JP4700306B2 - Method for producing novolac type phenolic resin - Google Patents

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Description

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

本出願人は、フェノール類とアルデヒド類とを、リン酸類の存在下で不均一系反応させることにより、フェノール類モノマー及びフェノール類ダイマーの含有量や分散比が制御されたノボラック型フェノール樹脂を高収率で得ることができるノボラック型フェノール樹脂の製造方法を提案している(特許文献1,2)。   The present applicant has developed a novolak-type phenol resin in which the content and dispersion ratio of phenolic monomers and phenolic dimers are controlled by heterogeneous reaction of phenols and aldehydes in the presence of phosphoric acids. A method for producing a novolac-type phenolic resin that can be obtained in a yield is proposed (Patent Documents 1 and 2).

特許文献1,2においては、反応終了後に、静置し、有機層と水層を分離するに際し、メチルエチルケトンやメチルイソブチルケトン等のいわゆる可燃性危険物を使用している。   In Patent Documents 1 and 2, a so-called flammable hazardous material such as methyl ethyl ketone or methyl isobutyl ketone is used when the organic layer and the aqueous layer are separated after leaving the reaction.

一般に、非防爆型プラントにおいては可燃性危険物を使用することができないため、これらの製造方法を、そのまま非防爆型プラントに適用することは困難であった。   In general, flammable hazardous materials cannot be used in non-explosion-proof plants, and it has been difficult to apply these manufacturing methods to non-explosion-proof plants as they are.

国際公開第03/042267号パンフレットInternational Publication No. 03/042267 Pamphlet 国際公開第2004/020492号パンフレットInternational Publication No. 2004/020492 Pamphlet

本発明は、フェノール類モノマー及びフェノール類ダイマーの含有量や分散比が制御されたノボラック型フェノール樹脂を高収率で得ることができるのみでなく、一般的な非防爆型プラントへの適用が可能なノボラック型フェノール樹脂の製造方法を提供することを目的とする。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can not only obtain a novolak type phenolic resin with controlled content and dispersion ratio of phenolic monomers and phenolic dimers in a high yield, but can also be applied to general non-explosion-proof plants. An object of the present invention is to provide a method for producing a novolak-type phenolic resin.

即ち、本発明のノボラック型フェノール樹脂の製造方法は、フェノール類とアルデヒド類とを、リン酸類の存在下で不均一系反応させる第一工程と、前記第一工程後にフェノール類を添加する第二工程とを有することを特徴とする。   That is, the method for producing a novolac type phenolic resin of the present invention comprises a first step in which a phenol and an aldehyde are reacted in a heterogeneous system in the presence of phosphoric acid, and a second step in which the phenol is added after the first step. And a process.

本発明によれば、フェノール類モノマー及びフェノール類ダイマーの含有量や分散比が制御されたノボラック型フェノール樹脂を高収率で得ることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the novolak-type phenol resin by which content and dispersion ratio of the phenolic monomer and phenolic dimer were controlled can be obtained with a high yield.

また、可燃性危険物を用いる必要がないので、一般的な非防爆型プラントへの適用が可能である。   Moreover, since it is not necessary to use a flammable dangerous material, it can be applied to a general non-explosion-proof plant.

更には、反応終了後にフェノール類を用いることにより、少ない添加量で、有機層と水層の充分な分離が可能であり、容積効率改善、原料コスト低下の面でも有用である。   Furthermore, by using phenols after completion of the reaction, the organic layer and the aqueous layer can be sufficiently separated with a small addition amount, which is useful in terms of improving volumetric efficiency and reducing raw material costs.

本発明の第一工程では、フェノール類とアルデヒド類とを、リン酸類及び好ましくは反応補助溶媒の存在下に攪拌混合しながら不均一系で縮合反応させてノボラック型フェノール樹脂を得る。   In the first step of the present invention, a novolac type phenol resin is obtained by subjecting phenols and aldehydes to a condensation reaction in a heterogeneous system while stirring and mixing in the presence of phosphoric acids and preferably a reaction auxiliary solvent.

