JP5239196B2 - 低粘度フェノール類変性芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂の製造方法 - Google Patents
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本発明で得られる低粘度芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂は樹脂中にフェノール性水酸基を有し、粘度が低く、エポキシ樹脂、その硬化剤やウレタン樹脂との相溶性に優れ、エポキシ樹脂系重防食塗料の添加剤として優れた防食性や表面の平滑性を示す。
縮合反応を停止する時期の判断は、反応混合物の粘度または反応混合物中の未反応フェノール類含有率を測定することにより行うことができる。縮合反応を停止する時期の判断は反応混合物の粘度を測定し行うのが好ましい。縮合反応を停止する時点の反応混合物の25℃における粘度は200〜1500mPa・Sの範囲、好ましくは400〜1000mPa・Sの範囲である。1500mPa・Sを超えると蒸留後の得られる製品の粘度が高くなり、更には塗料用途においては平滑性が損なわれることになり好ましくない。200mPa・S未満だと、反応が不十分で好ましくない
該無機塩基性化合物または第3級アミン化合物の添加量は用いる酸性触媒量に対して、1〜5倍モル量の範囲が好ましく、2〜3倍モル量の範囲がより好ましい。
添加方法として無機塩基性化合物は水またはアルコール溶液として添加するのが好ましい。第3級アミン類は直接添加が好ましい。
塩基性化合物を添加して縮合反応を停止し、縮合反応停止後に、未反応フェノール類(B)および低沸分を留出除去する工程を実施することにより、フェノール類変性芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂(C)中の未反応フェノール類(B)の含有率を低下させることができる。未反応フェノール類(B)の含有率を0.5重量%以下とすることが好ましい。
未反応フェノール類(B)および低沸分を留出除去する方法として、約1.3〜4kPa(10〜30Torr)の真空下で留出除去するか、水蒸気蒸留により留出除去する方法が挙げられる。好ましい方法は、真空下で蒸留する方法である。回収した低沸分中には反応性官能基を有する物質が含まれ、回収した未反応フェノール類(B)および低沸分は反応原料の一部として再利用できる。これにより廃水処理の軽減および原単位の向上を図ることができる。
(1)粘度
TV20型粘度計コーンプレートタイプを使い25℃での粘度を測定した。
(2)未反応フェノールの含有率
試料を2g採取し、アセトン20mlに溶解させ、内部標準試料として安息香酸メチルを0.1g添加して分析試料とした。ガスクロマトグラフ(GC)のカラム温度120℃で分析試料を0.5μmlとして内部標準法で測定した。
温度計、リービッヒコンデンサー、攪拌機、窒素導入管を備えた2リットルセパラブルフラスコに、キシレンホルムアルデヒド樹脂(三菱ガス化学株式会社、ニカノール(NIKANOL(商品名)Y100)(25℃における粘度100mPa・S)850g、フェノール(和光純薬株式会社製、特級試薬)150gと、パラトルエンスルホン酸(和光純薬株式会社-特級試薬)の0.5%水溶液2.4ml(キシレンホルムアルデヒド樹脂およびフェノールの合計量に対して12ppm)を添加し、窒素気流下165℃で2時間反応した後、反応混合物の粘度(25℃)を測定したところ650mPa・Sであった。水酸化カリウムの0.5%水溶液1.4ml(触媒量に対して2倍モル量)を添加して反応を停止させた。縮合反応を停止したときの未反応フェノールの含有率は、4.8%であった。真空減圧下(2.7kPa)で180℃まで昇温して、未反応フェノールおよび低沸分を留出回収し、25℃における粘度が7400mPa・Sで、未反応フェノール含有率が0.3%のフェノール変性キシレンホルムアルデヒド樹脂880gを得た。蒸留による回収留分は103gであった。
温度計、リービッヒコンデンサー、攪拌機、窒素導入管を備えた2リットルセパラブルフラスコに、キシレンホルムアルデヒド樹脂(三菱ガス化学株式会社、ニカノール(NIKANOL(商品名)Y100)(25℃における粘度100mPa・S)850g、フェノール150g、実施例1で留出回収した未反応フェノールおよび低沸分の混合液100g、パラトルエンスルホン酸0.5%水溶液2.6ml(キシレンホルムアルデヒド樹脂およびフェノールの合計量に対して13ppm)を添加し窒素気流下165℃で2時間反応させた後、反応混合物の粘度(25℃)を測定したところ450mPa・Sであった。水酸化カリウム0.5%水溶液1.5ml(触媒量に対して2倍モル量)を添加して反応を停止させた。縮合反応を停止したときの未反応フェノールの含有率は、4.5%であった。真空減圧下(2.7kPa)で180℃まで昇温し、未反応フェノールおよび低沸分を留出回収し、25℃における粘度が3800mPa・Sで、未反応フェノール含有率が0.3%のフェノール変性キシレンホルムアルデヒド樹脂890gを得た。蒸留による回収留分は107gであった。
