JP2637623B2 - Method for producing high-ortho novolak resin - Google Patents

Method for producing high-ortho novolak resin

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JP2637623B2
JP2637623B2 JP2329554A JP32955490A JP2637623B2 JP 2637623 B2 JP2637623 B2 JP 2637623B2 JP 2329554 A JP2329554 A JP 2329554A JP 32955490 A JP32955490 A JP 32955490A JP 2637623 B2 JP2637623 B2 JP 2637623B2
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ortho
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はハイオルソノボラック樹脂の製造方法に関す
るものである。詳しくは110℃以上の制御された温度
で、酸性下にフェノール類とアルデヒド類とを接触反応
させることによって得られるハイオルソノボラック樹脂
の製造方法に関するものである。
The present invention relates to a method for producing a high-ortho novolak resin. More specifically, the present invention relates to a method for producing a high-ortho novolac resin obtained by subjecting a phenol and an aldehyde to a contact reaction under acidic conditions at a controlled temperature of 110 ° C. or higher.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

元来、ハイオルソノボラック樹脂は速硬化性であるた
め、迅速な硬化サイクル性の要求されるフェノール樹脂
成形材料用レジン、および、いろいろの有機物や無機物
のベースレジンや結合用レジンなどとして、広く使用さ
れている。従来から、このような用途に使用されるハイ
オルソノボラック樹脂はマンガン、亜鉛、カルシウム、
マグネシウムなどの2価金属のカルボン酸塩やナフテン
酸塩などの有機酸塩を触媒として使用し、pHを4.0〜6.0
の弱酸性に調節した反応系で、フェノール類とアルデヒ
ド類を100℃前後の温度で還流反応させた後、さらに昇
温させて、水分や遊離モノマーを除去することによって
製造されてきた。しかしながら、この製造方法によって
得られるハイオルソノボラック樹脂には2価金属化合物
が不純物として残留するため、通常の酸性触媒を使用し
て得られるランダムノボラック樹脂に比べて、硬化性に
は優れているが、その硬化物は耐熱性、耐水性、電気絶
縁性などの特性に劣るという、重大な欠陥を有してい
た。
Originally, high-ortho novolak resins are fast-curing resins, so they are widely used as resins for phenolic resin molding materials, which require rapid curing cycles, as well as base resins and binding resins for various organic and inorganic substances. Have been. Conventionally, high orthonovolak resins used for such applications are manganese, zinc, calcium,
Using a divalent metal carboxylate such as magnesium or an organic acid salt such as a naphthenate as a catalyst, and adjusting the pH to 4.0 to 6.0.
In a reaction system adjusted to slightly acidic, phenols and aldehydes are refluxed at a temperature of about 100 ° C., and then heated to remove water and free monomers. However, since the divalent metal compound remains as an impurity in the high-ortho novolak resin obtained by this production method, the curability is superior to that of the random novolak resin obtained by using a normal acidic catalyst. However, the cured product had serious defects such as inferior properties such as heat resistance, water resistance, and electrical insulation.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

本発明者は従来からのハイオルソノボラック樹脂に不
純物として残存している2価金属化合物を含有すること
なく、かつ速硬化性、耐熱性、耐水性、電気絶縁性など
の特性にすぐれたハイオルソノボラック樹脂の製造方法
について鋭意研究を行った結果、フェノール類と2価金
属塩以外の触媒とを均一に混合して、pHが2.5以下にな
るように調節した混合液を110℃以上の温度に制御しな
がら、該混合液にアルデヒド類を接触反応させること
が、きわめて有効であるとの知見を得たので、さらにこ
の知見に基づいて種々研究を重ねることにより本発明を
完成するに至ったものである。
The present inventor has developed a high-ortho novolak resin which does not contain a divalent metal compound remaining as an impurity in a conventional high-ortho novolak resin, and has excellent properties such as fast curing property, heat resistance, water resistance, and electrical insulation. As a result of intensive studies on the production method of novolak resin, a mixture of phenols and a catalyst other than a divalent metal salt was uniformly mixed, and the mixture was adjusted to a pH of 2.5 or less to a temperature of 110 ° C or more. It has been found that it is extremely effective to make the mixed solution contact with aldehydes while controlling, and the inventors have completed various studies based on this finding and completed the present invention. It is.