第一工程において、反応原料として用いるフェノール類としては、例えば、フェノールや、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、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、2,3−キシレノール、2,5−キシレノール、3,5−キシレノール、3,4−キシレノール、2−プロピルフェノール、2−イソプロピルフェノール、3−プロピルフェノール、3−イソプロピルフェノール、4−プロピルフェノール、4−イソプロピルフェノール、2−sec−ブチルフェノール、2−tert−ブチルフェノール、3−sec−ブチルフェノール、3−tert−ブチルフェノール、4−sec−ブチルフェノール、4−tert−ブチルフェノール、2−シクロヘキシルフェノール、3−シクロヘキシルフェノール、4−シクロヘキシルフェノール、2−ノニルフェノール、3−ノニルフェノール、4−ノニルフェノール、2−ドデシルフェノール、3−ドデシルフェノール、4−ドデシルフェノール、2−オクタデシルフェノール、3−オクタデシルフェノール、4−オクタデシルフェノール、2−イソプロピル−5−メチルフェノール、2−tert−ブチル−4−メチルフェノール、3−メチル−6−tert−ブチルフェノール、2,3,5−トリメチルフェノール、2,3,5−トリエチルフェノールなどのアルキルフェノール類、o−イソプロペニルフェノール、m−イソプロペニルフェノール、p−イソプロペニルフェノール、2−メチル−4−イソプロペニルフェノール、2−エチル−4−イソプロペニルフェノールなどのイソプロペニルフェノール類、2−フェニルフェノール、3−フェニルフェノール、4−フェニルフェノールなどのフェニルフェノール類、2−ナフチルフェノール、3−ナフチルフェノール、4−ナフチルフェノールなどのナフチルフェノール類、o−メトキシフェノール、m−メトキシフェノール、p−メトキシフェノール、o−エトキシフェノール、m−エトキシフェノール、p−エトキシフェノール、o−プロポキシフェノール、m−プロポキシフェノール、p−プロポキシフェノールなどのアルコキシフェノール類、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビス(2−メチルフェノール)A、ビス(2−メチルフェノール)F、ビスフェノールS、ビスフェノールE、ビスフェノールZ、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、レゾルシノール、ヒドロキノン、ピロガロールなどのポリヒドロキシフェノール類、α−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレンなどのナフタレン類などを挙げることができる。   In the first step, the phenols used as a reaction raw material include, for example, phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, o-ethylphenol, m-ethylphenol, p-ethylphenol, 2,3- Xylenol, 2,5-xylenol, 3,5-xylenol, 3,4-xylenol, 2-propylphenol, 2-isopropylphenol, 3-propylphenol, 3-isopropylphenol, 4-propylphenol, 4-isopropylphenol, 2-sec-butylphenol, 2-tert-butylphenol, 3-sec-butylphenol, 3-tert-butylphenol, 4-sec-butylphenol, 4-tert-butylphenol, 2-cyclohexylphenol, 3-cyclo Xylphenol, 4-cyclohexylphenol, 2-nonylphenol, 3-nonylphenol, 4-nonylphenol, 2-dodecylphenol, 3-dodecylphenol, 4-dodecylphenol, 2-octadecylphenol, 3-octadecylphenol, 4-octadecylphenol, Alkylphenols such as 2-isopropyl-5-methylphenol, 2-tert-butyl-4-methylphenol, 3-methyl-6-tert-butylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, 2,3,5-triethylphenol O-isopropenyl phenol, m-isopropenyl phenol, p-isopropenyl phenol, 2-methyl-4-isopropenyl phenol, 2-ethyl-4-isopropenyl phenol Any isopropenylphenol, phenylphenol such as 2-phenylphenol, 3-phenylphenol, 4-phenylphenol, naphthylphenol such as 2-naphthylphenol, 3-naphthylphenol, 4-naphthylphenol, o-methoxyphenol , M-methoxyphenol, p-methoxyphenol, o-ethoxyphenol, m-ethoxyphenol, p-ethoxyphenol, o-propoxyphenol, m-propoxyphenol, alkoxyphenols such as p-propoxyphenol, bisphenol A, bisphenol F, bis (2-methylphenol) A, bis (2-methylphenol) F, bisphenol S, bisphenol E, bisphenol Z, 4,4′-dihydroxybiphenyl, Examples thereof include polyhydroxyphenols such as resorcinol, hydroquinone and pyrogallol, and naphthalenes such as α-naphthol, β-naphthol and dihydroxynaphthalene.

