量が、それぞれ2重量%以下である(4)ないし(10)のいずれかに記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法。
(1) A resol type phenol resin emulsion containing a resol type phenol resin and a water-soluble polymer compound, wherein the resol type phenol resin binds aromatic rings derived from phenols. The ratio of the dimethylene ether group and / or the substituted dimethylene ether group is 1 to 10 mol% with respect to all the linking groups derived from the aldehydes, and the ratio of the methylene group and / or the substituted methylene group is 70 to Resol type phenol resin emulsion characterized by being 90 mol%.
(2) The resol type phenol resin according to (1), wherein the content of unreacted phenols and unreacted aldehydes is 2% by weight or less with respect to the entire resol type phenol resin. Phenol resin emulsion.
(3) The resol type phenol resin emulsion according to (1) or (2), wherein the resol type phenol resin has a number average molecular weight of 500 to 1200.
(4) A method for producing a resol type phenol resin emulsion according to any one of (1) to (3),
(A) a step of synthesizing a novolac type phenol resin by reacting a phenol and an aldehyde under an acidic catalyst,
(B) a step of synthesizing a resol type phenol resin by reacting the novolac type phenol resin and an aldehyde in the presence of a divalent metal salt; and
(C) a step of adding a water-soluble polymer compound during or after the synthesis of the resol type phenolic resin, and emulsifying the resol type phenolic resin,
A process for producing a resol-type phenolic resin emulsion, comprising:
(5) The method for producing a resol type phenol resin emulsion according to (4), wherein the acidic catalyst contains an organic phosphonic acid.
(6) The said organic phosphonic acid is a manufacturing method of the resol type phenol resin emulsion as described in (4) or (5) which is shown to 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 for producing a resol type phenol resin emulsion according to claim 4, wherein the acidic catalyst contains phosphoric acids.
(8) The method for producing a resol type phenol resin emulsion according to (7), wherein in the step (a), 0.2 mol or more of the phosphoric acid is used with respect to 1 mol of the phenol.
(9) The method for producing a resol type phenol resin emulsion according to claim 7 or 8, wherein the phosphoric acid contains phosphoric acid.
(10) The novolac type phenolic resin according to any one of (4) to (9), wherein the number average molecular weight is 300 to 1,000, and the degree of dispersion of the molecular weight distribution is 1.15 to 1.6. A method for producing a resol type phenol resin emulsion.
(11) The novolac-type phenol resin is a resol-type phenol resin according to any one of (4) to (10), wherein the contents of unreacted phenols and unreacted aldehydes are each 2% by weight or less. A method for producing an emulsion.

本発明のレゾール型フェノール樹脂乳濁液は、レゾール型フェノール樹脂と、水溶性の高分子化合物とを含有するレゾール型フェノール樹脂乳濁液であって、上記レゾール型フェノール樹脂は、フェノール類に由来する芳香環同士を結合しているアルデヒド類に由来する全結合基に対して、ジメチレンエーテル基及び/又は置換ジメチレンエーテル基の割合が1〜10モル%であり、かつ、メチレン基及び/又は置換メチレン基の割合が70〜90モル%である。本発明のレゾール型フェノール樹脂乳濁液は、レゾール型フェノール樹脂を液体の形態で用いる用途においても、反応性を制御でき、硬化速度を好ましい水準にする事が出来、かつ任意の割合で水への分散性を有するものである。
そして、本発明のレゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法は、このようなレゾール型フェノール樹脂乳濁液を簡易に製造するのに好ましく適用することができるものである。
The resol type phenol resin emulsion of the present invention is a resol type phenol resin emulsion containing a resol type phenol resin and a water-soluble polymer compound, and the resol type phenol resin is derived from phenols. The ratio of the dimethylene ether group and / or the substituted dimethylene ether group is 1 to 10 mol% with respect to all the linking groups derived from the aldehydes that bind the aromatic rings to each other, and the methylene group and / or Or the ratio of a substituted methylene group is 70-90 mol%. The resol-type phenol resin emulsion of the present invention can control the reactivity even in the use of the resol-type phenol resin in a liquid form, can set the curing rate to a preferable level, and can be added to water at an arbitrary ratio. It has the dispersibility of.
And the manufacturing method of the resol type phenol resin emulsion of this invention can be applied preferably, in order to manufacture such a resol type phenol resin emulsion easily.

以下に、本発明のレゾール型フェノール樹脂乳濁液と、レゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法(以下、単に「製造方法」ということがある)について説明する。
本発明のレゾール型フェノール樹脂乳濁液(以下、単に「レゾール樹脂乳濁液」ということがある)は、レゾール型フェノール樹脂と、水溶性の高分子化合物とを含有するレゾール型フェノール樹脂乳濁液であって、上記レゾール型フェノール樹脂は、フェノール類に由来する芳香環同士を結合しているアルデヒド類に由来する全結合基に対して、ジメチレンエーテル基及び/又は置換ジメチレンエーテル基の割合が1〜10モル%であり、かつ、メチレン基及び/又は置換メチレン基の割合が70〜90モル%であることを特徴とする。
また、本発明の製造方法は、レゾール型フェノール樹脂乳濁液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て、ノボラック型フェノール樹脂を合成する工程、
(b)上記ノボラック型フェノール樹脂とアルデヒド類とを二価金属塩触媒下で反応させて、フェノール樹脂を合成する工程、及び、
(c)上記レゾール型フェノール樹脂の合成中もしくは合成後に、水溶性の高分子化合物を添加し、上記レゾール型フェノール樹脂を乳濁液化する工程、
を有することを特徴とする。
Hereinafter, the resol type phenol resin emulsion of the present invention and a method for producing the resol type phenol resin emulsion (hereinafter sometimes simply referred to as “manufacturing method”) will be described.
The resol type phenol resin emulsion of the present invention (hereinafter sometimes referred to simply as “resole resin emulsion”) is a resol type phenol resin emulsion containing a resol type phenol resin and a water-soluble polymer compound. The resol-type phenolic resin is a dimethylene ether group and / or a substituted dimethylene ether group with respect to all linking groups derived from aldehydes bonding aromatic rings derived from phenols. The ratio is 1 to 10 mol%, and the ratio of methylene groups and / or substituted methylene groups is 70 to 90 mol%.
Further, the production method of the present invention is a method for producing a resol type phenol resin emulsion,
(A) a step of synthesizing a novolac-type phenol resin by reacting phenols and aldehydes under an acidic catalyst;
(B) a step of synthesizing a phenol resin by reacting the novolac-type phenol resin and an aldehyde under a divalent metal salt catalyst, and
(C) a step of adding a water-soluble polymer compound during or after the synthesis of the resol type phenolic resin, and emulsifying the resol type phenolic resin,
It is characterized by having.

まず、本発明のレゾール樹脂乳濁液について説明する。
本発明のレゾール樹脂乳濁液は、フェノール類とアルデヒド類とを反応させたレゾール型フェノール樹脂と、水溶性の高分子化合物とを混合してなるものである。
ここで用いられるフェノール類としては特に限定されないが、例えば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール等のクレゾール、2,3−キシレノール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール、3,4−キシレノール、3,5−キシレノール等のキシレノール、o−エチルフェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノール等のエチルフェノール、イソプロピルフェノール、ブチルフェノール、p−tert−ブチルフェノール等のブチルフェノール、p−tert−アミルフェノール、p−オクチルフェノール、p−ノニルフェノール、p−クミルフェノール等のアルキルフェノール、フルオロフェノール、クロロフェノール、ブロモフェノール、ヨードフェノール等のハロゲン化フェノール、p−フェニルフェノール、アミノフェノール、ニトロフェノール、ジニトロフェノール、トリニトロフェノール等の1価フェノール置換体、および1−ナフトール、2−ナフトール等の1価のフェノール類、レゾルシン、アルキルレゾルシン、ピロガロール、カテコール、アルキルカテコール、ハイドロキノン、アルキルハイドロキノン、フロログルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ジヒドロキシナフタリン等の多価フェノール類が挙げられる。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。
First, the resol resin emulsion of the present invention will be described.
The resol resin emulsion of the present invention is obtained by mixing a resol type phenol resin obtained by reacting phenols and aldehydes with a water-soluble polymer compound.
Although it does not specifically limit as phenols used here, For example, cresol, such as phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, 3,4-xylenol, xylenol such as 3,5-xylenol, ethylphenol such as o-ethylphenol, m-ethylphenol, p-ethylphenol, isopropylphenol, butylphenol, p-tert-butylphenol Alkylphenols such as butylphenol, p-tert-amylphenol, p-octylphenol, p-nonylphenol, p-cumylphenol, and the like, fluorophenols, chlorophenol, bromophenol, iodophenol, etc. Monovalent phenol substitution products such as genated phenol, p-phenylphenol, aminophenol, nitrophenol, dinitrophenol, trinitrophenol, and monovalent phenols such as 1-naphthol and 2-naphthol, resorcin, alkylresorcin, Examples thereof include polyphenols such as pyrogallol, catechol, alkylcatechol, hydroquinone, alkylhydroquinone, phloroglucin, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, and dihydroxynaphthalene. These can be used alone or in combination of two or more.

また、アルデヒド類としては特に限定されないが、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ポリオキシメチレン、クロラール、ヘキサメチレンテトラミン、フルフラール、グリオキザール、n−ブチルアルデヒド、カプロアルデヒド、アリルアルデヒド、ベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、アクロレイン、テトラオキシメチレン、フェニルアセトアルデヒド、o−トルアルデヒド、サリチルアルデヒド等が挙げられる。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。   The aldehydes are not particularly limited, but examples include formaldehyde, paraformaldehyde, trioxane, acetaldehyde, propionaldehyde, polyoxymethylene, chloral, hexamethylenetetramine, furfural, glyoxal, n-butyraldehyde, caproaldehyde, allylaldehyde. Benzaldehyde, crotonaldehyde, acrolein, tetraoxymethylene, phenylacetaldehyde, o-tolualdehyde, salicylaldehyde and the like. These can be used alone or in combination of two or more.

更に、水溶性の高分子化合物としては特に限定されないが、一般的に保護コロイドと呼ばれるものが好ましく、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、カルボキシルエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリアクリルアマイド類、澱粉、ゼラチン、カゼイン、アラビアゴム、ポリエチレンオキシド等が挙げられる。
ポリアクリルアマイド類としては特に限定されないが、例えば、ポリアクリルアマイド、ポリメタアクリルアマイド、ポリアクリルアマイド及びポリメタアクリルアマイドの部分加水分解物、アクリルアマイドとアクリル酸ないしメタクリル酸の共重合物、ビニル系ポリビニルアマイド共重合物、カチオン化ポリアクリルアマイド、両性のポリアクリルアマイド、スルホメチレン化ポリアクリルアマイド、ウレタン化ポリビニルアルコールなどによって代表される分子中に酸アマイド基を含有するもの、あるいは、メチロール化ポリアクリルアマイドなどのような上記酸アマイド類のメチロール化合物などが挙げられる。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。
Further, the water-soluble polymer compound is not particularly limited, but what is generally called a protective colloid is preferable. For example, polyvinyl alcohol, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, polyacrylamides, Examples thereof include starch, gelatin, casein, gum arabic, and polyethylene oxide.
Polyacrylamides are not particularly limited. For example, polyacrylamide, polymethacrylamide, polyacrylamide and a partial hydrolyzate of polymethacrylamide, a copolymer of acrylic amide and acrylic acid or methacrylic acid, vinyl Polymers containing acid amide groups in the molecule represented by poly (vinyl amide) copolymers, cationized polyacrylamides, amphoteric polyacrylamides, sulfomethyleneated polyacrylamides, urethanized polyvinyl alcohol, etc., or methylolated And methylol compounds of the above acid amides such as polyacrylamide. These can be used alone or in combination of two or more.