その目的とするところは従来からのハイオルソノボラ
ック樹脂に不純物として残存している2価金属化合物を
含有することなく、速硬化性であり、かつその硬化物は
耐熱性、耐水性、電気絶縁性などの特性にすぐれたハイ
オルソノボラック樹脂の製造方法を提供することにあ
る。
The purpose is to quickly cure without containing the divalent metal compound remaining as an impurity in the conventional high ortho novolak resin, and the cured product is heat resistant, water resistant, and electrically insulating. An object of the present invention is to provide a method for producing a high-ortho novolak resin having excellent properties such as the following.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、フェノール類、アルデヒド類および触媒を
必須成分として使用するノボラック樹脂の製造工程にお
いて、フェノール類に触媒を混合してpHが2.5以下とな
るように調節した混合液を、110℃以上の温度に制御し
ながら、該混合液にアルデヒド類を徐々に添加して接触
反応させる工程を含むことを特徴とするハイオルソノボ
ラック樹脂の製造方法である。
The present invention relates to a process for producing a novolak resin using phenols, aldehydes and a catalyst as essential components, by mixing a catalyst with phenols and adjusting the mixture to a pH of 2.5 or less, at a temperature of 110 ° C or higher. A method for producing a high-ortho novolak resin, comprising a step of gradually adding an aldehyde to the mixed solution and controlling a contact reaction while controlling the temperature.

フェノール類に触媒を混合した混合液のpHは2.5以下
であるが、好ましくは1.5以下であり、さらに好ましく
は1.0以下である。ここでpHはフェノール類100重量部に
所定の触媒を溶解し、さらに純水10重量部を添加混合し
て得た溶液の25℃における測定値である。
The pH of the mixed solution obtained by mixing the phenol with the catalyst is 2.5 or less, preferably 1.5 or less, more preferably 1.0 or less. Here, the pH is a measured value at 25 ° C. of a solution obtained by dissolving a predetermined catalyst in 100 parts by weight of phenols and further adding and mixing 10 parts by weight of pure water.

つぎに混合液にアルデヒド類を接触反応させる時の温
度は110℃以上であるが、好ましくは下限は120℃であ
り、かつ上限は使用するフェノール類の沸点を15℃下回
る温度である。なお、接触反応は反応系を加圧してフェ
ノール類の常圧時の沸点を上回る温度で行うこともでき
る。
Next, the temperature at which the aldehyde is brought into contact with the mixed solution is 110 ° C. or higher, but the lower limit is preferably 120 ° C. and the upper limit is a temperature lower than the boiling point of the phenol used by 15 ° C. The contact reaction can be carried out at a temperature higher than the boiling point of phenols at normal pressure by pressurizing the reaction system.

本発明のハイオルソノボラック樹脂の製造方法により
得られるハイオルソノボラック樹脂は、混合液にアルデ
ヒド類を接触反応させる時の温度によってハイオルソ化
度が異なる。接触反応温度が高温であるほどハイオルソ
化度が大きくなるため、所望するハイオルソ化度に適合
した接触反応温度を選択する必要がある。すなわち、接
触反応温度はハイオルソ化度の大きいノボラック樹脂を
得るためには130℃以上、逆にハイオルソ化度の比較的
小さいノボラック樹脂を得るためには110〜130℃にする
必要がある。
The high-ortho novolak resin obtained by the method for producing a high-orno novolak resin of the present invention has a different degree of high ortho-ortholation depending on the temperature at which an aldehyde is brought into contact with the mixed solution. Since the higher the contact reaction temperature is, the higher the degree of high ortho-formation becomes, it is necessary to select a contact reaction temperature suitable for a desired degree of high ortho-formation. That is, the contact reaction temperature needs to be 130 ° C. or higher to obtain a novolak resin having a high degree of high ortholation, and conversely, 110 to 130 ° C. to obtain a novolak resin having a relatively low degree of high ortholation.

つぎに、pHが2.5を上回る場合はフェノール類とアル
デヒド類との反応性が小さく、縮合反応に長時間を要す
るため、工業的な製造方法としては好ましくなく実用性
に乏しい。また、接触反応温度が110℃を下回る場合は
ハイオルソ化度が小さいため、速硬化性などに顕著な特
長の発現が少ない。
Next, when the pH exceeds 2.5, the reactivity between the phenols and the aldehydes is low, and the condensation reaction requires a long time, which is not preferable as an industrial production method and is not practical. On the other hand, when the contact reaction temperature is lower than 110 ° C., the degree of high ortho-formation is small, so that there are few manifestations of remarkable features such as rapid curability.