これらの中でも特にエポキシ分野においては、2−フェニルフェノール、2−tert−ブチルフェノール、2−シクロヘキシルフェノールが好適に用いられる。   Among these, particularly in the epoxy field, 2-phenylphenol, 2-tert-butylphenol, and 2-cyclohexylphenol are preferably used.

フェノール類は、上記の例示に限定はされず、またそれぞれ単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。   The phenols are not limited to the above examples, and may be used alone or in combination of two or more.

フェノール類の添加方法は、原料と共に一括して仕込む方法、あるいは反応の進行と共に分割して加えていく方法など、目的に適した方法を採用してよい。   As a method for adding phenols, a method suitable for the purpose, such as a method in which the raw materials are added together with the raw materials or a method in which the phenols are added in a divided manner as the reaction proceeds, may be employed.

第一工程において、反応原料として用いるアルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、ホルマリン、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒド、パラアルデヒド、プロピオンアルデヒド、パラプロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等が挙げられるが、これらに限定はされず、また、それぞれ単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。   Examples of aldehydes used as reaction raw materials in the first step include formaldehyde, formalin, paraformaldehyde, trioxane, acetaldehyde, paraaldehyde, propionaldehyde, parapropionaldehyde, benzaldehyde, salicylaldehyde, and the like. In addition, they may be used alone or in combination of two or more.

アルデヒド類の添加方法は、原料と共に一括して仕込む方法、反応の進行と共に分割して加えていく方法など、目的に適した方法を採用してよい。   As a method for adding aldehydes, a method suitable for the purpose, such as a method in which raw materials are added together with a raw material or a method in which the aldehydes are added in a divided manner as the reaction proceeds, may be employed.

フェノール類(P)とアルデヒド類(F)との配合比(F/P)は特に限定されるものではないが、好ましくはモル基準で0.6〜1.0、より好ましくは0.65〜0.97である。配合比が0.6未満では、フェノール類ダイマー以下の成分含有量を減少させることが難しくなる可能性があり、逆に1.0を超えると未反応のアルデヒド類が増加して生産効率が低下する可能性がある。   The blending ratio (F / P) of the phenols (P) and the aldehydes (F) is not particularly limited, but is preferably 0.6 to 1.0, more preferably 0.65 to a molar basis. 0.97. If the blending ratio is less than 0.6, it may be difficult to reduce the content of components below the phenol dimer, whereas if it exceeds 1.0, unreacted aldehydes increase and production efficiency decreases. there's a possibility that.

第一工程において、反応触媒として用いられるリン酸類は、フェノール類とアルデヒド類との相分離反応(不均一系反応)の場を形成する重要な役割を果すものであり、このようなリン酸類の例としては、例えばメタリン酸、ピロリン酸、オルトリン酸、三リン酸、四リン酸等のポリリン酸、無水リン酸及びこれらの混合物などが挙げられるが、低コストで入手し易いオルトリン酸水溶液、例えば75質量%リン酸、89質量%リン酸等が一般的に用いられる。   In the first step, phosphoric acids used as a reaction catalyst play an important role in forming a phase separation reaction (heterogeneous reaction) between phenols and aldehydes. Examples include, for example, polyphosphoric acid such as metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, orthophosphoric acid, triphosphoric acid, and tetraphosphoric acid, phosphoric anhydride, and mixtures thereof. Generally 75 mass% phosphoric acid, 89 mass% phosphoric acid, etc. are used.

リン酸類の配合量は、フェノール類100質量部に対して5質量部以上が好ましく、その上限量は特に制限されるものではないが、反応容積効率、安全性、相分離効果などを勘案すると、好ましくは20〜200質量部、より好ましくは40〜100質量部である。配合量が5質量部未満では、高分子量成分の生成が促進される一方で、低分子量成分とりわけフェノール類ダイマー成分が低減しない傾向がある。   The blending amount of phosphoric acids is preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of phenols, and the upper limit is not particularly limited, but considering reaction volume efficiency, safety, phase separation effect, etc. Preferably it is 20-200 mass parts, More preferably, it is 40-100 mass parts. When the blending amount is less than 5 parts by mass, the production of a high molecular weight component is promoted, while the low molecular weight component, particularly the phenolic dimer component, tends not to be reduced.