本発明のレゾール樹脂乳濁液に用いられるレゾール型フェノール樹脂は、フェノール類に由来する芳香環同士を結合しているアルデヒド類に由来する全結合基に対して、ジメチレンエーテル基及び/又は置換ジメチレンエーテル基の割合が1〜10モル%であり、かつ、メチレン基及び/又は置換メチレン基の割合が70〜90モル%であることを特徴とする。
これにより、任意の割合で水に分散させることができるとともに、好ましい硬化性を有したレゾール樹脂乳濁液とすることができる。ジメチレンエーテル基及び/又は置換ジメチレンエーテル基の割合が上記下限値未満では、硬化速度を調整する効果が充分でないことがある。また、上記上限値を超えると、硬化速度の低下が大きくなるため、用途によっては生産性が低下することがある。
The resol type phenol resin used in the resol resin emulsion of the present invention is a dimethylene ether group and / or a substitution with respect to all bonding groups derived from aldehydes bonding aromatic rings derived from phenols. The proportion of dimethylene ether groups is 1 to 10 mol%, and the proportion of methylene groups and / or substituted methylene groups is 70 to 90 mol%.
Thereby, while being able to disperse | distribute to water in arbitrary ratios, it can be set as the resole resin emulsion which has preferable sclerosis | hardenability. When the ratio of the dimethylene ether group and / or the substituted dimethylene ether group is less than the above lower limit value, the effect of adjusting the curing rate may not be sufficient. Moreover, since the fall of a cure rate will become large when the said upper limit is exceeded, productivity may fall depending on a use.

上記レゾール型フェノール樹脂の分子量は特に限定されないが、数平均分子量が500〜1200であることが好ましい。これにより、適度な硬化性を有しつつ、低粘度とすることができる。   Although the molecular weight of the said resol type phenol resin is not specifically limited, It is preferable that a number average molecular weight is 500-1200. Thereby, it can be made low viscosity, having moderate curability.

上記レゾール型フェノール樹脂に含有される未反応モノマー類の量としては特に限定されないが、未反応フェノール類、及び、未反応アルデヒド類の含有量が、それぞれ2重量%以下であることが好ましい。これにより、使用する際の作業環境を向上させることができる。また、機械的強度など硬化物の物性の低下を抑えることができる。   The amount of unreacted monomers contained in the resol type phenol resin is not particularly limited, but the content of unreacted phenols and unreacted aldehydes is preferably 2% by weight or less. Thereby, the working environment at the time of use can be improved. Moreover, the fall of the physical property of hardened | cured material, such as mechanical strength, can be suppressed.

本発明のレゾール樹脂乳濁液において、水溶性の高分子化合物の配合割合としては特に限定されないが、レゾール樹脂乳濁液中の水分を除いた成分全体に対して、0.1〜60重量%とすることができる。更に好ましくは0.3〜30重量%であり、特に好ましくは0.5〜15重量%である。
なお、水溶性高分子の配合量は、添加する水溶性高分子の種類、レゾール樹脂乳濁液の用途などにより、適宜最適な配合量を設定することができる。
In the resole resin emulsion of the present invention, the blending ratio of the water-soluble polymer compound is not particularly limited, but is 0.1 to 60% by weight based on the total components excluding moisture in the resole resin emulsion. It can be. More preferably, it is 0.3-30 weight%, Most preferably, it is 0.5-15 weight%.
In addition, the compounding quantity of water-soluble polymer can set the compounding quantity optimal suitably according to the kind of water-soluble polymer to add, the use of a resole resin emulsion, etc.

次に、本発明の製造方法について説明する。
本発明の製造方法においては、まず、
(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て、ノボラック型フェノール樹脂を合成する。
Next, the manufacturing method of this invention is demonstrated.
In the production method of the present invention, first,
(A) Phenols and aldehydes are reacted under an acidic catalyst to synthesize a novolak type phenol resin.

ここで用いられるフェノール類及びアルデヒド類としては、上記本発明のレゾール樹脂において説明したものと同じものを例示することができる。   As phenols and aldehydes used here, the same thing as what was demonstrated in the resole resin of the said invention can be illustrated.

上記(a)工程で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、リン酸類などの無機酸、蓚酸、p−トルエンスルホン酸、有機ホスホン酸などの有機酸を用いることができる。
これらの中でも、酸性触媒として有機ホスホン酸を用いることが好ましい。これにより、分子量分布が狭いノボラック樹脂を効率的に得ることができる。また、ノボラック樹脂中に含有される未反応フェノール類、未反応アルデヒド類の量を低減させることができる。
Although it does not specifically limit as an acidic catalyst used at the said (a) process, For example, organic acids, such as inorganic acids, such as hydrochloric acid, a sulfuric acid, phosphoric acids, oxalic acid, p-toluenesulfonic acid, and organic phosphonic acid, can be used. .
Among these, it is preferable to use organic phosphonic acid as an acidic catalyst. Thereby, a novolak resin having a narrow molecular weight distribution can be obtained efficiently. Moreover, the amount of unreacted phenols and unreacted aldehydes contained in the novolak resin can be reduced.

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できるが、未反応フェノール類の含有量が少ないノボラック樹脂を製造するためには、下記一般式(I)で示される有機ホスホン酸であることが好ましい。
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。)
The organic phosphonic acid is an organic compound containing a phosphonic acid group —PO (OH) 2 , and any compound can be used. In order to produce a novolak resin with a low content of unreacted phenols, the following general formula is used. The organic phosphonic acid represented by (I) is preferred.
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特に限定されないが、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挙げられる。
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。
The organic phosphonic acid represented by the general formula (I) is not particularly limited. Examples include 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 preferable.

酸性触媒として有機ホスホン酸を用いる場合、その添加量は特に限定されないが、フェノール類1モルに対して0.001〜4モルが好ましく、更に好ましくは0.01〜0.5モルである。
上記範囲内においては、有機ホスホン酸の添加量が多いほど、分子量分布が狭く、かつ、未反応フェノール類の含有量が少ないノボラック樹脂を高収率で得る効果が高くなるが、有機ホスホン酸の添加量が上記上限値を越えるとその効果が変わらなくなり、上記下限値未満では触媒としての効果が実質的になくなるようになる。
When an organic phosphonic acid is used as the acidic catalyst, the amount added is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 4 mol, more preferably 0.01 to 0.5 mol, per 1 mol of phenols.
Within the above range, the larger the amount of organic phosphonic acid added, the narrower the molecular weight distribution and the higher the effect of obtaining a novolak resin with a low content of unreacted phenols in high yield. When the addition amount exceeds the above upper limit, the effect does not change, and when it is less than the lower limit, the effect as a catalyst is substantially lost.

上記有機ホスホン酸を用いる場合、上記(a)工程における反応条件としては特に限定されないが、反応温度は80〜200℃とすることが好ましい。更に好ましくは100〜160℃である。
反応温度が上記下限値より低いと、反応系中の水分量によっては、有機ホスホン酸が高粘度化もしくは固結して、触媒作用が低下することがある。また、上記上限値を越えると、有機ホスホン酸やノボラック樹脂の分解が起こることがある。
When using the said organic phosphonic acid, it is although it does not specifically limit as reaction conditions in the said (a) process, It is preferable that reaction temperature shall be 80-200 degreeC. More preferably, it is 100-160 degreeC.
When the reaction temperature is lower than the above lower limit, depending on the amount of water in the reaction system, the organic phosphonic acid may become highly viscous or solidified and the catalytic action may be reduced. When the above upper limit is exceeded, decomposition of the organic phosphonic acid or novolak resin may occur.

また、反応系中の水分含有率は30重量%以下とすることが好ましい。更に好ましくは1〜20重量%である。ここで水分としては、仕込み時に添加した水分、アルデヒド類及び有機ホスホン酸に含まれる水分、有機ホスホン酸の結晶水等、仕込み原料に由来する水分のほか、反応時に生成する縮合水などがある。
水分含有率は、仕込み原料中の水分量と反応で生成する縮合水量を反応系中の水分量とし、これを仕込み全量で除して算出したものである。また、水を蒸留して取り除きながら反応させる場合は、溜去する分を減じた水分量から算出することができる。
この水分含有率は少ないほど、分子量分布が狭く、かつ、未反応フェノール類が少ないノボラック樹脂を高収率に得る効果が高くなるが、結晶水を含む程度である1重量%未満であると有機ホスホン酸が高粘度化もしくは固結して、触媒作用が低下するようになる。また、30重量%を越えるとその効果がほとんど変わらなくなる。
The water content in the reaction system is preferably 30% by weight or less. More preferably, it is 1 to 20% by weight. Here, the water includes water added at the time of charging, water contained in aldehydes and organic phosphonic acid, water derived from the raw material such as crystallization water of organic phosphonic acid, and condensed water generated during the reaction.
The water content is calculated by dividing the amount of water in the charged raw material and the amount of condensed water produced by the reaction as the amount of water in the reaction system, and dividing this by the total amount charged. Moreover, when making it react, distilling and removing water, it can calculate from the moisture content which reduced the part which distills.
The smaller the water content, the higher the effect of obtaining a high yield of novolak resin with a narrow molecular weight distribution and a small amount of unreacted phenols. The phosphonic acid becomes highly viscous or solidified, and the catalytic action is lowered. On the other hand, if it exceeds 30% by weight, the effect is hardly changed.

反応時間については特に制限はなく、原料の種類、配合モル比、触媒の使用量及び種類、反応条件に応じて適宜選択することができる。   There is no restriction | limiting in particular about reaction time, According to the kind of raw material, compounding molar ratio, the usage-amount and kind of a catalyst, and reaction conditions, it can select suitably.

このような条件下で反応を行うことにより、未反応フェノール類だけでなく、2核体成分のような低分子量成分が選択的に反応するようになるので、分子量分布の狭いノボラック樹脂を効率的に得ることができる。
上記範囲外の条件、例えば、温度が上記下限値未満である条件、あるいは、水分含有率が上記上限値より多い条件下などでも、ノボラック樹脂の合成を行うことはできるが、その場合は、2核体成分のような低分子量成分が選択的な反応をする傾向が小さくなり、分子量分布が広くなる傾向がある。
By carrying out the reaction under such conditions, not only unreacted phenols but also low molecular weight components such as dinuclear components react selectively, so that novolak resins with a narrow molecular weight distribution can be efficiently used. Can get to.
The novolak resin can be synthesized even under conditions outside the above range, for example, under conditions where the temperature is less than the above lower limit value, or under conditions where the moisture content is greater than the above upper limit value. There is a tendency that a low molecular weight component such as a nuclear component is selectively reacted and a molecular weight distribution is widened.

反応終了後、触媒除去のために、中和や水洗を行ってもよい。また、必要により、水や有機溶剤、更には未反応フェノール類を除去するため、常圧蒸留や、減圧蒸留、水蒸気蒸留等を行うこともできる。   After completion of the reaction, neutralization or washing with water may be performed to remove the catalyst. Moreover, in order to remove water, an organic solvent, and also unreacted phenol as needed, atmospheric distillation, reduced pressure distillation, steam distillation, etc. can also be performed.

また、本発明の製造方法においては、上記(a)工程で、酸性触媒としてリン酸類を用いることが好ましい。これにより、有機ホスホン酸を用いた場合と同様の効果を得ることができる。   Moreover, in the manufacturing method of this invention, it is preferable to use phosphoric acids as an acidic catalyst at the said (a) process. Thereby, the same effect as the case where organic phosphonic acid is used can be acquired.