ここで、ハイオルソ化度はピリジン溶媒を用いた1H−
NMR法によるオルソ/オルソ、オルソ/パラ、パラ/パ
ラの各結合のピーク面積比から求めたオルソ結合/パラ
結合の比(O/P比)で表わす〈P.Yoshikawa,et al.:Makr
omol.Chem.,131,273(1970)の方法による〉。
Here, Haioruso degree with pyridine solvent 1 H-
Represented by the ratio of ortho bonds / para bonds (O / P ratio) determined from the peak area ratio of each of the ortho / ortho, ortho / para and para / para bonds by NMR <P. Yoshikawa, et al .: Makr
omol. Chem., 131 , 273 (1970)>.

ハイオルソノボラック樹脂として速硬化性の特長を有
するためのO/P比はフェノールノボラック樹脂では1.0以
上、メタクレゾールノボラック樹脂では1.1以上であ
る。
The O / P ratio for a high-ortho novolak resin to have fast-curing characteristics is 1.0 or more for a phenol novolak resin and 1.1 or more for a meta-cresol novolak resin.

本発明のハイオルソノボラック樹脂の製造方法には、
フェノール類としてフェノールおよびメタ位に置換基を
有するメタクレゾール、3、5−キシレール、3−エチ
ルフェノールなどから選ばれた1種または2種以上が使
用できるが、オルソ位やパラ位に置換基を有するオルソ
クレゾールやパラクレゾールなどのフェノール系化合物
を併用することも含まれる。
The method for producing a high-ortho novolak resin of the present invention includes:
As phenols, one or more selected from phenol and meta-cresol having a substituent at the meta-position, 3,5-xyler, 3-ethylphenol and the like can be used. It also includes the combined use of phenolic compounds such as orthocresol and paracresol.

アルデヒド類としてはホルムアルデヒド、パラホルム
アルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒドおよびベ
ンズアルデヒドなどから選ばれた1種または2種以上が
使用できるが好ましくはホルムアルデヒドとパラホルム
アルデヒドである。
As the aldehyde, one or more selected from formaldehyde, paraformaldehyde, trioxane, acetaldehyde, benzaldehyde and the like can be used, but formaldehyde and paraformaldehyde are preferred.

アルデヒド類の接触反応方法は使用するアルデヒド類
の一部であるパラホルムアルデヒドなどを、110℃以上
に設定された接触反応温度が制御できる範囲内の量で、
前もってフェノール類および触媒と共に仕込んでおき、
その後同温度を保持しながらアルデヒド類の残量を徐々
に添加して接触反応させることも本発明に含まれる。
The contact reaction method of aldehydes is such that paraformaldehyde, which is a part of the aldehydes, is used in an amount within a range where the contact reaction temperature set at 110 ° C. or more can be controlled,
Charge with phenols and catalyst in advance,
Thereafter, the remaining temperature of the aldehyde is gradually added while maintaining the same temperature to effect a contact reaction, which is also included in the present invention.

アルデヒド類の形状は、液状またはガス状であること
が、添加しやすく、かつ発生する反応熱を制御しやすい
という点から好ましい。またアルデヒド類を実際に接触
させる時の反応装置内での位置は、できるかぎり下部と
することが効率的な接触反応をさせるために必要であ
る。また、フェノール類(P)と、アルデヒド類(F)
の配合モル比F/Pは、生成ノボラック樹脂に要求される
特性によって異なるが、一般には0.50〜0.90の範囲内で
ある。
The shape of the aldehydes is preferably liquid or gaseous from the viewpoint of easy addition and easy control of the generated reaction heat. In addition, it is necessary that the position in the reactor when the aldehydes are actually brought into contact is as low as possible in order to cause an efficient contact reaction. Phenols (P) and aldehydes (F)
Is different depending on the characteristics required for the produced novolak resin, but is generally in the range of 0.50 to 0.90.

触媒は有機酸または/および無機酸が使用できるが、
有機酸としては蓚酸、マロン酸、蟻酸、安息香酸、パラ
トルエンスルホン酸など、また無機酸としては硫酸、塩
酸、燐酸などから選ばれた1種または2種以上であり、
好ましくは蓚酸、マロン酸、蟻酸などのようにノボラッ
ク樹脂中に中和塩などが不純物として残留しない触媒で
ある。
As the catalyst, an organic acid and / or an inorganic acid can be used,
As the organic acid, oxalic acid, malonic acid, formic acid, benzoic acid, paratoluenesulfonic acid and the like, and as the inorganic acid, one or more selected from sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid and the like,
Preferred are catalysts such as oxalic acid, malonic acid and formic acid, in which neutralized salts and the like do not remain as impurities in the novolak resin.