リン酸類の添加方法は、原料と共に一括して仕込む方法、反応の進行と共に分割して加えていく方法など、目的に適した方法を採用してよい。   As a method for adding phosphoric acids, a method suitable for the purpose, such as a method in which the raw materials are added together with a raw material or a method in which the phosphoric acid is added in a divided manner as the reaction proceeds, may be employed.

第一工程において、相分離反応の促進という観点から、反応補助溶媒としての非反応性含酸素有機溶媒を用いることが好ましい。反応補助溶媒としては、アルコール類、多価アルコール系エーテル、環状エーテル類、多価アルコール系エステル、ケトン類、スルホキシド類からなる群から選ばれる少なくとも一種を用いることが好ましい。   In the first step, it is preferable to use a non-reactive oxygen-containing organic solvent as a reaction auxiliary solvent from the viewpoint of promoting the phase separation reaction. As the reaction auxiliary solvent, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of alcohols, polyhydric alcohol ethers, cyclic ethers, polyhydric alcohol esters, ketones, and sulfoxides.

アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等の一価アルコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール等の二価アルコール、グリセリン等の三価アルコール等が挙げられる。   Examples of alcohols include monohydric alcohols such as methanol, ethanol, and propanol, butanediol, pentanediol, hexanediol, ethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, and tripropylene glycol. And dihydric alcohols such as polyethylene glycol and trihydric alcohols such as glycerin.

多価アルコール系エーテルとしては、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノペンチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル等のグリコールエーテル類が挙げられる。   Examples of the polyhydric alcohol ether include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monopentyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, ethylene glycol mono Examples include glycol ethers such as phenyl ether.

環状エーテル類としては、例えば、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン等が挙げられ、多価アルコール系エステルとしては、例えばエチレングリコールアセテート等のグリコールエステル類等が挙げられ、ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、スルホキシド類としては、例えばジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等が挙げられる。   Examples of the cyclic ethers include 1,3-dioxane and 1,4-dioxane. Examples of the polyhydric alcohol ester include glycol esters such as ethylene glycol acetate. Examples of ketones include Examples include acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone. Examples of the sulfoxide include dimethyl sulfoxide and diethyl sulfoxide.

これらの中でも、メタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,4−ジオキサンなどが特に好ましい。   Among these, methanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol, polyethylene glycol, 1,4-dioxane and the like are particularly preferable.

反応補助溶媒は、これらに限定されず、上記の特質を有しかつ反応時に液状を呈するものであれば固体でも使用することができるし、またそれぞれを単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。   The reaction auxiliary solvent is not limited to these, and can be used as a solid as long as it has the above-mentioned characteristics and exhibits a liquid state at the time of the reaction. You may use the above together.

反応補助溶媒の配合量としては、特に限定されないが、フェノール類100質量部に対して、好ましくは5〜1000質量部であり、より好ましくは10〜500質量部である。配合量が5質量部未満では溶媒添加効果が認められない可能性があり、また1000質量部を超えると反応速度及び容積効率の点から生産性が低下する可能性がある。   Although it does not specifically limit as a compounding quantity of a reaction auxiliary solvent, Preferably it is 5-1000 mass parts with respect to 100 mass parts of phenols, More preferably, it is 10-500 mass parts. If the blending amount is less than 5 parts by mass, the effect of adding a solvent may not be recognized, and if it exceeds 1000 parts by mass, the productivity may decrease in terms of reaction rate and volumetric efficiency.

反応補助溶媒の添加方法は、原料と共に一括して仕込む方法、反応の進行と共に分割して加えていく方法など、目的に適した方法を採用してよい。   As a method for adding the reaction auxiliary solvent, a method suitable for the purpose may be employed, such as a method in which the reaction auxiliary solvent is added together with the raw material or a method in which the reaction auxiliary solvent is added in a divided manner as the reaction proceeds.