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。   Here, as the phosphoric acid, a phosphoric acid compound that 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, etc. In addition to linear polyphosphoric acid, cyclic polyphosphoric acid, diphosphorus pentoxide, phosphorous acid, hypophosphorous acid and the like, various phosphoric acid 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。リン酸は水溶液の形態で用いる場合に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。   Of these phosphoric acids, phosphoric acid is preferred. When phosphoric acid is used in the form of an aqueous solution, the concentration can be easily adjusted, and it can be obtained at low cost.

リン酸類をリン酸類水溶液の形態で用いる際のリン酸類の濃度としては特に限定されないが、リン酸類水溶液全体に対し、20〜99重量%であることが好ましく、更に好ましくは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 phosphoric acid when using phosphoric acid in the form of a phosphoric acid aqueous solution is not particularly limited, but is preferably 20 to 99% by weight, more preferably 40 to 99% by weight with respect to the entire phosphoric acid aqueous solution. is there.
By setting the concentration of phosphoric acid in the phosphoric acid aqueous solution to the above lower limit or more, the reaction between phenols and aldehydes can be efficiently advanced.

ここで用いられるリン酸類の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0.2モル以上であることが好ましく、0.2〜1.0モルであることがより好ましい。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、リン酸類水溶液を有す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、0.3〜0.9モルであることが更に好ましく、0.4〜0.8モルであることが特に好ましい。これにより、未反応フェノール類の含有量が少ないノボラック樹脂を効率的に得ることができる。
The amount of the phosphoric acid used here is not particularly limited, but is preferably 0.2 mol or more, more preferably 0.2 to 1.0 mol, relative to 1 mol of phenols. Thereby, in the system which reacts phenols and aldehydes using phosphoric acids, distribution of the organic phase which has phenols as a main component and the aqueous phase which has phosphoric acid aqueous solution can be stabilized.
The amount of the phosphoric acid is more preferably 0.3 to 0.9 mol, and particularly preferably 0.4 to 0.8 mol with respect to 1 mol of the phenol. Thereby, the novolak resin with little content of unreacted phenols can be obtained efficiently.

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いノボラック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、上記上限値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、上記下限値未満では、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るので、反応速度が低下するようになる。   Increasing the amount of the phosphoric acid tends to increase the effect of obtaining a novolak resin with a low content of unreacted phenols in a high yield, but the amount exceeds the upper limit with respect to 1 mol of phenols. Even if is used, this effect may not be substantially changed, so it may not be economical. Moreover, if it is less than the said lower limit, since the phosphoric acid density | concentration in an aqueous phase will become low in order to distribute an organic phase and an aqueous phase stably, reaction rate will come to fall.

酸性触媒としてリン酸類を用いた場合、上記(a)工程における反応条件としては特に限定されないが、反応温度は40〜150℃であることが好ましい。更に好ましくは90〜140℃である。反応温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促進させることができ、未反応フェノール類の含有量を低減させることができる。また、リン酸類水溶液を好ましい粘度にすることができ、触媒作用が低下するのを避けることができる。一方、上記上限値以下とすることにより、ノボラック樹脂の分解を抑制することができる。   When phosphoric acids are used as the acidic catalyst, the reaction conditions in the step (a) are not particularly limited, but the reaction temperature is preferably 40 to 150 ° C. More preferably, it is 90-140 degreeC. By making reaction temperature more than the said lower limit, reaction with phenols and aldehydes can be accelerated | stimulated and content of unreacted phenols can be reduced. Moreover, it can make phosphoric acid aqueous solution into a preferable viscosity, and can avoid that a catalytic action falls. On the other hand, the decomposition of the novolak resin can be suppressed by setting it to the upper limit value or less.

酸性触媒としてリン酸類を用いた場合、反応系中の水分含有率としては特に限定されないが、1〜40重量%とすることが好ましい。更に好ましくは1〜30重量%である。水分含有率は、上記有機ホスホン酸を用いた場合と同様にして算出することができる。
この水分含有率を、好ましくは上記の範囲内で反応を行うことにより、分子量分布が狭く、かつ、未反応フェノール類の含有量が少ないノボラック樹脂を高収率で得ることができる。
反応系中の水分含有率を上記範囲内にすることにより、リン酸類が高粘度化もしくは固結するのを抑えることができ且つ、反応速度の低下を抑制することができるので、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。
When phosphoric acids are used as the acidic catalyst, the water content in the reaction system is not particularly limited, but is preferably 1 to 40% by weight. More preferably, it is 1 to 30% by weight. The water content can be calculated in the same manner as in the case of using the organic phosphonic acid.
By carrying out the reaction preferably within this range for the water content, a novolak resin having a narrow molecular weight distribution and a low content of unreacted phenols can be obtained in a high yield.
By setting the water content in the reaction system within the above range, it is possible to suppress the increase in viscosity or consolidation of phosphoric acids and to suppress a decrease in the reaction rate. It is possible to efficiently proceed with the reaction.

このような反応条件は、未反応フェノール類だけでなく、2核体成分のような低分子量成分を選択的に反応させるのに有効であり、得られるノボラック樹脂の分子量分布を狭くすることができる。
すなわち、未反応フェノール類の反応は上記反応条件の範囲外においても充分に進行するが、2核体成分のような低分子量成分の選択的な反応に対しては、上記反応条件の範囲内とすることが効果的である。
Such reaction conditions are effective for selectively reacting not only unreacted phenols but also low molecular weight components such as dinuclear components, and can narrow the molecular weight distribution of the resulting novolak resin. .
That is, the reaction of unreacted phenols proceeds sufficiently even outside the range of the above reaction conditions, but for the selective reaction of a low molecular weight component such as a binuclear component, it is within the range of the above reaction conditions. It is effective to do.

反応時間については特に制限はなく、出発原料の種類、配合モル比、触媒の使用量及び種類、反応条件に応じて適宜選択することができる。   There is no restriction | limiting in particular about reaction time, According to the kind of starting material, compounding molar ratio, the usage-amount and kind of a catalyst, and reaction conditions, it can select suitably.

反応終了後、触媒除去のために、中和や水洗を行ってもよい。また、必要により、水や有機溶剤、更には未反応フェノール類を除去するため、常圧蒸留や、減圧蒸留、水蒸気蒸留等を行うこともできる。   After completion of the reaction, neutralization or washing with water may be performed to remove the catalyst. Moreover, in order to remove water, an organic solvent, and also unreacted phenol as needed, atmospheric distillation, reduced pressure distillation, steam distillation, etc. can also be performed.

上記(a)工程で、有機ホスホン酸、あるいは、リン酸類を触媒として用いる場合は、これらの触媒のほか、シュウ酸、硫酸、塩酸、p−トルエンスルホン酸などの、通常、ノボラック樹脂の製造で使用する酸性触媒を併用することもできる。
これらの酸性触媒の併用は、特に4核体成分以上の高分子量成分を必要とする場合、そ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である。
When organic phosphonic acid or phosphoric acid is used as a catalyst in the above step (a), in addition to these catalysts, usually in the production of novolak resins such as oxalic acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, p-toluenesulfonic acid, etc. The acidic catalyst to be used can also be used in combination.
The combined use of these acidic catalysts is effective for accelerating the reaction particularly when a high molecular weight component higher than the tetranuclear component is required, and is an effective means for controlling the molecular weight distribution.

上記(a)工程において得られるノボラック樹脂は、以上に説明したように、フェノール類とアルデヒド類とを、有機ホスホン酸、あるいは、リン酸類を触媒として用いて反応させて得られるものであることが好ましいが、これ以外にも、公知の酸性触媒を用いて反応させて得ることもできる。
このとき、酸性触媒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、0.001〜0.1モルとすることが好ましく、更に好ましくは0.005〜0.05モルである。
また、このときの反応条件は、通常、温度管理の容易な還流条件で反応させることができる。反応時間については特に制限はなく、出発原料の種類、配合モル比、触媒の使用量及び種類、反応条件に応じて適宜決定すればよい。
この場合、得られる樹脂中に含有される未反応フェノール類、あるいは2核体成分の量が多くなったり、分子量分布が広くなったりすることがあるので、必要に応じて、常圧蒸留や、減圧蒸留、水蒸気蒸留、再結晶、溶剤抽出、水洗、分画等の方法を適用することができる。
低核体成分を除去する方法の一例を挙げると、未反応フェノール類は170℃、500Paの減圧条件下で、また、2核体成分は、250℃、100Paの減圧条件下で除去することができる。
As described above, the novolak resin obtained in the step (a) may be obtained by reacting phenols and aldehydes using organic phosphonic acid or phosphoric acid as a catalyst. Although it is preferable, other than this, it can also obtain by making it react using a well-known acidic catalyst.
At this time, the addition amount of the acidic catalyst is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 0.1 mol, more preferably 0.005 to 0.05 mol, with respect to 1 mol of phenols. .
In addition, the reaction conditions at this time can usually be reacted under reflux conditions with easy temperature control. There is no restriction | limiting in particular about reaction time, What is necessary is just to determine suitably according to the kind of starting material, a compounding molar ratio, the usage-amount and kind of a catalyst, and reaction conditions.
In this case, the amount of unreacted phenols or dinuclear components contained in the obtained resin may increase, or the molecular weight distribution may be widened. Methods such as vacuum distillation, steam distillation, recrystallization, solvent extraction, water washing and fractionation can be applied.
As an example of a method for removing low nuclear components, unreacted phenols can be removed under reduced pressure conditions of 170 ° C. and 500 Pa, and dinuclear components can be removed under reduced pressure conditions of 250 ° C. and 100 Pa. it can.

上記フェノール類とアルデヒド類との反応方法としては特に限定されないが、例えば、反応の開始時にフェノール類とアルデヒド類を全量一括して仕込み、酸性触媒下で反応させる方法、あるいは、反応初期の発熱を抑えるため、フェノール類と酸性触媒とを混合してから、ここにアルデヒド類を逐次添加して反応させる方法、などを適用することができる。   The reaction method of the above phenols and aldehydes is not particularly limited. In order to suppress this, it is possible to apply a method in which phenols and an acidic catalyst are mixed and then aldehydes are sequentially added and reacted therewith.

上記(a)工程で得られるノボラック樹脂の分子量としては特に限定されないが、数平均分子量が300〜1000であり、かつ、分子量分布の分散度が1.15〜1.6であることが好ましい。更に好ましくは数平均分子量が500〜800、分散度が1.2〜1.5である。
このようなノボラック樹脂を用いることにより、(b)工程において反応系の粘度が過上昇するのを防止することができる。また、レゾール樹脂に好ましい比率のジメチレンエーテル結合を生成することができる。
Although it does not specifically limit as molecular weight of the novolak resin obtained at the said (a) process, It is preferable that a number average molecular weight is 300-1000 and the dispersion degree of molecular weight distribution is 1.15-1.6. More preferably, the number average molecular weight is 500 to 800, and the dispersity is 1.2 to 1.5.
By using such a novolak resin, it is possible to prevent the viscosity of the reaction system from excessively increasing in the step (b). Moreover, the dimethylene ether bond of the ratio preferable for a resole resin can be produced | generated.

また、上記(a)工程により合成されたノボラック樹脂中に含有される未反応フェノール類と未反応アルデヒド類の含有量は特に限定されないが、それぞれ2重量%以下であることが好ましい。
これにより、未反応フェノール類と未反応アルデヒド類の含有量が少ないレゾール樹脂を効率的に得ることができる。
Further, the contents of unreacted phenols and unreacted aldehydes contained in the novolak resin synthesized by the step (a) are not particularly limited, but each is preferably 2% by weight or less.
Thereby, the resol resin with little content of unreacted phenols and unreacted aldehydes can be obtained efficiently.