本発明のハイオルソノボラック樹脂の製造方法におい
て、フェノール類に触媒を混合した混合液にアルデヒド
類を接触反応させる時には、混合液に共沸溶媒として非
極性溶媒を添加使用することができる。非極性溶媒の種
類としては、1種または2種以上の混合触媒の常圧下に
おける沸点が110〜160℃であり、かつ水に不溶の溶媒で
あって、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、エ
チルベンゼン、クメン、パラシメンなどの芳香族炭化水
素類、ノナン、デカン、パラメタンなどの脂肪族炭化水
素類、2−エチルブチルアセテート、メトキシブチルア
セテートなどのエステル類から選ばれた1種または2種
以上が使用できる。また溶媒の使用量は特に限定しない
が、好ましくはフェノール類に対して3〜30重量パーセ
ントであり、さらに好ましくは5〜20重量パーセントで
ある。
In the method for producing a high orthonovolak resin of the present invention, when an aldehyde is brought into contact with a mixture of a phenol and a catalyst, a non-polar solvent can be added to the mixture as an azeotropic solvent. As a type of the nonpolar solvent, the boiling point of one or more mixed catalysts under normal pressure is 110 to 160 ° C. and a solvent insoluble in water, for example, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, One or more selected from aromatic hydrocarbons such as cumene and paracymene, aliphatic hydrocarbons such as nonane, decane and paramethane, and esters such as 2-ethylbutyl acetate and methoxybutyl acetate can be used. . The amount of the solvent to be used is not particularly limited, but is preferably 3 to 30% by weight, more preferably 5 to 20% by weight, based on the phenol.

本発明のハイオルソノボラック樹脂の製造態様につい
て詳しく説明する。製造工程は前段の還流脱水反応と後
段の減圧脱水反応からなる。前段の還流脱水反応は第1
図に示すような反応釜1、撹拌機2、温度計3、熱交換
器4、および水分離器5のついた反応装置にフェノール
類を仕込み、さらに触媒を混合して混合液のpHが2.5以
下となるように調節し、また場合によっては溶媒を加え
て、110℃以上の設定された温度に昇温させる。その
後、同温度に保ちつつ、分離水を反応釜1外へ排出し、
また溶媒を使用する場合は溶媒を反応釜1内に戻入しな
がら、2〜10時間を要してアルデヒドタンク6内のアル
デヒド類を徐々に添加して、さらに添加後も、同じ操作
を1〜10時間継続して還流脱水反応を行う。つづいて後
段の減圧脱水反応に移り、反応液を真空度が200Torr以
下、温度が280℃以下となるように保ちながら、焚上げ
法または水蒸気蒸溜法などの処理方法で、残留水分、遊
離フェノール類、および溶媒を使用する場合は溶媒を反
応釜1外へ排出してハイオルソノボラック樹脂を得る。
また必要によっては、フェノール類モノマーを後添加し
てモノマー含有量の調整を行う。
The production mode of the high-ortho novolak resin of the present invention will be described in detail. The production process comprises a first stage reflux dehydration reaction and a second stage vacuum dehydration reaction. The first-stage reflux dehydration reaction is the first
Phenols were charged into a reactor equipped with a reaction vessel 1, a stirrer 2, a thermometer 3, a heat exchanger 4 and a water separator 5 as shown in the figure, and a catalyst was further mixed to adjust the pH of the mixture to 2.5. The temperature is adjusted so as to be as follows, and if necessary, a solvent is added to raise the temperature to a set temperature of 110 ° C. or more. After that, while maintaining the same temperature, the separated water is discharged out of the reaction vessel 1,
When a solvent is used, the aldehydes in the aldehyde tank 6 are gradually added over 2 to 10 hours while returning the solvent into the reaction vessel 1, and after the addition, the same operation is repeated. The reflux dehydration reaction is performed continuously for 10 hours. Then, the process proceeds to the subsequent step of dehydration under reduced pressure, and while maintaining the reaction solution at a vacuum of 200 Torr or less and a temperature of 280 ° C or less, the residual water and free phenols are removed by a heating method or a steam distillation method. When a solvent is used, the solvent is discharged out of the reaction vessel 1 to obtain a high-ortho novolak resin.
If necessary, a phenolic monomer is added later to adjust the monomer content.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本
発明は実施例によって限定されるものではない。なお、
実施例および比較例に記載されている「部」および
「%」は「重量部」および「重量%」を示す。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples. In addition,
“Parts” and “%” described in Examples and Comparative Examples indicate “parts by weight” and “% by weight”.