また、前記第一工程中、必要に応じてさらに界面活性剤を用いることによって、相分離反応を促進し、反応時間を短縮することが可能となり、収率向上にも寄与できる。   Further, by using a surfactant in the first step as necessary, the phase separation reaction can be promoted, the reaction time can be shortened, and the yield can be improved.

界面活性剤としては、石鹸、アルファオレフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸及びその塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、フェニルエーテルエステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、エーテルスルホン酸塩、エーテルカルボン酸塩等のアニオン系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンスチレン化フェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミノエーテル、ポリエチレングリコール脂肪族エステル、脂肪族モノグリセライド、ソルビタン脂肪族エステル、ペンタエリスリトール脂肪族エステル、ポリオキシエチレンポリプロピレングリコール、脂肪族アルキロールアマイド等のノニオン系界面活性剤、モノアルキルアンモニウムクロライド、アミン酸塩類等のカチオン系界面活性剤等が挙げられる。   Surfactants include soaps, alpha olefin sulfonates, alkyl benzene sulfonic acids and their salts, alkyl sulfate salts, alkyl ether sulfate salts, phenyl ether ester salts, polyoxyethylene alkyl ether sulfate salts, ether sulfonate salts. , Anionic surfactants such as ether carboxylates, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, polyoxyalkylene alkyl ethers, polyoxyethylene styrenated phenol ethers, polyoxyethylene alkylamino ethers, polyethylene glycol aliphatic esters, aliphatic monoglycerides Sorbitan aliphatic ester, pentaerythritol aliphatic ester, polyoxyethylene polypropylene glycol, aliphatic alkylol amide, etc. Nonionic surface active agents, monoalkyl ammonium chloride, cationic surfactants such as amine acid salts.

界面活性剤の配合量としては、特に限定はされないが、第一工程において、反応原料として用いたフェノール類100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1〜10質量部である。   Although it does not specifically limit as a compounding quantity of surfactant, Preferably it is 0.5 mass part or more with respect to 100 mass parts of phenols used as a reaction raw material in a 1st process, More preferably, it is 1-10 mass. Part.

第一工程においては、相分離効果の観点から、反応を始める前にあらかじめ系内の水分量を40質量%以下、好ましくは20質量%以下にしておくことが好ましい。反応温度は、反応効率及び相分離効果の観点から、一般に40℃以上の温度が採用されるが、好ましくは80℃以上であり、より好ましくは還流温度である。反応時間は、反応温度、リン酸類の配合量、反応系の含水量、生成物の縮合状況などを考慮しながら決定されるが一般的には1〜50時間程度である。また、反応環境としては、通常は常圧であるが、本発明の特徴である不均一反応を維持するならば、加圧下又は減圧下で反応を行なってもよい。   In the first step, from the viewpoint of the phase separation effect, the water content in the system is preferably 40% by mass or less, preferably 20% by mass or less in advance before starting the reaction. From the viewpoint of reaction efficiency and phase separation effect, the reaction temperature is generally 40 ° C or higher, preferably 80 ° C or higher, and more preferably reflux temperature. The reaction time is determined in consideration of the reaction temperature, the amount of phosphoric acid, the water content of the reaction system, the condensation state of the product, etc., but is generally about 1 to 50 hours. The reaction environment is usually atmospheric pressure, but the reaction may be performed under pressure or under reduced pressure as long as the heterogeneous reaction characteristic of the present invention is maintained.

本発明は、前記第一工程後、フェノール類を添加し、静置した後、有機層と水層を分離する第二工程を有する。   This invention has the 2nd process which isolate | separates an organic layer and a water layer after adding phenols and leaving still after said 1st process.

具体的には、第一工程後に、攪拌混合しながらフェノール類を添加混合して、第一工程で得られた縮合物(ノボラック型フェノール樹脂)の粘度を低下させた後、攪拌混合を停止して静置し、有機層(フェノール類、縮合物を含む)と水層(リン酸類、添加した場合には反応補助溶媒を含む)に分離させる。次に、水層は系外に除去した後、リン酸類及び反応補助溶媒を回収し、一方、有機層は数回湯水洗及び/又は中和した後、減圧濃縮により残留水分及びフェノール類を完全に除去する。   Specifically, after the first step, phenols are added and mixed while stirring and mixing to reduce the viscosity of the condensate (novolak type phenol resin) obtained in the first step, and then stirring and mixing are stopped. The mixture is allowed to stand and separated into an organic layer (including phenols and condensate) and an aqueous layer (including phosphoric acids and a reaction auxiliary solvent when added). Next, after removing the aqueous layer from the system, the phosphoric acid and the reaction auxiliary solvent are recovered, while the organic layer is washed with hot water and / or neutralized several times, and then the residual water and phenols are completely removed by concentration under reduced pressure. To remove.