上記(a)工程で合成されるノボラック樹脂中に含有される未反応フェノール類と未反応アルデヒド類の含有量を上記上限値以下とする方法としては特に限定されないが、酸性触媒として、有機ホスホン酸、あるいは、リン酸類を用いた場合は、反応により概ね上記上限値以下にすることができる。更に、必要に応じて、常圧蒸留、減圧蒸留、水蒸気蒸留等を組み合わせて、未反応フェノール類と未反応アルデヒド類を除去することができる。
また、酸性触媒として有機ホスホン酸やリン酸類以外のものを用いた場合は、ノボラック型フェノール樹脂を合成後、常圧蒸留、減圧蒸留等により未反応フェノール類と未反応アルデヒド類を除去することができる。
Although there is no particular limitation on the method of setting the content of unreacted phenols and unreacted aldehydes contained in the novolak resin synthesized in the step (a) to the upper limit or less, an organic phosphonic acid can be used as an acidic catalyst. Alternatively, when phosphoric acids are used, the reaction can be made generally lower than the above upper limit value by reaction. Furthermore, if necessary, unreacted phenols and unreacted aldehydes can be removed by combining atmospheric distillation, reduced pressure distillation, steam distillation and the like.
In addition, when an acid catalyst other than organic phosphonic acid or phosphoric acid is used, unreacted phenols and unreacted aldehydes may be removed by atmospheric distillation, vacuum distillation, etc. after synthesizing a novolak type phenol resin. it can.

上記(a)工程で用いられるフェノール類とアルデヒド類の反応モル比は特に限定されないが、酸性触媒として有機ホスホン酸を用いる場合は、フェノール類(P)に対するアルデヒド類(F)のモル比(F/P)が0.5〜0.95であることが好ましく、更に好ましくは0.5〜0.85、特に好ましくは0.6〜0.8である。
また、酸性触媒としてリン酸類を用いる場合の反応モル比は特に限定されないが、0.1〜1.0とすることが好ましく、更に好ましくは0.3〜0.9、特に好ましくは、0.4〜0.8である。
また、酸性触媒として有機ホスホン酸やリン酸類以外のものを用いる場合の反応モル比は特に限定されないが、0.3〜0.85とすることが好ましく、更に好ましくは0.4〜0.8である。
これにより、上記の性状を有する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。
反応モル比が上記下限値より小さいと、未反応フェノール類の含有量が多くなる傾向があり、これをレゾール樹脂化したときにも未反応フェノール類の含有量が少ないものを得るのが難しいことがある。一方、上記上限値を越えると、ノボラック樹脂をレゾール樹脂化する工程において、高粘度化あるいは反応条件によってはゲル化することがある。
The reaction molar ratio of the phenols and aldehydes used in the step (a) is not particularly limited. However, when organic phosphonic acid is used as the acidic catalyst, the molar ratio of the aldehydes (F 1 ) to the phenols (P) ( F 1 / P) is preferably 0.5 to 0.95, more preferably 0.5 to 0.85, and particularly preferably 0.6 to 0.8.
The reaction molar ratio when phosphoric acids are used as the acidic catalyst is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 1.0, more preferably 0.3 to 0.9, and particularly preferably 0.00. 4 to 0.8.
In addition, the reaction molar ratio when using an acid catalyst other than organic phosphonic acid or phosphoric acid is not particularly limited, but is preferably 0.3 to 0.85, and more preferably 0.4 to 0.8. It is.
Thereby, the novolak-type phenol resin which has said property can be obtained efficiently.
If the reaction molar ratio is smaller than the above lower limit, the content of unreacted phenols tends to increase, and it is difficult to obtain a product having a low content of unreacted phenols even when this is converted to a resole resin. There is. On the other hand, when the above upper limit is exceeded, in the step of converting the novolak resin to a resole resin, there is a case where the viscosity increases or gelation occurs depending on reaction conditions.

なお、酸性触媒として有機ホスホン酸、あるいは、リン酸類を用いる場合は、反応終了後、これらを水洗にて除去あるいは回収することができる。水洗方法、除去あるいは回収方法について特に限定されず、水洗等により回収した有機ホスホン酸やリン酸類は再度触媒として使用してもよいし、アルカリ性の物質によって中和してもよい。   In addition, when using organic phosphonic acid or phosphoric acid as an acidic catalyst, after completion | finish of reaction, these can be removed or collect | recovered by water washing. The washing method, removal or recovery method is not particularly limited, and the organic phosphonic acid or phosphoric acid recovered by washing or the like may be used again as a catalyst, or may be neutralized with an alkaline substance.

次に、本発明の製造方法においては、
(b)上記ノボラック樹脂とアルデヒド類とを、二価金属塩の存在下で反応させ、レゾール樹脂を合成する。
Next, in the production method of the present invention,
(B) The novolac resin and aldehyde are reacted in the presence of a divalent metal salt to synthesize a resole resin.

上記(b)工程で用いられるアルデヒド類としては特に限定されないが、上記(a)工程で用いられるものと同じものを例示することができる。   Although it does not specifically limit as aldehydes used at the said (b) process, The same thing as what is used at the said (a) process can be illustrated.

上記(b)工程で用いられるアルデヒド類の量は特に限定されないが、上記(a)工程で、フェノール樹脂中に残存している未反応フェノール類が除去されることがあることから、このような場合も含めて、上記(a)工程で用いたフェノール類(P)に対し、上記(a)工程で用いたアルデヒド類(F)と、(b)工程で用いるアルデヒド類(F)との合計で、モル比[(F+F)/P]で0.7〜3.0とすることが好ましく、更に好ましくは0.8〜2.5である。
このモル比が上記下限値未満では、(b)工程におけるレゾール樹脂化が不十分となることがあり、上記上限値を越えると、未反応アルデヒド類が多く残ることがある。
Although the amount of aldehydes used in the step (b) is not particularly limited, unreacted phenols remaining in the phenol resin may be removed in the step (a). Including the case, the aldehydes (F 1 ) used in the step (a) and the aldehydes (F 2 ) used in the step (b) with respect to the phenols (P) used in the step (a) The molar ratio [(F 1 + F 2 ) / P] is preferably 0.7 to 3.0, and more preferably 0.8 to 2.5.
When this molar ratio is less than the above lower limit, resol resinification in the step (b) may be insufficient, and when the upper limit is exceeded, a large amount of unreacted aldehyde may remain.

上記(b)工程で用いられる二価金属塩としては特に限定されないが、二価金属としては、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、クロム、マンガン、亜鉛、銅、カルシウム、マグネシウム、バリウムなどが挙げられる。そして、二価金属塩としては、例えば、酢酸塩などの有機塩類のほか、ハロゲン化物、酸化物などが挙げられる。具体的には、酢酸亜鉛、酢酸マンガン、酸化マグネシウム、などを用いることができる。   Although it does not specifically limit as a bivalent metal salt used at the said (b) process, As a bivalent metal, iron, cobalt, nickel, chromium, manganese, zinc, copper, calcium, magnesium, barium etc. are mentioned, for example. . Examples of the divalent metal salt include halides and oxides in addition to organic salts such as acetate. Specifically, zinc acetate, manganese acetate, magnesium oxide, or the like can be used.

上記(b)工程における二価金属塩の添加量は特に限定されないが、上記(a)工程で用いたフェノール類1モルに対し、通常、0.0001〜0.5モル、好ましくは0.001〜0.05モルである。
二価金属塩の添加量が上記下限値未満では触媒としての作用が十分でないことがあり、一方、上記上限値を越えると、得られるレゾール樹脂の硬化性に影響を与えることがある。
The addition amount of the divalent metal salt in the step (b) is not particularly limited, but is usually 0.0001 to 0.5 mol, preferably 0.001 with respect to 1 mol of the phenols used in the step (a). -0.05 mol.
When the addition amount of the divalent metal salt is less than the above lower limit value, the action as a catalyst may not be sufficient. On the other hand, when the upper limit value is exceeded, the curability of the resulting resol resin may be affected.

上記(b)工程で得られるレゾール樹脂に含有される未反応モノマー類の量としては特に限定されないが、未反応フェノール類、及び、未反応アルデヒド類の含有量がそれぞれ2重量%以下であることが好ましい。   The amount of unreacted monomers contained in the resol resin obtained in the step (b) is not particularly limited, but the content of unreacted phenols and unreacted aldehydes is 2% by weight or less, respectively. Is preferred.

レゾール樹脂中の未反応フェノール類と未反応アルデヒド類の含有量をそれぞれ2重量%以下とする方法としては特に限定されないが、上記(a)工程において、未反応フェノール類及び未反応アルデヒド類の含有量が少ないノボラック樹脂、好ましくは未反応フェノール類及び未反応アルデヒド類の含有量が2重量%以下であるノボラック樹脂を合成し、これをもとにレゾール樹脂を合成することが好ましい。これにより、過剰な高分子量化やゲル化等の問題を起こすことなく、未反応フェノール類及び未反応アルデヒド類の含有量がそれぞれ2重量%以下であるレゾール樹脂を得ることができる。
なお、このほかにも必要に応じて、従来知られている未反応フェノール類と未反応アルデヒド類を除去する工程あるいは方法を組み合わせて用いることもできる。
Although there is no particular limitation on the method of setting the content of unreacted phenols and unreacted aldehydes in the resole resin to 2% by weight or less, respectively, in step (a), the content of unreacted phenols and unreacted aldehydes It is preferable to synthesize a novolak resin having a small amount, preferably a novolak resin having an unreacted phenol content and an unreacted aldehyde content of 2% by weight or less, and synthesize a resol resin based on this. Thereby, a resol resin in which the contents of unreacted phenols and unreacted aldehydes are each 2% by weight or less can be obtained without causing problems such as excessive high molecular weight and gelation.
In addition to the above, if necessary, a conventionally known process or method for removing unreacted phenols and unreacted aldehydes may be used in combination.

上記(a)工程において、触媒として有機ホスホン酸、あるいは、リン酸類を触媒として、フェノール類とアルデヒド類からノボラック樹脂を合成した後、更にその生成物とアルデヒド類とからレゾール樹脂を合成した場合に、未反応フェノール類と未反応アルデヒド類の含有量を低減したレゾール樹脂が得られる理由は、以下のように考えられる。
有機ホスホン酸やリン酸類は、非常に水溶性が高い。そして、フェノール類、アルデヒド類は水への溶解性が相対的には小さく、ノボラック樹脂は分子量増大ととも水への溶解性が更に低下する性質を有している。このため反応開始時には、触媒である有機ホスホン酸やリン酸類を多量に含んだ水相と、触媒がほとんど存在しないフェノール類からなる有機相とに相分離した状態となる。そして、水相に溶出したフェノール類とアルデヒド類の反応が優先的に進行し、その結果、未反応フェノール類の含有量が低減する。更に、これがより高分子化する反応は起こりにくいことから、未反応フェノール類の含有量が少なく分子量分布の狭いノボラック樹脂が得られる。
In the step (a), after synthesizing a novolak resin from a phenol and an aldehyde using an organic phosphonic acid or phosphoric acid as a catalyst, and further synthesizing a resole resin from the product and the aldehyde. The reason why a resol resin having a reduced content of unreacted phenols and unreacted aldehydes can be considered as follows.
Organic phosphonic acids and phosphoric acids are very water-soluble. Phenols and aldehydes have relatively low solubility in water, and novolak resins have the property of further decreasing solubility in water as the molecular weight increases. For this reason, at the start of the reaction, the phase is separated into an aqueous phase containing a large amount of organic phosphonic acid or phosphoric acid as a catalyst and an organic phase composed of phenols with almost no catalyst. And the reaction of phenols and aldehydes eluted in the aqueous phase proceeds preferentially, and as a result, the content of unreacted phenols is reduced. Furthermore, since the reaction of increasing the molecular weight is difficult to occur, a novolak resin having a small content of unreacted phenols and a narrow molecular weight distribution can be obtained.