実施例1 反応釜1、撹拌機2、温度計3、熱交換器4および水
分離器5からなる反応装置にフェノール1000部および蓚
酸5部を仕込み、混合液のpHを測定した。その後、混合
液にトルエン50部を加えた混合液Aを接触反応温度115
±2℃に昇温させた。混合液Aを同温度に保ちつつ、分
離水は反応釜1外へ排水し、また溶媒は反応釜1内へ戻
入しながら、アルデヒドタンク6内に入れてあった37%
ホルムアルデヒド水溶液675部を混合液Aに3.0時間を要
して添加し、また添加後はさらに同温度で1.0時間保っ
て還流脱水反応を行った。つづいて、後段の減圧脱水反
応に移り、前段の反応液を真空度が80Torrで液温が200
℃になるまで昇温させ、さらに60Torrに上げて同温度で
1.0時間をかけて残留水分、溶媒、遊離モノマーを除去
することにより、ハイオルソノボラック樹脂を得た。混
合液のpHおよび生成ハイオルソノボラック樹脂の一般特
性および硬化物特性の測定結果は第1表および第3表に
示す通りであった。
Example 1 1000 parts of phenol and 5 parts of oxalic acid were charged into a reactor consisting of a reaction vessel 1, a stirrer 2, a thermometer 3, a heat exchanger 4 and a water separator 5, and the pH of the mixture was measured. Thereafter, the mixed solution A obtained by adding 50 parts of toluene to the mixed solution was subjected to a contact reaction temperature of 115.
The temperature was raised to ± 2 ° C. While maintaining the mixed solution A at the same temperature, the separated water was drained out of the reaction vessel 1, and the solvent was returned to the reaction vessel 1 while the 37% contained in the aldehyde tank 6.
675 parts of an aqueous formaldehyde solution was added to the mixture A over 3.0 hours, and after the addition, the mixture was kept at the same temperature for 1.0 hour to perform a reflux dehydration reaction. Subsequently, the process proceeds to the subsequent step of dehydration under reduced pressure.
℃, then raise to 60 Torr at the same temperature
A high ortho novolak resin was obtained by removing residual moisture, solvent and free monomer over 1.0 hour. The measurement results of the pH of the mixed solution and the general characteristics and cured product characteristics of the resulting high-ortho novolak resin were as shown in Tables 1 and 3.

実施例2、4、6 実施例1と同型であって水分離器5を有しない反応装
置を用い、また溶媒を使用することなく、従って溶媒は
反応装置内に戻入しないで脱水反応を行うこと以外は実
施例1の場合と同様の手順、並びに第1表に示す反応条
件によりハイオルソノボラック樹脂を得た。混合液のpH
および生成したハイオルソノボラック樹脂の一般特性お
よび硬化物特性の測定結果は第1表および第3表に示す
通りであった。
Examples 2, 4, 6 A dehydration reaction using the same reactor as in Example 1 but without the water separator 5 is performed without using a solvent, and therefore, without returning the solvent into the reactor. Except for the above, a hyortho novolak resin was obtained by the same procedure as in Example 1 and the reaction conditions shown in Table 1. PH of the mixture
The measurement results of the general properties and the properties of the cured product of the resulting high ortho novolak resin were as shown in Tables 1 and 3.

実施例3、5、7 実施例1と同型の反応装置を用いて、かつ実施例1の
場合と同様の手順、並びに第1表に示す反応条件により
ハイオルソノボラック樹脂を得た。混合液のpHおよび生
成ハイオルソノボラック樹脂の一般特性および硬化物特
性の測定結果は第1表および第3表に示す通りであっ
た。
Examples 3, 5, and 7 Using a reaction apparatus of the same type as in Example 1, and using the same procedure as in Example 1 and the reaction conditions shown in Table 1, a high-ortho novolak resin was obtained. The measurement results of the pH of the mixed solution and the general characteristics and cured product characteristics of the resulting high-ortho novolak resin were as shown in Tables 1 and 3.

実施例8、10 実施例1と同型の反応装置を用い、フェノール類とし
てメタクレゾールを使用して、以下実施例1の場合と同
様の手順、並びに第2表に示す反応条件よりハイオルソ
ノボラック樹脂を得た。混合液のpHおよび生成したハイ
オルソノボラック樹脂の一般特性の測定結果は第2表に
示す通りであった。
Examples 8 and 10 Using a reaction apparatus of the same type as in Example 1 and using metacresol as a phenol, the same procedure as in Example 1 and the reaction conditions shown in Table 2 were used to obtain a high orthonovolak resin. I got Table 2 shows the measurement results of the pH of the mixed solution and the general characteristics of the produced high ortho novolak resin.