温度計、リービッヒコンデンサー、攪拌機、窒素導入管を備えた2リットルセパラブルフラスコに、キシレンホルムアルデヒド樹脂(三菱ガス化学株式会社、ニカノール(NIKANOL(商品名)Y100)(25℃における粘度100mPa・S)750g、フェノール250g、実施例2で留出回収した未反応フェノールおよび低沸分の混合液100g、パラトルエンスルホン酸0.5%水溶液6ml(キシレンホルムアルデヒド樹脂およびフェノールの合計量に対して30ppm)を添加し、窒素気流下165℃で1時間30分反応した後、反応混合物の粘度(25℃)を測定したところ750mPa・Sであった。水酸化ナトリウム0.5%水溶液3.5ml(触媒量に対して2倍モル量)を添加して反応を停止させた。縮合反応を停止したときの未反応フェノールの含有率は、4.9%であった。真空減圧下(2.7kPa)で180℃まで昇温し、未反応フェノールおよび低沸分を留出回収し、25℃における粘度が7800mPa・Sで、未反応フェノールの含有率が0.3%のフェノール変性キシレンホルムアルデヒド樹脂880gを得た。蒸留による回収留分は108gであった。
温度計、リービッヒコンデンサー、攪拌機、窒素導入管を備えた2リットルセパラブルフラスコに、メシチレンホルムアルデヒド樹脂(三菱ガス化学株式会社、ニカノール(NIKANOL(商品名)Y51)(25℃における粘度50mPa・S)850g、フェノール150gとパラトルエンスルホン酸0.5%水溶液2.4ml(メシチレンホルムアルデヒド樹脂およびフェノールの合計量に対して12ppm)を添加し、窒素気流下165℃で2時間反応させた後、反応混合物の粘度(25℃)を測定したところ550mPa・Sであった。水酸化カリウム0.5%水溶液1.4ml(触媒量に対して2倍モル量)を添加して反応を停止させた。縮合反応を停止したときの未反応フェノールの含有率は4.3%であった。真空減圧下(2.7kPa)で180℃まで昇温し、未反応フェノールおよび低沸分を留出回収し、25℃における粘度が3400mPa・Sで、未反応フェノールの含有率が0.3%のフェノール変性メシチレンホルムアルデヒド樹脂860gを得た。蒸留による回収留分は103gであった
温度計、リービッヒコンデンサー、攪拌機、窒素導入管を備えた2リットルセパラブルフラスコに、トルエンホルムアルデヒド樹脂(エアプロダクト社、エポジール(登録商標))(25℃における粘度100mPa・S)800g、フェノール(和光純薬株式会社-特級試薬)200gとパラトルエンスルホン酸(和光純薬株式会社-特級試薬)5%水溶液2ml(トルエンホルムアルデヒド樹脂およびフェノールの合計量に対して100ppm)を添加し、窒素気流下165℃で3時間反応した後、反応混合物の粘度(25℃)を測定したところ1300mPa・Sであった。水酸化カリウム5%水溶液1.2ml(触媒量に対して2倍モル量)を添加して反応を停止させた。縮合反応を停止したときの未反応フェノールの含有率は2.1%であった。真空減圧下(2.7kPa)で180℃まで昇温し、未反応フェノールおよび低沸分を留出回収し、25℃における粘度が1600mPa・Sで、未反応フェノールの含有率が0.3%のフェノール変性トルエンホルムアルデヒド樹脂880gを得た。蒸留による回収留分は105gであった
温度計、リービッヒコンデンサー、攪拌機、窒素導入管を備えた2リットルセパラブルフラスコに、キシレンホルムアルデヒド樹脂(三菱ガス化学株式会社、ニカノール(NIKANOL(商品名)Y100)(25℃における粘度100mPa・S)850g、フェノール150gとパラトルエンスルホン酸ピリジニウム塩5%水溶液2ml(キシレンホルムアルデヒド樹脂およびフェノールの合計量に対して0.01%)を添加し、窒素気流下165℃で2時間反応させた。反応終了時の粘度(25℃)を測定したところ660mPa・Sであった。真空減圧下(2.7kPa)で180℃まで昇温し、未反応フェノールおよび低沸分を留出回収し、25℃における粘度が14000mPa・Sで、未反応フェノールの含有率が0.3%のフェノール変性キシレンホルムアルデヒド樹脂880gを得た。蒸留による回収留分は103gであった。
Claims (5)