次いで、得られたノボラック樹脂を原料として、アルデヒド類を必要量添加してレゾール樹脂化を行うことで、未反応フェノール類と未反応アルデヒド類の含有量が少なく、所望とする分子量を有するレゾール樹脂を製造することができる。   Next, using the obtained novolak resin as a raw material, a resol resin having a desired molecular weight is obtained by adding a necessary amount of aldehydes to form a resole resin, thereby reducing the content of unreacted phenols and unreacted aldehydes. Can be manufactured.

本発明の製造方法により得られるレゾール樹脂は、フェノール類に由来する芳香環同士を結合しているアルデヒド類に由来する全結合基に対して、ジメチレンエーテル基及び/又は置換ジメチレンエーテル基の割合が1〜10モル%であり、かつ、メチレン基及び/又は置換メチレン基の割合が70〜90モル%であることが好ましい。上記範囲にすることにより、好ましい硬化性を有したレゾール樹脂とすることができる。   The resol resin obtained by the production method of the present invention has a dimethylene ether group and / or a substituted dimethylene ether group with respect to all linking groups derived from aldehydes bonding aromatic rings derived from phenols. The proportion is preferably 1 to 10 mol%, and the proportion of methylene group and / or substituted methylene group is preferably 70 to 90 mol%. By setting it within the above range, a resol resin having preferable curability can be obtained.

アルデヒド類に由来する全結合基に対する、上記各結合基の割合を上記範囲内とする方法としては特に限定されないが、本発明の製造方法の上記(b)工程、すなわち、上記(a)工程で得られたノボラック樹脂を原料として、触媒として二価金属塩を用いてレゾール樹脂を合成することにより、メチロール基及び/又は置換メチロール基が縮合したアルキルエーテル架橋、すなわち、ジメチレンエーテル基及び/又は置換ジメチレンエーテル基を好適な割合で生成させることができ、これにより、本発明のレゾール樹脂を得ることができる。
そして、ジメチレンエーテル基及び/又は置換ジメチレンエーテル基の比率は、上記(b)工程における反応時間、触媒添加量、反応系内の水分量、反応モル比(F/P)などによって調整することができる。
Although it does not specifically limit as a method to make the ratio of each said coupling group in the said range with respect to all the coupling groups derived from aldehydes, In the said (b) process of the manufacturing method of this invention, ie, said (a) process. By synthesizing a resol resin using a divalent metal salt as a catalyst using the obtained novolak resin as a raw material, an alkyl ether bridge in which a methylol group and / or a substituted methylol group are condensed, that is, a dimethylene ether group and / or Substituted dimethylene ether groups can be generated at a suitable ratio, whereby the resol resin of the present invention can be obtained.
The ratio of the dimethylene ether group and / or the substituted dimethylene ether group is adjusted by the reaction time, the amount of catalyst added, the amount of water in the reaction system, the reaction molar ratio (F / P), etc. in the step (b). be able to.

このようにして得られたレゾール樹脂分子内のジメチレンエーテル基及び/又は置換ジメチレンエーテル基は、メチレン基及び/又は置換メチレン基と比較して反応性が小さいという特徴を有する。このため、分子内におけるこれら結合基の比率を調整することにより、目的とする反応性、硬化速度を有したレゾール樹脂とすることができ、これを乳濁液化したレゾール樹脂乳濁液が用いられる用途によって適宜最適化することにより、各々の用途において好適に用いることができる。   The dimethylene ether group and / or the substituted dimethylene ether group in the resole resin molecule thus obtained has a feature that the reactivity is smaller than that of the methylene group and / or the substituted methylene group. Therefore, by adjusting the ratio of these bonding groups in the molecule, it is possible to obtain a resole resin having the desired reactivity and curing speed, and a resole resin emulsion obtained by emulsifying the resole resin is used. By appropriately optimizing according to the application, it can be suitably used in each application.

次に、本発明の製造方法においては、(c)上記レゾール型フェノール樹脂の合成中もしくは合成後に、水溶性高分子を添加し、上記レゾール型フェノール樹脂を乳濁液化する。   Next, in the production method of the present invention, (c) during or after the synthesis of the resol type phenol resin, a water-soluble polymer is added to make the resol type phenol resin into an emulsion.

本発明の製造方法において、上記(b)工程で合成されたレゾール型フェノール樹脂に、水溶性高分子を添加し、乳濁液化する方法としては、特に限定されないが、例えば、下記の方法が挙げられる。
(A)ノボラック型フェノール樹脂とアルデヒド類とを、二価金属塩触媒の存在下で途中まで反応させ、次いで水溶性の高分子化合物を添加し、更に反応を続けた後、所望とする最終のレゾール型フェノール樹脂の乳濁液を得る。
(B)ノボラック型フェノール樹脂とアルデヒド類とを、二価金属塩触媒の存在下で反応させ、反応の終了後に水溶性の高分子化合物を添加し、均一に混合し、レゾール型フェノール樹脂の乳濁液を得る。
In the production method of the present invention, a method for adding a water-soluble polymer to the resol-type phenol resin synthesized in the step (b) and emulsifying it is not particularly limited, but examples thereof include the following methods. It is done.
(A) A novolac-type phenol resin and aldehydes are reacted halfway in the presence of a divalent metal salt catalyst, then a water-soluble polymer compound is added, and the reaction is further continued. An emulsion of resol type phenolic resin is obtained.
(B) A novolac-type phenol resin and aldehydes are reacted in the presence of a divalent metal salt catalyst, and after completion of the reaction, a water-soluble polymer compound is added and mixed uniformly. A turbid liquid is obtained.

本発明の製造方法において、上記(c)工程で用いられる水溶性の高分子化合物としては、上記本発明のレゾール樹脂乳濁液において説明したものと同じものを例示することができる。
これらの水溶性の高分子化合物を用いる形態としては特に限定されないが、例えば、水溶性高分子をあらかじめ水溶液としたものを添加してもよいし、反応系中においてこれら水溶性高分子が溶解する時間を確保できる場合は、粉末の形態で添加することもできる。
In the production method of the present invention, examples of the water-soluble polymer compound used in the step (c) include the same compounds as those described in the resol resin emulsion of the present invention.
Although the form using these water-soluble polymer compounds is not particularly limited, for example, a water-soluble polymer previously prepared as an aqueous solution may be added, or these water-soluble polymers are dissolved in the reaction system. If time can be secured, it can be added in the form of powder.

本発明の製造方法において、上記(c)工程で用いられる水溶性の高分子化合物の添加量としては特に限定されないが、通常、最終のレゾール樹脂乳濁液中の水分を除いた成分全体に対して、0.1〜60重量%を使用する。更に好ましくは0.3〜30重量%であり、特に好ましくは0.5〜15重量%である。
なお、水溶性高分子の配合量は、添加する水溶性高分子の種類、レゾール樹脂乳濁液の用途などにより、適宜最適な配合量を設定することができる。
In the production method of the present invention, the addition amount of the water-soluble polymer compound used in the step (c) is not particularly limited, but usually, with respect to the entire component excluding moisture in the final resol resin emulsion. 0.1 to 60% by weight is used. More preferably, it is 0.3-30 weight%, Most preferably, it is 0.5-15 weight%.
In addition, the compounding quantity of water-soluble polymer can set the compounding quantity optimal suitably according to the kind of water-soluble polymer to add, the use of a resole resin emulsion, etc.

また、レゾール樹脂乳濁液を得る際には、上記水溶性の高分子化合物のほか、必要に応じて分散助剤を併用することもできる。
ここで分散助剤としては特に限定されないが、一般に界面活性剤、キレート剤、保護コロイドといわれるものを使用することができ、例えば、アニオン型、カチオン型、非イオン型、両性イオン型の界面活性剤、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、アルギン酸ソーダ、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル部分加水分解物、澱粉類、トラガカントゴム、カゼイン、ゼラチン、グルテン、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルピロリドン、スチレン無水マレイン酸共重合物、ポリアクリル酸、ポリエチレングリコールなどの保護コロイド物質等が挙げられる。これらの分散助剤は、二価金属塩触媒の種類、レゾール樹脂乳濁液の用途などによって選択することができるが、使用する場合は少量の添加量でよい。添加するタイミングは水溶性高分子の添加に対し前後しても構わないし、あるいは同時でもよい。
Moreover, when obtaining a resole resin emulsion, a dispersion | distribution adjuvant can also be used together as needed other than the said water-soluble polymer compound.
Here, the dispersing aid is not particularly limited, but generally, surfactants, chelating agents, protective colloids can be used, for example, anionic, cationic, nonionic, zwitterionic surfactants. Agent, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, sodium alginate, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate partial hydrolyzate, starch, tragacanth gum, casein, gelatin, gluten, polyvinyl methyl ether, polyvinyl pyrrolidone, styrene maleic anhydride copolymer, Examples thereof include protective colloid materials such as polyacrylic acid and polyethylene glycol. These dispersing aids can be selected depending on the type of the divalent metal salt catalyst, the use of the resol resin emulsion, and the like. The timing of addition may be before or after the addition of the water-soluble polymer, or may be simultaneous.

本発明のレゾール樹脂乳濁液の製造方法において、上記(a)ないし(c)工程で用いられる反応装置としては特に限定されないが、通常の反応釜を使用して行うことができる。
特に、上記(c)工程においても、ホモディスパー、ホモミキサー、ホモジナイザーや湿式粉砕機などのいわゆる乳化装置による強制攪拌を必要としない。ただし、必要に応じ、上述の乳化装置を併用しても構わない。
In the method for producing a resol resin emulsion of the present invention, the reaction apparatus used in the above steps (a) to (c) is not particularly limited, but can be carried out using a normal reaction kettle.
In particular, even in the step (c), forced stirring by a so-called emulsifier such as a homodisper, a homomixer, a homogenizer, or a wet pulverizer is not required. However, if necessary, the above-described emulsification apparatus may be used in combination.

以上に説明したように、本発明のレゾール樹脂乳濁液の製造方法においては、
(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て、ノボラック型フェノール樹脂を合成する工程、
(b)上記ノボラック型フェノール樹脂とアルデヒド類とを二価金属塩触媒下で反応させて、レゾール型フェノール樹脂を合成する工程、及び、
(c)上記レゾール型フェノール樹脂の合成中もしくは合成後に、水溶性の高分子化合物を添加して上記レゾール型フェノール樹脂を乳濁液化する工程、
を有することを特徴とする。
このように、上記(a)工程においてノボラック樹脂を合成し、これを上記(b)工程において二価金属塩の存在下でレゾール樹脂化することにより、所定の割合のジメチレンエーテル基及び/又は置換ジメチレンエーテル基を導入したレゾール樹脂を得ることができる。このようにして得られたレゾール樹脂は、好ましい硬化性を有するものである。
ここで特に、上記(a)工程において、酸性触媒として有機ホスホン酸、あるいは、リン酸類を用いることにより、分子量分布が狭く、未反応フェノール類、及び、未反応アルデヒド類の含有量が少ないノボラック樹脂を効率的に得ることができる。そして、これをレゾール樹脂化することにより、上記効果に加えて、未反応フェノール類、及び、未反応アルデヒド類の含有量が少ないレゾール樹脂を得ることができる
そして、かかるレゾール型フェノール樹脂を、上記(c)工程により乳濁液化することにより、上記効果に加え、未反応モノマーの含有量が少ないレゾール樹脂乳濁液を製造することができる。
As explained above, in the method for producing a resol resin emulsion of the present invention,
(A) a step of synthesizing a novolac-type phenol resin by reacting phenols and aldehydes under an acidic catalyst;
(B) a step of synthesizing a resol type phenolic resin by reacting the novolac type phenolic resin and an aldehyde under a divalent metal salt catalyst; and
(C) a step of emulsifying the resol-type phenol resin by adding a water-soluble polymer compound during or after the synthesis of the resol-type phenol resin;
It is characterized by having.
In this way, a novolak resin is synthesized in the step (a) and converted into a resole resin in the presence of a divalent metal salt in the step (b), whereby a predetermined proportion of dimethylene ether groups and / or A resol resin into which a substituted dimethylene ether group is introduced can be obtained. The resol resin thus obtained has preferable curability.
Here, in particular, in the step (a), novolak resin having a narrow molecular weight distribution and a low content of unreacted phenols and unreacted aldehydes by using organic phosphonic acid or phosphoric acid as an acidic catalyst. Can be obtained efficiently. And by making this a resol resin, in addition to the above effects, it is possible to obtain a resol resin having a low content of unreacted phenols and unreacted aldehydes. (C) In addition to the said effect, the resol resin emulsion with little content of an unreacted monomer can be manufactured by emulsifying by a process.