実施例9 実施例2と同型の反応装置を用い、フェノール類とし
てメタクレゾールを使用して、以下実施例2の場合と同
様の手順、並びに第2表に示す反応条件によりハイオル
ソノボラック樹脂を得た。混合液のpHおよび生成したハ
イオルソノボラック樹脂の一般特性の測定結果は第2表
に示す通りであった。
Example 9 Using a reaction apparatus of the same type as in Example 2 and using metacresol as a phenol, a high-ortho novolak resin was obtained according to the same procedure as in Example 2 and the reaction conditions shown in Table 2. Was. Table 2 shows the measurement results of the pH of the mixed solution and the general characteristics of the produced high ortho novolak resin.

実施例11、12 実施例1と同型の反応装置を用い、フェノール類とし
てメタクレゾールと他の1種を使用して、以下実施例1
の場合と同様の手順、並びに第2表に示す反応条件によ
りハイオルソノボラック樹脂を得た。混合液のpHおよび
生成したハイオルソノボラック樹脂の一般特性の測定結
果は第2表に示す通りであった。
Examples 11 and 12 Using the same type of reactor as in Example 1 and using metacresol and another one as phenols, the following Example 1 was used.
A hyortho novolak resin was obtained according to the same procedure as in the above case and the reaction conditions shown in Table 2. Table 2 shows the measurement results of the pH of the mixed solution and the general characteristics of the produced high ortho novolak resin.

比較例1、4 実施例1と同型の反応装置を用いて、実施例1の場合
と同様の手順、並びに第1表または第2表に示す反応条
件によりノボラックを得た。混合液のpHおよび生成した
ノボラックの一般特性の測定結果は第1表または第2
表、また比較例1についての硬化物特性は第3表に示す
通りであった。
Comparative Examples 1 and 4 Novolaks were obtained using the same type of reactor as in Example 1 according to the same procedure as in Example 1 and the reaction conditions shown in Table 1 or Table 2. Table 1 or 2 shows the measurement results of the pH of the mixture and the general characteristics of the produced novolak.
The cured product characteristics of the table and Comparative Example 1 are as shown in Table 3.

比較例2、5、6 実施例2と同型の反応装置を用いて、実施例2の場合
と同様の手順、並びに第1表または第2表に示す反応条
件によりノボラックを得た。混合液のpHおよび生成した
ノボラックの一般特性の測定結果は第1表または第2
表、また比較例2についての硬化物特性は第3表に示す
通りであった。
Comparative Examples 2, 5, and 6 Using the same type of reactor as in Example 2, a novolak was obtained according to the same procedure as in Example 2 and the reaction conditions shown in Table 1 or Table 2. Table 1 or 2 shows the measurement results of the pH of the mixture and the general characteristics of the produced novolak.
The cured product characteristics of the table and Comparative Example 2 were as shown in Table 3.