- 芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂(A)及びフェノール(B)を酸性触媒存在下で縮合反応させて低粘度フェノール変性芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂(C)を得る製造方法であって、反応混合物の25℃における粘度が200〜1500mPa・Sの範囲の時点で水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化カルシウムからなる群から選ばれる一種以上である無機塩基性化合物を添加して縮合反応を停止させる工程および縮合反応停止後に未反応フェノール(B)および低沸分を留出除去する工程を含み、
酸性触媒がパラトルエンスルホン酸であり、
芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂(A)がキシレンホルムアルデヒド樹脂またはメシチレンホルムアルデヒド樹脂で25℃における粘度が30〜500mPa・Sであり、
芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂(A)およびフェノール(B)の仕込割合重合比が芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂(A):フェノール(B)=95:5〜60:40であり、
酸性触媒量が、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂(A)およびフェノール(B)の合計量に対して5〜50ppmであって、
低粘度フェノール変性芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂(C)中の未反応フェノール(B)の含有率が0.5重量%以下である
低粘度フェノール変性芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂の製造方法。 - 芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂(A)及びフェノール(B)を酸性触媒存在下で縮合反応させて低粘度フェノール変性芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂(C)を得る製造方法であって、反応混合物の25℃における粘度が200〜1500mPa・Sの範囲の時点で水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化カルシウムからなる群から選ばれる一種以上である無機塩基性化合物を添加して縮合反応を停止させる工程および縮合反応停止後に未反応フェノール(B)および低沸分を留出除去する工程を含み、
酸性触媒がパラトルエンスルホン酸であり、
芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂(A)がトルエンホルムアルデヒド樹脂で25℃における粘度が30〜500mPa・Sであり、
芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂(A)およびフェノール(B)の重量配合比が
芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂(A):フェノール(B)=95:5〜60:40であり、
酸性触媒量が、該トルエンホルムアルデヒド樹脂およびフェノール(B)の合計量に対して50〜500ppmであって、
低粘度フェノール変性芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂(C)中の未反応フェノール(B)の含有率が0.5重量%以下である
低粘度フェノール変性芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂の製造方法。 - 低粘度フェノール変性芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂(C)の25℃における粘度が1500〜10000mPa・Sである請求項1または2に記載の低粘度フェノール変性芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂の製造方法。
- 縮合反応停止後に未反応フェノール(B)および低沸分を留出除去する工程において、回収した未反応フェノール(B)および低沸分を反応原料の一部として再使用する請求項1〜3のいずれかに記載の低粘度フェノール変性芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂の製造方法。
- 反応温度120〜200℃で、1〜6時間縮合反応をさせる請求項1に記載の低粘度フェノール変性芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂の製造方法。
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