このようにして得られたレゾール樹脂乳濁液は、従来のメチロール型レゾール樹脂や、ジメチレンエーテル型レゾール樹脂を用いた乳濁液と比較して、反応性の調整が容易であり、用途に合わせて硬化速度を最適化することができるものである。また、有機溶剤を使用しない形態であり、かつ、含有される未反応モノマーの含有量が少ないため、作業性、安全衛生面において優れるだけでなく、使用時に排出される廃液中の未反応モノマー量も少なく抑えることができるため、環境への負荷を低減することができる。更に、このような廃液を処理する際にも、活性汚泥等の高価な処理設備を必要としないという利点をも有するものである。   The resole resin emulsion thus obtained is easier to adjust the reactivity than conventional methylol-type resole resins and emulsions using dimethylene ether-type resole resins. In addition, the curing speed can be optimized. In addition, the organic solvent is not used and the content of unreacted monomer is small, so it is not only excellent in workability and safety and health, but also in the amount of unreacted monomer in the waste liquid discharged during use. Therefore, the load on the environment can be reduced. Furthermore, when processing such waste liquid, there is also an advantage that expensive processing equipment such as activated sludge is not required.

本発明において、ノボラック樹脂及びレゾール樹脂の数平均分子量、分散度は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定により、ポリスチレン標準物質を用いて作成した検量線をもとに算出されたものである。GPC測定はテトラヒドロフランを溶出溶媒とし、流量1.0ml/min、カラム温度40℃の条件で実施した。
装置は、
1)本体:TOSOH社製・「HLC−8020」
2)検出器:波長280nmにセットしたTOSOH社製・「UV−8011」
3)分析用カラム:昭和電工社製・「SHODEX KF−802、KF−803、KF−805」
をそれぞれ使用した。
In the present invention, the number average molecular weight and the degree of dispersion of the novolak resin and the resol resin are calculated based on a calibration curve prepared using a polystyrene standard substance by gel permeation chromatography (GPC) measurement. GPC measurement was performed under the conditions of using tetrahydrofuran as an elution solvent, a flow rate of 1.0 ml / min, and a column temperature of 40 ° C.
The device
1) Body: "HLC-8020" manufactured by TOSOH
2) Detector: “UV-8011” manufactured by TOSOH with wavelength set to 280 nm
3) Analytical column: “SHODEX KF-802, KF-803, KF-805” manufactured by Showa Denko KK
Were used respectively.

本発明において、上記レゾール樹脂の結合基の比率は、1H−NMR法に準拠して測定したものである。
レゾール樹脂をピリジン触媒中、無水酢酸で処理して、メチロール基をアセチル化し、アセチル化物の1H−NMRを測定した。アセトンのピーク(2.04ppm)を基準に、メチレン基(約3.8ppm)、ジメチレンエーテル基(約4.5ppm)、メチロール基(約5.0ppm)とし、そのピークの積分強度比をメチレン基、メチロール基は1/2倍、ジメチレンエーテル基については1/4倍とした値の比率より、結合基の比率を算出した。装置は、日本電子社製・「JNM−AL300」(周波数300MHz)を使用した。なお、上記測定方法は、フェノール樹脂の原料としてフェノールとホルムアルデヒドとを用いた場合であるが、これ以外のフェノール類及びアルデヒド類を用いた場合でも、基本的に同じ原理で測定することができる。
また、ノボラック樹脂及びレゾール樹脂中の未反応フェノール類の含有量は、JIS K 0114 に準拠して、3,5‐キシレノールを内部標準として内部標準法によって測定したものである。また、未反応アルデヒド類の含有量は、例えばホルムアルデヒドの場合は、塩酸ヒドロキシルアミン法によって測定したものである。
In the present invention, the ratio of the bonding group of the resole resin is measured according to the 1H-NMR method.
The resol resin was treated with acetic anhydride in a pyridine catalyst to acetylate the methylol group, and 1H-NMR of the acetylated product was measured. Based on the acetone peak (2.04 ppm), the methylene group (about 3.8 ppm), the dimethylene ether group (about 4.5 ppm), and the methylol group (about 5.0 ppm) were used. The ratio of the linking group was calculated from the ratio of the value of 1/2 for the group and methylol group and 1/4 for the dimethylene ether group. As a device, “JNM-AL300” (frequency 300 MHz) manufactured by JEOL Ltd. was used. In addition, although the said measuring method is a case where phenol and formaldehyde are used as a raw material of a phenol resin, even when using phenols and aldehydes other than this, it can measure on the same principle fundamentally.
In addition, the content of unreacted phenols in the novolak resin and the resol resin is measured by an internal standard method using 3,5-xylenol as an internal standard in accordance with JIS K 0114. The content of unreacted aldehydes is measured by the hydroxylamine hydrochloride method in the case of formaldehyde, for example.

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 here all indicate “parts by weight” and “% by weight”.

(実施例1)
攪拌機及び温度計を備えた三口フラスコ中に、1−ヒドロキシエチリデン−1,1'−ジホスホン酸60%水溶液(ライオン社製・「フェリオックス115」)1000部を仕込み、120℃に昇温させ、濃度85%になるまで常圧下で濃縮を行った。その後、フェノール1000部を仕込み、100℃に昇温した後、37%ホルムアルデヒド650部(モル比F1/P=0.75)を2時間かけて逐次添加した。その後、純水500部を添加混合後、60℃まで下げて触媒を除去した。残留触媒を除去するため、1000部の純水を添加混合し除去する水洗を2回行った後、15000Paで減圧蒸留を行い、フラスコ内の水分量が反応生成物と水分量の合計量に対して重量比で10%となるように調整し、ノボラック樹脂Aを得た。
次に、水酸化カルシウムで中和を行って反応系のpHを5.5とした後、酢酸亜鉛6部、92%パラホルムアルデヒド103部([(F1+F2)/P]=1.05)を添加、100℃まで加熱し、還流反応を1時間行い、レゾール樹脂Aを得た。
その反応後、15000Paで減圧蒸留を行い、フラスコ内の水分量が反応生成物と水分量の合計量に対して重量比で10%となるように調整した。その後、ポリアクリルアマイド(荒川化学工業社製・「ポリストロン117」、15%水溶液)670部を添加し、水1150部を添加して1時間攪拌し、レゾール型フェノール樹脂乳濁液Aを得た。
Example 1
In a three-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer, 1000 parts of 1-hydroxyethylidene-1,1′-diphosphonic acid 60% aqueous solution (manufactured by Lion, “Feriox 115”) was charged, and the temperature was raised to 120 ° C. Concentration was performed under normal pressure until the concentration reached 85%. Then, after adding 1000 parts of phenol and heating up to 100 degreeC, 650 parts of 37% formaldehyde (molar ratio F1 / P = 0.75) was added sequentially over 2 hours. Thereafter, 500 parts of pure water was added and mixed, and then the temperature was lowered to 60 ° C. to remove the catalyst. In order to remove the residual catalyst, water washing was performed twice to add and remove 1000 parts of pure water, followed by distillation under reduced pressure at 15000 Pa, and the water content in the flask was equal to the total amount of reaction product and water content. Thus, the novolac resin A was obtained by adjusting the weight ratio to 10%.
Next, after neutralizing with calcium hydroxide to bring the pH of the reaction system to 5.5, 6 parts of zinc acetate and 103 parts of 92% paraformaldehyde ([(F1 + F2) / P] = 1.05) were added. The mixture was heated to 100 ° C. and refluxed for 1 hour to obtain resole resin A.
After the reaction, vacuum distillation was performed at 15000 Pa, and the water content in the flask was adjusted to 10% by weight with respect to the total amount of the reaction product and the water content. Then, 670 parts of polyacrylamide (Arakawa Chemical Industries, "Polystron 117", 15% aqueous solution) was added, and 1150 parts of water was added and stirred for 1 hour to obtain a resol type phenol resin emulsion A. It was.

(実施例2)
三口フラスコ中に、1−ヒドロキシエチリデン−1,1'−ジホスホン酸60%水溶液(ライオン社製・「フェリオックス115」)1500部を添加し常圧蒸留を行って80%の濃度とし、フェノール1000部を添加して100℃に昇温し、92%パラホルムアルデヒド230部を1時間かけて逐次添加した。更に常圧蒸留を行い、130℃まで昇温させ反応系中の水分量を6%とした。その後、130℃に温度を維持し、水分量を約6%で一定として、常圧蒸留を行いながら37%ホルムアルデヒド水溶液81部(F1/P=0.75)を1時間かけて逐次添加した。その後、140℃で1時間反応を行い、純水2000部を添加し、樹脂と分離した水相を除去する水洗工程を3回行った後、減圧蒸留を行い、フラスコ内の水分量が反応生成物と水分量の合計量に対して重量比で10%となるように調整し、ノボラック樹脂Bを得た。
次に、水酸化ナトリウムで反応系の中和を行ってpHを5.2とした後、酢酸亜鉛15部、92%パラホルムアルデヒド138部([(F1+F2)/P]=1.15)を添加、100℃まで加熱し、還流反応を1時間行い、レゾール樹脂Bを得た。
その反応後、ポリアクリルアマイド(荒川化学工業社製・「ポリストロン117」、15%水溶液)860部を添加し、水950部を添加して1時間攪拌し、レゾール型フェノール樹脂の乳濁液Bを得た。
(Example 2)
In a three-necked flask, 1500 parts of a 1% -hydroxyethylidene-1,1′-diphosphonic acid 60% aqueous solution (“Ferox 115” manufactured by Lion Corporation) was added and subjected to atmospheric distillation to a concentration of 80%. The temperature was raised to 100 ° C., and 230 parts of 92% paraformaldehyde was sequentially added over 1 hour. Furthermore, atmospheric distillation was performed, the temperature was raised to 130 ° C., and the water content in the reaction system was adjusted to 6%. Thereafter, the temperature was maintained at 130 ° C., the water content was kept constant at about 6%, and 81 parts of a 37% formaldehyde aqueous solution (F1 / P = 0.75) were sequentially added over 1 hour while performing atmospheric distillation. Thereafter, the reaction is carried out at 140 ° C. for 1 hour, 2000 parts of pure water is added, and the water washing step for removing the aqueous phase separated from the resin is performed three times, followed by distillation under reduced pressure, and the amount of water in the flask is determined as a reaction product. The novolac resin B was obtained by adjusting the weight ratio to 10% with respect to the total amount of the product and water.
Next, the reaction system was neutralized with sodium hydroxide to adjust the pH to 5.2, and then 15 parts of zinc acetate and 138 parts of 92% paraformaldehyde ([(F1 + F2) / P] = 1.15) were added. The mixture was heated to 100 ° C. and refluxed for 1 hour to obtain resole resin B.
After the reaction, 860 parts of polyacrylamide (Arakawa Chemical Industries, “Polystron 117”, 15% aqueous solution) was added, 950 parts of water was added and stirred for 1 hour, and an emulsion of resol type phenolic resin B was obtained.