比較例3、7 実施例2と同型の反応装置に第1表または第2表に示
すようにフェノール類1000部、37%ホルムアルデヒド水
溶液の所定量および酢酸亜鉛6.0部を仕込んでpHを5.5に
調節した後、100±2℃で2時間の還流反応を行った。
その後蓚酸を使用してpHを1.5に下げた後、反応液を常
圧下で液温が130℃に到達するまで昇温脱水し、さらに
減圧下の真空度60Torrで昇温を続けて液温160℃とした
後、同温度で1時間保持して残留水分と遊離モノマーを
除去するとによりハイオルソ型のノボラックを得た。生
成したハイオルソ型のノボラックの一般特性の測定結果
は第1表または第2表、また比較例3についての硬化物
特性は第3表に示す通りであった。
Comparative Examples 3 and 7 As shown in Table 1 or 2, 1000 parts of phenols, a predetermined amount of 37% aqueous formaldehyde solution and 6.0 parts of zinc acetate were charged into a reactor of the same type as in Example 2 to adjust the pH to 5.5. After that, a reflux reaction was performed at 100 ± 2 ° C. for 2 hours.
Thereafter, the pH was reduced to 1.5 using oxalic acid, and the reaction solution was dehydrated at elevated temperature under normal pressure until the liquid temperature reached 130 ° C., and further heated at a reduced pressure of 60 Torr to a liquid temperature of 160. C. and kept at the same temperature for 1 hour to remove residual moisture and free monomers, thereby obtaining a high ortho-type novolak. The measurement results of the general characteristics of the resulting high ortho-type novolak are shown in Table 1 or Table 2. The cured product characteristics of Comparative Example 3 are as shown in Table 3.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によるハイオルソノボラック樹脂の製造方法に
よれば、マンガン、亜鉛、カウシウム、マグネシウムな
どの2価金属の有機酸塩を触媒として使用して、pHを4.
0〜6.0の弱酸性に調整した反応系でフェノール類とアル
デヒド類を反応させて得られる従来からのハイオルソノ
ボラック樹脂に不純物として残存している2価金属化合
物を含有することなく、速硬化性である。また、その硬
化物は従来からのハイオルソノボラック樹脂に比べて耐
熱性、耐水性、電気絶縁性などの特性にすぐれているの
でこれらの特性にすぐれた、ハイオルソノボラック樹脂
を工業的に製造する方法として好適である。この製造方
法によるハイオルソノボラック樹脂は速硬化性、耐熱
性、耐水性などの特性にすぐれたノボラック樹脂の開発
が要求されている成形材料用、砥石用、摩擦材用、電気
絶縁用、フェルト用、およびその他の有機物や無機物の
結合用、あるいはレジスト特性にすぐれかつ不純物を含
有しない高純度のハイオルソ型のクレゾール系ノボラッ
ク樹脂が要求されているフォトレジスト用やPS板用など
に使用するときわめて有効であると期待される。
According to the method for producing a high-ortho novolak resin according to the present invention, manganese, zinc, casium, an organic acid salt of a divalent metal such as magnesium is used as a catalyst, and the pH is adjusted to 4.
Fast curing without containing divalent metal compounds remaining as impurities in conventional high ortho novolak resins obtained by reacting phenols and aldehydes in a reaction system adjusted to weak acidity of 0 to 6.0 It is. In addition, the cured product has excellent properties such as heat resistance, water resistance, and electrical insulation as compared with conventional high ortho novolak resins, and therefore, a high ortho novolak resin having excellent properties is industrially manufactured. It is suitable as a method. The high-ortho novolak resin produced by this method is used for molding materials, grindstones, friction materials, electrical insulation, and felts, which require the development of novolak resins with excellent properties such as fast curing, heat resistance, and water resistance. It is extremely effective when used for bonding of organic and inorganic substances, or for photoresists and PS plates where high-purity high-ortho-type cresol-based novolak resins with excellent resist properties and no impurities are required. Expected to be.

〈一般特性の測定方法〉 1. 融点:JIS K 6909による 2. 遊離モノマー量:ガスクロマトグラフ法 3. 熱板ゲル化時間:JIS K 6909による。 <Method for measuring general properties> 1. Melting point: according to JIS K 6909 2. Free monomer amount: gas chromatography 3. Hot plate gelation time: according to JIS K 6909.

ヘキサミン量:15phr、熱板温度:150℃ 4. ハイオルソ化度:NMR法、O/P比 〈硬化物特性の測定方法〉 1. アセトン抽出率 試料の作製:ヘキサミン15phrと共に微粉砕して粉末樹
脂とし、150℃/1Hrでタブレット状に加熱成形硬化させ
る。硬化樹脂を粉砕して60メッシュ通過分を試料とす
る。
Hexamine content: 15 phr, hot plate temperature: 150 ° C 4. High ortholation degree: NMR method, O / P ratio <Measurement method of cured product characteristics> 1. Acetone extraction ratio Preparation of sample: Powdered resin is finely ground together with 15 phr of hexamine, and is heat-molded into a tablet at 150 ° C / 1Hr and cured. The cured resin is pulverized and a sample passing through 60 mesh is used.

抽出装置と抽出時間:ソックスレー抽出器により6Hr処
理する。
Extraction device and extraction time: 6Hr treatment by Soxhlet extractor.

2. 常態曲げ強さ(A) 粉末樹脂の作製:ヘキサミン15phrと共に微粉砕して粉
末樹脂とする。
2. Normal bending strength (A) Preparation of powdered resin: Finely pulverized with 15 phr of hexamine to obtain powdered resin.

試験片の作製 配合:粉末樹脂:アルミナ(#400)=40:60(Vol.%)
でドライブレンドする。
Preparation of test piece Formulation: powder resin: alumina (# 400) = 40:60 (Vol.%)
Dry blend.

寸法:20×120×10mm 硬化:160℃×20分 後硬化:180℃×5Hr 見掛比重:2.55±0.02 測定条件:テンシロン型曲げ強さ試験機を使用して、ス
パンは100mm、負荷速度は20mm/minとする。
Dimensions: 20 × 120 × 10mm Curing: 160 ° C. × 20 minutes Post-curing: 180 ° C. × 5Hr Apparent specific gravity: 2.55 ± 0.02 Measurement conditions: Using a Tensilon type bending strength tester, the span is 100mm, the load speed is 20 mm / min.