第二工程において添加する、フェノール類としては、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、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、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、3,5−キシレノール、3,4−キシレノール等が挙げられ、これらのうちでも、減圧濃縮時の除去効率、ハンドリング性、入手のし易さ、コスト面などの点で、フェノールが好ましい。   The phenols added in the second step include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, o-ethylphenol, m-ethylphenol, p-ethylphenol, 2,3-xylenol, 2,4 -Xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, 3,5-xylenol, 3,4-xylenol, etc. Among these, removal efficiency during vacuum concentration, handling properties, easy availability Phenol is preferable in terms of cost.

フェノール類の添加割合は特に限定されないが、第一工程で用いたフェノール類100質量部に対して、好ましくは5〜200質量部、より好ましくは10〜50質量部である。添加割合が、5質量部未満ではフェノール類の添加による粘度低下効果が得られない可能性があり、200質量部を超えると容積効率及び原料コストの点から好ましくない。なお、ここで言う添加割合は未反応フェノール類を除いた割合である。   Although the addition ratio of phenols is not specifically limited, Preferably it is 5-200 mass parts with respect to 100 mass parts of phenols used at the 1st process, More preferably, it is 10-50 mass parts. If the addition ratio is less than 5 parts by mass, the effect of reducing the viscosity due to the addition of phenols may not be obtained, and if it exceeds 200 parts by mass, it is not preferable from the viewpoint of volume efficiency and raw material cost. In addition, the addition ratio said here is a ratio except the unreacted phenols.

本発明の製造方法を用いると、フェノール類の種類により多少異なるものの、全般的には、アルデヒド類(F)とフェノール類(P)の配合モル比(F/P)の範囲によって、以下のようなノボラック型フェノール樹脂が得られる。   When the production method of the present invention is used, although it varies somewhat depending on the type of phenols, generally, depending on the range of the blending molar ratio (F / P) of aldehydes (F) and phenols (P), A novolac-type phenolic resin is obtained.

配合モル比(F/P)が0.80モル以上、好ましくは0.80モル以上1.00モル以下の範囲では、ゲル濾過クロマトグラフの面積法による測定でフェノール類モノマーとフェノール類ダイマーとの合計含有量が10%以下、好ましくは5%以下、かつゲル濾過クロマトグラフ測定による重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との分散比(Mw/Mn)が好ましくは1.1〜3.0、さらに好ましくは1.2〜2.0であることを特徴とするノボラック型フェノール樹脂を高収率で製造することができる。   When the blending molar ratio (F / P) is in the range of 0.80 mol or more, preferably 0.80 mol or more and 1.00 mol or less, the ratio between the phenolic monomer and the phenolic dimer is measured by the area method of gel filtration chromatography. The total content is 10% or less, preferably 5% or less, and the dispersion ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) by gel filtration chromatography is preferably 1.1 to A novolac-type phenol resin characterized by being 3.0, more preferably 1.2 to 2.0 can be produced in high yield.

また、配合モル比(F/P)が0.33以上0.80未満の範囲においては、ゲル濾過クロマトグラフの面積法による測定でフェノール類モノマー成分の含有量が3%以下、好ましくは1%以下、かつフェノール類ダイマー成分の含有量が5%〜95%、好ましくは10%〜90%、さらにゲル濾過クロマトグラフ測定による重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との分散比(Mw/Mn)が1.05〜1.8、好ましくは1.1〜1.7であることを特徴とするノボラック型フェノール樹脂を高収率で製造することができる。   Further, when the blending molar ratio (F / P) is in the range of 0.33 or more and less than 0.80, the content of the phenolic monomer component is 3% or less, preferably 1%, as measured by the area method of gel filtration chromatography In the following, the content of the phenolic dimer component is 5% to 95%, preferably 10% to 90%, and the dispersion ratio between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) by gel filtration chromatography ( Mw / Mn) is 1.05 to 1.8, preferably 1.1 to 1.7, and a novolac type phenolic resin can be produced in a high yield.