(実施例3)
三口フラスコ中にフェノール1000部、85%リン酸水溶液1000部(フェノール類1モルに対して0.82モルに相当)を仕込み、100℃に昇温し、37%ホルムアルデヒド水溶液500部を2時間かけて逐次添加して、更に常圧蒸留を行い、反応系中の水分量を10%として110℃まで昇温させた後、水分量を約10%で一定として、常圧蒸留を行いながら37%ホルムアルデヒド水溶液60部(F1/P=0.65)を1時間かけて逐次添加して、更に1時間還流させながら反応させた。その後、残留触媒を除去するため、純水2000部を添加して混合し、樹脂相と分離した水相を除去した。このような水洗工程を3回行った後、減圧蒸留を行い、フラスコ内の水分量が反応生成物と水分量の合計量に対して重量比で10%となるように調整し、ノボラック樹脂Cを得た。
次に、トリエチルアミンで中和を行い、pHを5.4とした後、酢酸亜鉛6部、92%パラホルムアルデヒド105部([(F1+F2)/P]=0.95)を添加、100℃まで加熱し、還流反応を1時間行い、レゾール樹脂Cを得た。
その後、ポリアクリルアマイド(荒川化学工業社製・「ポリストロン117」、15%水溶液)740部を添加し、水700部を添加し、レゾール型フェノール樹脂の乳濁液Cを得た。
(Example 3)
In a three-necked flask, 1000 parts of phenol and 1000 parts of 85% phosphoric acid aqueous solution (corresponding to 0.82 moles per mole of phenol) were heated, heated to 100 ° C., and 500 parts of 37% formaldehyde aqueous solution over 2 hours. Are added in succession, and atmospheric distillation is performed. The water content in the reaction system is set to 10%, the temperature is raised to 110 ° C., and the water content is kept constant at about 10%. 60 parts of an aqueous formaldehyde solution (F1 / P = 0.65) was sequentially added over 1 hour, and the reaction was further performed while refluxing for 1 hour. Thereafter, in order to remove the residual catalyst, 2000 parts of pure water was added and mixed, and the aqueous phase separated from the resin phase was removed. After performing such a water washing step three times, vacuum distillation is performed, and the water content in the flask is adjusted so that the weight ratio is 10% with respect to the total amount of the reaction product and the water content. Got.
Next, after neutralizing with triethylamine to adjust the pH to 5.4, 6 parts of zinc acetate and 105 parts of 92% paraformaldehyde ([(F1 + F2) / P] = 0.95) were added and heated to 100 ° C. Then, a reflux reaction was performed for 1 hour to obtain a resole resin C.
Thereafter, 740 parts of polyacrylamide (Arakawa Chemical Industries, "Polystron 117", 15% aqueous solution) was added, and 700 parts of water was added to obtain an emulsion C of a resol type phenol resin.

(実施例4)
三口フラスコ中にフェノール1000部、85%リン酸水溶液429部(フェノール類1モルに対して0.35モルに相当)を仕込み、100℃に昇温し、37%ホルムアルデヒド水溶液570部を2時間かけて逐次添加して、更に常圧蒸留を行い、反応系中の水分量を10%として110℃まで昇温させた後、水分量を約10%で一定として、常圧蒸留を行いながら37%ホルムアルデヒド水溶液80部(F1/P=0.75)を1時間かけて逐次添加して、更に1時間還流させながら反応させた。その後、残留触媒を除去するため、純水2000部を添加して混合し、樹脂相と分離した水相を除去した。このような水洗工程を3回行った後、減圧蒸留を行い、フラスコ内の水分量が反応生成物と水分量の合計量に対して重量比で10%となるように調整し、ノボラック樹脂Dを得た。
次に、水酸化カルシウムで中和を行い、pHを5.9とした後、酢酸亜鉛12部、92%パラホルムアルデヒド173部([(F1+F2)/P]=1.25)を添加、100℃まで加熱し、還流反応を1時間30分行い、レゾール樹脂Dを得た。
その反応後、15000Paで減圧蒸留を行い、フラスコ内の水分量が反応生成物と水分量の合計量に対して重量比で15%となるように調整した。その後、ポリアクリルアマイド(荒川化学工業社製・「ポリストロン117」、15%水溶液)850部を添加し、水900部を添加し、レゾール型フェノール樹脂の乳濁液Dを得た。
Example 4
A three-necked flask was charged with 1000 parts of phenol and 429 parts of 85% phosphoric acid aqueous solution (corresponding to 0.35 mol per mole of phenol), heated to 100 ° C., and 570 parts of 37% formaldehyde aqueous solution over 2 hours. Are added in succession, and atmospheric distillation is performed. The water content in the reaction system is set to 10%, the temperature is raised to 110 ° C., and the water content is kept constant at about 10%. 80 parts of an aqueous formaldehyde solution (F1 / P = 0.75) was sequentially added over 1 hour, and further reacted for 1 hour under reflux. Thereafter, in order to remove the residual catalyst, 2000 parts of pure water was added and mixed, and the aqueous phase separated from the resin phase was removed. After performing such a water washing step three times, vacuum distillation was performed, and the water content in the flask was adjusted so as to be 10% by weight with respect to the total amount of the reaction product and the water content. Got.
Next, after neutralizing with calcium hydroxide to adjust the pH to 5.9, 12 parts of zinc acetate and 173 parts of 92% paraformaldehyde ([(F1 + F2) / P] = 1.25) were added at 100 ° C. And the reflux reaction was carried out for 1 hour and 30 minutes to obtain Resole Resin D.
After the reaction, vacuum distillation was performed at 15000 Pa, and the water content in the flask was adjusted to 15% by weight with respect to the total amount of the reaction product and the water content. Thereafter, 850 parts of polyacrylamide (Arakawa Chemical Industries, “Polystron 117”, 15% aqueous solution) was added, and 900 parts of water was added to obtain an emulsion D of a resol type phenolic resin.

(実施例5)
三口フラスコ中にフェノール1000部、蓚酸20部を添加して100℃に昇温し、37%ホルムアルデヒド水溶液450部(F1/P=0.52)を1時間かけて逐次添加し、更に1時間還流反応を行った後、常圧脱水し150℃まで昇温させ、更に液温が160℃、減圧度が6000Paで溜出物がなくなるまで脱水反応を行った。次に、液温を160℃、減圧度が55000Paの樹脂中に水蒸気を導入し、その後液温を150〜160℃、減圧度を53000〜70000Paに保持して3時間継続した。その後100℃まで降温し、粘度の上昇を避けるため、フラスコ内の水分量が反応生成物と水分量の合計量に対して重量比で10%となるように純水を添加して調整し、ノボラック樹脂Eを得た。
次に、酢酸亜鉛10部、92%パラホルムアルデヒド150部([(F1+F2)/P]=0.95)を添加した後、100℃まで加熱し、還流反応を2時間行い、レゾール樹脂Eを得た。
その後、ポリアクリルアマイド(荒川化学工業社製・「ポリストロン117」、15%水溶液)800部を添加し、水350部を添加し、レゾール型フェノール樹脂の乳濁液Eを得た。
(Example 5)
1000 parts of phenol and 20 parts of oxalic acid were added to a three-necked flask, the temperature was raised to 100 ° C., 450 parts of a 37% formaldehyde aqueous solution (F1 / P = 0.52) was added successively over 1 hour, and the mixture was further refluxed for 1 hour. After the reaction, dehydration was performed under normal pressure dehydration, the temperature was raised to 150 ° C., and the liquid temperature was 160 ° C., the degree of vacuum was 6000 Pa, and there was no distillate. Next, water vapor was introduced into the resin having a liquid temperature of 160 ° C. and a reduced pressure of 55000 Pa, and then the liquid temperature was maintained at 150 to 160 ° C. and the reduced pressure was maintained at 53,000 to 70000 Pa for 3 hours. Thereafter, the temperature is lowered to 100 ° C., and adjustment is made by adding pure water so that the water content in the flask is 10% by weight with respect to the total amount of the reaction product and the water content in order to avoid an increase in viscosity. Novolak resin E was obtained.
Next, after adding 10 parts of zinc acetate and 150 parts of 92% paraformaldehyde ([(F1 + F2) / P] = 0.95), the mixture was heated to 100 ° C. and refluxed for 2 hours to obtain resole resin E. It was.
Then, 800 parts of polyacrylamide (Arakawa Chemical Industries, "Polystron 117", 15% aqueous solution) was added, and 350 parts of water was added to obtain an emulsion E of a resol type phenol resin.

(比較例1)
三口フラスコ中に、フェノール1000部、37%ホルムアルデヒド1035部(F/P=1.20)、触媒として水酸化カルシウム10部を添加し、80℃で2時間反応させた。次いで、硫酸でpH5.0まで中和し、これを15000Paで減圧蒸留を行い、フラスコ内の水分量が反応生成物と水分量の合計量に対して重量比で10%となるように調整し、レゾール樹脂(メチロール型レゾール樹脂)Fを得た。
次に、ポリアクリルアマイド(荒川化学工業社製・「ポリストロン117」、15%水溶液)1000部を添加し、水500部を添加して1時間攪拌し、レゾール型フェノール樹脂の乳濁液Fを得た。
(Comparative Example 1)
In a three-necked flask, 1000 parts of phenol, 1035 parts of 37% formaldehyde (F / P = 1.20) and 10 parts of calcium hydroxide as a catalyst were added and reacted at 80 ° C. for 2 hours. Next, it is neutralized with sulfuric acid to pH 5.0, and this is subjected to vacuum distillation at 15000 Pa, and the water content in the flask is adjusted to 10% by weight with respect to the total amount of the reaction product and the water content. Resole resin (methylol type resole resin) F was obtained.
Next, 1000 parts of polyacrylamide (Arakawa Chemical Industries, "Polystron 117", 15% aqueous solution) is added, 500 parts of water is added, and the mixture is stirred for 1 hour. Got.

(比較例2)
三口フラスコ中に、フェノール1000部、92%パラホルムアルデヒド590部(F/P=1.70)、触媒として酢酸亜鉛15部を添加し、還流条件下で6時間反応させた。次いで、純水を添加し、フラスコ内の水分量が反応生成物と水分量の合計量に対して重量比で20%となるように調整し、レゾール樹脂(ジメチレンエーテル型レゾール樹脂)Gを得た。
次に、ポリアクリルアマイド(荒川化学工業社製・「ポリストロン117」、15%水溶液)1000部を添加し、水850部を添加して1時間攪拌し、レゾール型フェノール樹脂の乳濁液Gを得た。
(Comparative Example 2)
In a three-neck flask, 1000 parts of phenol, 590 parts of 92% paraformaldehyde (F / P = 1.70), and 15 parts of zinc acetate as a catalyst were added and reacted under reflux conditions for 6 hours. Subsequently, pure water is added, and the water content in the flask is adjusted to 20% by weight with respect to the total amount of the reaction product and the water content, and a resol resin (dimethylene ether type resole resin) G is prepared. Obtained.
Next, 1000 parts of polyacrylamide (Arakawa Chemical Industries, “Polystron 117”, 15% aqueous solution) was added, 850 parts of water was added, and the mixture was stirred for 1 hour. Got.