3. 熱間曲げ強さ(B) 粉末樹脂の作製および試験片の作製:常態曲げ強さの場
合に同じ。
3. Hot bending strength (B) Preparation of powder resin and preparation of test specimen: Same as normal bending strength.

測定条件:作製試験片を250℃の炉内で20分間加熱処理
し、加熱処理直後の試験片を常態曲げ強さの場合と同条
件で測定する。
Measurement conditions: The prepared test piece is heat-treated in a furnace at 250 ° C. for 20 minutes, and the test piece immediately after the heat treatment is measured under the same conditions as in the case of normal bending strength.

4. 熱間強さ保持率(B/A) (熱間曲げ強さ/常態曲げ強さ)×100から算出す
る。
4. Hot strength retention (B / A) Calculated from (hot bending strength / normal bending strength) x 100.

5. 湿態曲げ強さ(C) 粉末樹脂の作製および試験片の作製:常態曲げ強さの場
合に同じ。
5. Wet bending strength (C) Preparation of powder resin and preparation of test specimen: Same as normal bending strength.

測定条件:作製試験片の表面をサンドペーパーで研磨
後、110℃の加圧熱水中で2時間浸漬処理。浸漬処理後
の試験片を常態曲げ強さの場合と同条件で測定。
Measurement conditions: After polishing the surface of the prepared test piece with sandpaper, immersion treatment was performed in hot pressurized water at 110 ° C. for 2 hours. The test specimen after immersion treatment was measured under the same conditions as for normal bending strength.

6. 湿態強さ保持率(C/A) (湿態曲げ強さ/常態曲げ強さ)×100から算出す
る。
6. Wet strength retention (C / A) Calculated from (wet bending strength / normal bending strength) x 100.

実施例1〜12で得られた樹脂は、フェノール類とアル
デヒド類の接触反応温度が高いほどハイオルソン化度
(O/P比)が大きい。実施例1〜12の樹脂は比較例1〜
8の樹脂と比べてハイオルソ化度が大きく、熱板ゲル化
時間が短いので速硬化性であることを示している。ま
た、実施例1〜7の樹脂は、比較例3で得られた樹脂と
比べて、アセトン抽出率が小さく硬化性のよいことを、
熱間曲げ強さと熱間強さ保持率が大きく耐熱性にすぐれ
ていることを、湿態曲げ強さと湿態強さ保持率が大きく
耐湿性にもすぐれていることを表わしている。
In the resins obtained in Examples 1 to 12, the higher the contact reaction temperature of phenols and aldehydes, the higher the degree of high Olsonization (O / P ratio). The resins of Examples 1 to 12 are Comparative Examples 1 to
As compared with the resin No. 8, the degree of high ortho-formation was high, and the hot plate gelation time was short, indicating that the resin was fast-curing. In addition, the resins of Examples 1 to 7 have a lower acetone extraction rate and better curability than the resin obtained in Comparative Example 3,
The fact that the hot bending strength and the hot strength retention are large and excellent in heat resistance indicate that the wet bending strength and the wet strength retention are large and excellent in moisture resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明のハイオルソノボラック樹脂の製造方法
において、ハイオルソノボラック樹脂を製造するための
反応装置の概要図である。 1.……反応釜 2.……撹拌機 3.……温度計 4.……熱交換器 5.……水分離器 6.……アルデヒドタンク
FIG. 1 is a schematic view of a reaction apparatus for producing a high-ortho novolak resin in the method for producing a high-ortho novolak resin of the present invention. 1. Reactor 2. Stirrer 3. Thermometer 4. Heat exchanger 5. Water separator 6. Aldehyde tank

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】フェノール類、アルデヒド類および触媒を
必須成分として使用するノボラック樹脂の製造工程にお
いて、フェノール類に触媒を混合してpHが2.5以下とな
るように調節した混合液を110℃以上の温度とし、水を
反応系外に排出しつつ混合液の温度を110℃以上に制御
しながら、該混合液にアルデヒド類を接触反応させる工
程を含むことを特徴とするハイオルソノボラック樹脂の
製造方法。
In a process for producing a novolak resin using phenols, aldehydes and a catalyst as essential components, a mixed solution prepared by mixing a phenol with a catalyst to adjust the pH to 2.5 or less is used. A process for contacting aldehydes with the mixture while controlling the temperature of the mixture to 110 ° C. or higher while discharging water out of the reaction system. .
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