本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。なお、「%」は特に断らない限り「質量基準」を意味する。また、得られたノボラック型フェノール樹脂の特性は下記の試験法により測定した。   Examples The present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. “%” Means “mass basis” unless otherwise specified. Moreover, the characteristic of the obtained novolak-type phenol resin was measured by the following test method.

(1)数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、分散比(Mw/Mn)
東ソー株式会社製ゲル濾過クロマトグラフSC−8020シリーズビルドアップシステム(カラム:G2000HXL+G4000HXL、検出器:UV254nm、キャリヤー:テトラヒドロフラン1ml/min、カラム温度38℃)の測定により、標準ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)を求めて、分散比(Mw/Mn)を算出した。
(1) Number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw), dispersion ratio (Mw / Mn)
Number average in terms of standard polystyrene as measured by Tosoh Corporation gel filtration chromatograph SC-8020 series build-up system (column: G2000H XL + G4000H XL , detector: UV254 nm, carrier: tetrahydrofuran 1 ml / min, column temperature 38 ° C.) The molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) were determined, and the dispersion ratio (Mw / Mn) was calculated.

(2)フェノール類モノマー及びフェノール類ダイマーの含有量(%)
分子量分布の全面積に対するフェノール類モノマー及びフェノール類ダイマーの面積を百分率で表示する面積法によって測定した。
(2) Content of phenolic monomers and phenolic dimers (%)
The area of the phenolic monomer and phenolic dimer with respect to the total area of the molecular weight distribution was measured by an area method that displays the percentage.

(3)軟化点
JIS−K6910に記載された環球法に準拠し、株式会社メイテック製 環球式自動軟化点測定装置ASP−MGK2を使用して測定した。
(3) Softening point Based on the ring and ball method described in JIS-K6910, the softening point was measured using a ring and ball automatic softening point measuring device ASP-MGK2 manufactured by Meitec Co., Ltd.

(4)非防爆型プラントでの製造の可否
第二工程にて添加する添加溶媒の種類により、以下の基準で評価した。
○:爆発・火災の危険性が低く、非防爆型プラントでの使用において支障の無いもの。
×:爆発・火災の危険性が大きく、使用の際に防爆型設備が必要となるもの。
(4) Manufacturability at non-explosion-proof plant Evaluation was made according to the following criteria depending on the type of additive solvent added in the second step.
○: Risk of explosion and fire is low, and there is no problem when used in non-explosion-proof plants.
×: Explosion / fire hazard is high, and explosion-proof equipment is required for use.

(5)分離性
第二工程における、有機層と水層の分離性に関する目視判断により、以下の基準で評価した。
○:有機層と水層の分離性は良好。
×:有機層と水層の分離性は悪い。
(5) Separability The following criteria evaluated by visual judgment regarding the separability of the organic layer and the water layer in the second step.
○: Separation between the organic layer and the aqueous layer is good.
X: Separability between the organic layer and the aqueous layer is poor.

<実施例1>
(第一工程)
温度計、攪拌機、過熱機、コンデンサー付きの反応釜に、フェノール(P)850部、89質量%リン酸を850部(100%/P)、反応補助溶媒としてのメタノール127.5部(15%/P)を仕込んだ後、内容物を撹拌混合しながら60℃程度まで過熱した。次に92質量%パラホルムアルデヒド(F)219.68部(F/P=0.745)の分割投入を開始し、白濁状態(2相混合物)のもとで、反応熱を利用して徐々に還流温度(98〜110℃)まで昇温した。92質量%パラホルムアルデヒドを2時間かけて分割投入した後、更に還流温度にて4時間の縮合反応を行なってから反応を停止した。
<Example 1>
(First step)
In a reaction kettle equipped with a thermometer, a stirrer, a superheater, and a condenser, 850 parts of phenol (P), 850 parts of 89% by mass phosphoric acid (100% / P), and 127.5 parts of methanol as a reaction auxiliary solvent (15% / P), the contents were heated to about 60 ° C. with stirring and mixing. Next, 192.68 parts of 92% by mass paraformaldehyde (F) (F / P = 0.745) was started to be divided and gradually added using heat of reaction under a cloudy state (two-phase mixture). The temperature was raised to the reflux temperature (98-110 ° C.). After 92 mass% paraformaldehyde was added in portions over 2 hours, a condensation reaction was further performed at reflux temperature for 4 hours, and then the reaction was stopped.