実施例で得られたノボラック樹脂について、未反応フェノール量(%)、未反応ホルムアルデヒド量(%)、分子量、及び、分子量分布の分散度を測定した。
また、実施例及び比較例で得られたレゾール樹脂について、未反応フェノール量(%)、未反応ホルムアルデヒド量(%)、結合基の比率、ゲル化時間(秒)を測定した。
更に、実施例及び比較例で得られたレゾール樹脂乳濁液について、未反応フェノール量(%)、未反応ホルムアルデヒド量(%)、ゲル化時間(秒)を測定した。
なお、上記ノボラック樹脂とレゾール樹脂、レゾール樹脂乳濁液中の、未反応フェノールと未反応ホルムアルデヒドの測定値は、各々、樹脂固形分中における含有量に換算したものである。
About the novolak resin obtained in the Example, the amount of unreacted phenol (%), the amount of unreacted formaldehyde (%), the molecular weight, and the degree of dispersion of the molecular weight distribution were measured.
Moreover, about the resol resin obtained by the Example and the comparative example, the unreacted phenol amount (%), the unreacted formaldehyde amount (%), the ratio of the bonding group, and the gelation time (second) were measured.
Furthermore, the unreacted phenol amount (%), the unreacted formaldehyde amount (%), and the gelation time (second) were measured for the resol resin emulsions obtained in Examples and Comparative Examples.
The measured values of unreacted phenol and unreacted formaldehyde in the novolak resin, resol resin, and resole resin emulsion are each converted to the content in the resin solid content.

実施例および比較例で得られたレゾール型フェノール樹脂について、特性を評価した。結果を表1に示す。   The properties of the resol type phenolic resins obtained in the examples and comparative examples were evaluated. The results are shown in Table 1.

評価方法
(1)ノボラック樹脂の分子量と分子量分布の分散度
数平均分子量及び分散度は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定によりポリスチレン標準物質を用いて作成した検量線をもとに算出した。GPC測定はテトラヒドロフランを溶出溶媒とし、流量1.0ml/min、カラム温度40℃の条件で実施した。装置は下記のものを使用した。
1)本体:TOSOH社製・「HLC−8020」
2)検出器:波長280nmにセットしたTOSOH社製・「UV−8011」
3)分析用カラム:昭和電工社製・「SHODEX KF−802、KF−803、KF−805」
Evaluation method (1) Molecular weight and dispersion degree of molecular weight distribution of novolak resin The number average molecular weight and dispersion degree were calculated based on a calibration curve prepared using a polystyrene standard substance by gel permeation chromatography (GPC) measurement. GPC measurement was performed under the conditions of using tetrahydrofuran as an elution solvent, a flow rate of 1.0 ml / min, and a column temperature of 40 ° C. The following equipment was used.
1) Body: "HLC-8020" manufactured by TOSOH
2) Detector: “UV-8011” manufactured by TOSOH with wavelength set to 280 nm
3) Analytical column: “SHODEX KF-802, KF-803, KF-805” manufactured by Showa Denko KK

(2)ノボラック樹脂、及び、レゾール樹脂中の未反応フェノールの含有量
JIS K 0114 に準拠して、3,5‐キシレノールを内部標準として内部標準法によって測定した。
(2) Content of unreacted phenol in novolak resin and resol resin Based on JIS K 0114, it was measured by an internal standard method using 3,5-xylenol as an internal standard.

(3)ノボラック樹脂、レゾール樹脂、及びレゾール樹脂乳濁液中の未反応ホルムアルデヒドの含有量
塩酸ヒドロキシルアミン法によって測定した。
(3) Content of unreacted formaldehyde in novolak resin, resole resin, and resole resin emulsion Measured by hydroxylamine hydrochloride method.

(4)レゾール樹脂の結合基の比率
レゾール樹脂をピリジン触媒中、無水酢酸で処理して、メチロール基をアセチル化し、アセチル化物の1H−NMRを測定した。アセトンのピーク(2.04ppm)を基準に、メチレン基(約3.8ppm)、ジメチレンエーテル基(約4.5ppm)、メチロール基(約5.0ppm)とし、そのピークの積分強度比をメチレン基、メチロール基は1/2倍、ジメチレンエーテル基については1/4倍とした値の比率より、結合基の比率を算出した。装置は、日本電子社製・「JNM−AL300」(周波数300MHz)を使用した。
(4) Ratio of binding group of resole resin The resole resin was treated with acetic anhydride in a pyridine catalyst to acetylate the methylol group, and 1H-NMR of the acetylated product was measured. Based on the acetone peak (2.04 ppm), the methylene group (about 3.8 ppm), the dimethylene ether group (about 4.5 ppm), and the methylol group (about 5.0 ppm) were used. The ratio of the linking group was calculated from the ratio of the value of 1/2 for the group and methylol group and 1/4 for the dimethylene ether group. As a device, “JNM-AL300” (frequency 300 MHz) manufactured by JEOL Ltd. was used.

(5)ゲル化時間
JIS K 6909 に準拠して、レゾール樹脂、及びレゾール樹脂乳濁液2mlを用い、150℃の熱盤で測定した。
(5) Gelation time Based on JIS K6909, it measured with a 150 degreeC hotplate using 2 ml of resole resin and resole resin emulsion.

実施例1〜5はいずれも、フェノール類に由来する芳香環同士を結合しているアルデヒド類に由来する全結合基に対して、ジメチレンエーテル基及び/又は置換ジメチレンエーテル基の割合が1〜10モル%であり、かつ、メチレン基及び/又は置換メチレン基の割合が70〜90モル%であるレゾール型フェノール樹脂と、水溶性の高分子化合物とを含有する本発明のレゾール樹脂乳濁液であり、硬化速度の目安であるゲル化時間が、比較例1のメチロール型レゾール樹脂乳濁液に比べて長く、比較例2のジメチレンエーテル型レゾール樹脂乳濁液に比べて短く、好ましい水準のものとすることができた。
また、未反応フェノール類と未反応アルデヒド類の含有量が少ないレゾール樹脂乳濁液を得ることができた。
In all of Examples 1 to 5, the ratio of the dimethylene ether group and / or the substituted dimethylene ether group is 1 with respect to the total bonding group derived from aldehydes bonding aromatic rings derived from phenols. The resol resin emulsion of the present invention containing a resol-type phenolic resin having a proportion of methylene groups and / or substituted methylene groups of 70 to 90 mol% and a water-soluble polymer compound. The gelation time, which is a measure of the curing speed, is longer than that of the methylol-type resole resin emulsion of Comparative Example 1, and shorter than that of the dimethylene ether-type resole resin emulsion of Comparative Example 2, which is preferable. It was able to be of a standard level.
Moreover, the resole resin emulsion with little content of unreacted phenols and unreacted aldehydes was able to be obtained.

本発明の製造方法により得られたレゾール型フェノール樹脂乳濁液は、例えば、接着剤、水性塗料、ロックウールやガラス繊維などの無機繊維やパルプなどの有機繊維の結合剤、ラテックス配合剤として有用に用いられるものであり、作業性、環境汚染性、価格等においても優れたものである。   The resol type phenol resin emulsion obtained by the production method of the present invention is useful as, for example, an adhesive, a water-based paint, a binder for inorganic fibers such as rock wool and glass fibers, an organic fiber such as pulp, and a latex compounding agent. It is excellent in workability, environmental pollution, and price.

Claims (11)

レゾール型フェノール樹脂と、水溶性の高分子化合物とを含有するレゾール型フェノール樹脂乳濁液であって、前記レゾール型フェノール樹脂は、フェノール類に由来する芳香環同士を結合しているアルデヒド類に由来する全結合基に対して、ジメチレンエーテル基及び/又は置換ジメチレンエーテル基の割合が1〜10モル%であり、かつ、メチレン基及び/又は置換メチレン基の割合が70〜90モル%であることを特徴とするレゾール型フェノール樹脂乳濁液。 A resol-type phenol resin emulsion containing a resol-type phenol resin and a water-soluble polymer compound, wherein the resol-type phenol resin is bonded to aldehydes bonded with aromatic rings derived from phenols. The ratio of the dimethylene ether group and / or the substituted dimethylene ether group is 1 to 10 mol%, and the ratio of the methylene group and / or the substituted methylene group is 70 to 90 mol% with respect to all the derived bonding groups. A resol-type phenolic resin emulsion characterized by 前記レゾール型フェノール樹脂は、未反応フェノール類、及び、未反応アルデヒド類の含有量が、前記レゾール型フェノール樹脂全体に対してそれぞれ2重量%以下である請求項1に記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液。 The resol-type phenol resin milk according to claim 1, wherein the resol-type phenol resin has a content of unreacted phenols and unreacted aldehydes of 2% by weight or less based on the whole resol-type phenol resin. Muddy liquid. 前記レゾール型フェノール樹脂は、数平均分子量が500〜1200である請求項1又は2に記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液。 The resol type phenol resin emulsion according to claim 1 or 2, wherein the resol type phenol resin has a number average molecular weight of 500 to 1200. 請求項1ないし3のいずれかに記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法であって、
(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て、ノボラック型フェノール樹脂を合成する工程、
(b)前記ノボラック型フェノール樹脂と、アルデヒド類とを二価金属塩の存在下で反応させて、レゾール型フェノール樹脂を合成する工程、及び、
(c)前記レゾール型フェノール樹脂の合成中ないしは合成後に、水溶性の高分子化合物を添加し、前記レゾール型フェノール樹脂を乳濁液化する工程、
を有することを特徴とするレゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法。
It is a manufacturing method of the resol type phenol resin emulsion in any one of Claims 1 thru | or 3,
(A) a step of synthesizing a novolac type phenol resin by reacting a phenol and an aldehyde under an acidic catalyst,
(B) a step of synthesizing a resol type phenol resin by reacting the novolac type phenol resin and an aldehyde in the presence of a divalent metal salt; and
(C) a step of adding a water-soluble polymer compound during or after the synthesis of the resol type phenolic resin, and emulsifying the resol type phenolic resin,
A process for producing a resol type phenol resin emulsion characterized by comprising:
前記酸性触媒は、有機ホスホン酸を含むものである請求項4に記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法。 The method for producing a resol type phenol resin emulsion according to claim 4, wherein the acidic catalyst contains an organic phosphonic acid. 前記有機ホスホン酸は、下記一般式(I)に示すものである請求項4又は5に記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法。
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 resol type phenol resin emulsion according to claim 4 or 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. )
前記酸性触媒は、リン酸類を含むものである請求項4に記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法。 The method for producing a resol type phenol resin emulsion according to claim 4, wherein the acidic catalyst contains phosphoric acids. 前記(a)工程において、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7に記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法。 The method for producing a resol type phenol resin emulsion according to claim 7, wherein in the step (a), 0.2 mol or more of the phosphoric acid is used with respect to 1 mol of the phenol. 前記リン酸類は、リン酸を含むものである請求項7又は8に記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法。 The method for producing a resol type phenol resin emulsion according to claim 7 or 8, wherein the phosphoric acid contains phosphoric acid. 前記ノボラック型フェノール樹脂は、数平均分子量が300〜1000であり、かつ、分子量分布の分散度が1.15〜1.6である請求項4ないし9のいずれかに記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法。 The resol type phenolic resin milk according to any one of claims 4 to 9, wherein the novolac type phenolic resin has a number average molecular weight of 300 to 1,000 and a dispersity of a molecular weight distribution of 1.15 to 1.6. A method for producing a suspension. 前記ノボラック型フェノール樹脂は、未反応フェノール類、及び、未反応アルデヒド類の含有量が、それぞれ2重量%以下である請求項4ないし10のいずれかに記載のレゾール型フェノール樹脂乳濁液の製造方法。
The said novolak-type phenol resin has a content of unreacted phenols and unreacted aldehydes of 2% by weight or less, respectively. Production of a resol-type phenol resin emulsion according to any one of claims 4 to 10. Method.
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