(第二工程)
次いで、攪拌混合しながらフェノール90部を添加して縮合物の粘度を低下させた後、攪拌混合を停止して静置し、有機層(フェノール及び反応縮合物層:上層)と水層(リン酸水溶液及びメタノール層:下層)に分離させた。次いで、水層を除去し、有機層を数回水洗してリン酸を除いた後、減圧濃縮により残留水分及びフェノールを完全に除去してノボラック樹脂879部(収率103%/P)を得た。なお、ノボラック樹脂の収率はフェノールの仕込み量(質量基準)に対する百分率で表示した。
(Second step)
Next, 90 parts of phenol was added with stirring and mixing to lower the viscosity of the condensate, and stirring and mixing were stopped and allowed to stand, and an organic layer (phenol and reaction condensate layer: upper layer) and an aqueous layer (phosphorus). Acid aqueous solution and methanol layer: lower layer). Next, the aqueous layer was removed, and the organic layer was washed with water several times to remove phosphoric acid, and then the residual water and phenol were completely removed by concentration under reduced pressure to obtain 879 parts of novolak resin (yield 103% / P). It was. The yield of the novolak resin was expressed as a percentage with respect to the amount of phenol charged (mass basis).

評価結果を表1に示す。なお、表中の「N.D.」は検出されなかった事を意味する。   The evaluation results are shown in Table 1. In addition, “ND” in the table means that it was not detected.

<実施例2,3、比較例1,2>
第一工程における配合、第二工程における添加溶媒を表1に示す様に変更した以外は、実施例1と同様にしてノボラック樹脂を製造し、評価した。結果を表1に示す。
<Examples 2 and 3, Comparative Examples 1 and 2>
A novolak resin was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the formulation in the first step and the additive solvent in the second step were changed as shown in Table 1. The results are shown in Table 1.

Figure 0004700306
Figure 0004700306

Claims (5)

フェノール類とアルデヒド類とを、リン酸類の存在下で不均一系反応させる第一工程と、前記第一工程後にフェノール類を添加する第二工程とを有することを特徴とするノボラック型フェノール樹脂の製造方法。   A novolak-type phenol resin comprising a first step in which a phenol and an aldehyde are reacted in a heterogeneous system in the presence of phosphoric acid, and a second step in which the phenol is added after the first step. Production method. 前記第一工程において、リン酸類がフェノール類100質量部に対して5質量部以上であることを特徴とする請求項1に記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。   In the said 1st process, phosphoric acids are 5 mass parts or more with respect to 100 mass parts of phenols, The manufacturing method of the novolak-type phenol resin of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記第一工程において、アルデヒド類の配合量が、フェノール類1モルに対して、0.6モル以上1.0モル以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。   3. The novolac type phenol resin according to claim 1, wherein in the first step, the compounding amount of the aldehyde is 0.6 mol or more and 1.0 mol or less with respect to 1 mol of the phenol. Manufacturing method. 前記第一工程において、反応補助溶媒として非反応性の含酸素有機溶媒を存在させることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。   In the said 1st process, a non-reactive oxygen-containing organic solvent is made to exist as a reaction auxiliary | assistant solvent, The manufacturing method of the novolak-type phenol resin in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 前記反応補助溶媒が、アルコール類、多価アルコール系エーテル、環状エーテル類、多価アルコール系エステル、ケトン類、スルホキシド類からなる群から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項4に記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。   The reaction auxiliary solvent is at least one selected from the group consisting of alcohols, polyhydric alcohol ethers, cyclic ethers, polyhydric alcohol esters, ketones, and sulfoxides. Of producing a novolac-type phenolic resin.
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