JPH10298257A - Production of novolak phenol resin - Google Patents

Production of novolak phenol resin

Info

Publication number
JPH10298257A
JPH10298257A JP10981797A JP10981797A JPH10298257A JP H10298257 A JPH10298257 A JP H10298257A JP 10981797 A JP10981797 A JP 10981797A JP 10981797 A JP10981797 A JP 10981797A JP H10298257 A JPH10298257 A JP H10298257A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
novolak
phenol
type
resin
producing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10981797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Inagaki
昌幸 稲垣
Shoji Tomita
昭二 富田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP10981797A priority Critical patent/JPH10298257A/en
Publication of JPH10298257A publication Critical patent/JPH10298257A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a high-ortho-type high-mol.-wt. novolak phenol resin sol. in a solvent and hardly contg. ionic impurities, safely in a short time and in a high yield. SOLUTION: In the polycondensation of a phenol and an aldehyde in an appropriate molar ratio, the phenol is heated to 160 deg.C or higher in a high- pressure reactor 2 equipped with a set of two turbine-type stirring blades 1 having the same diameters and installed up and down; then formaline contg. 200 ppm or lower formic acid or a paraformaldehyde-pehnol mixture contg. 80% or higher paraformaldehyde is successively added to and reacted with the phenol in the state of being pressurized to 0.5 MPa or higher with an inert gas; and the reaction mixture is subjected to further polymn. at 200-250 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はノボラック型フェノ
ール樹脂の製造方法に関し、特にイオン性不純物が極め
て少なく高度にオルソーオルソ結合した高分子量のフェ
ノール樹脂であり、且つ溶剤溶解性であることから、取
り扱い性、硬化性、耐熱特性、電気特性に優れ、成形材
料、エポキシ樹脂硬化剤、フォトレジスト用樹脂、炭素
材用ベース樹脂、熱可塑性樹脂改質剤等に好適なノボラ
ック型フェノール樹脂を効率よく製造する方法に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a novolak-type phenolic resin, and more particularly to a high-molecular weight phenolic resin having extremely low ionic impurities and highly ortho-ortho-bonding and being soluble in a solvent. Efficiently produces novolak-type phenolic resin with excellent curability, heat resistance and electrical properties, suitable for molding materials, epoxy resin curing agents, photoresist resins, carbon resin base resins, thermoplastic resin modifiers, etc. It is about the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的なノボラック型フェノール樹脂の
製造方法としては、フェノール類とアルデヒド類を公知
の有機酸及び/又は無機酸を触媒に用い、常圧100℃
で数時間付加縮合反応し、その後脱水及び未反応モノマ
ー除去を行う方法が知られている。このような方法で作
られたノボラック型フェノール樹脂はフェノール類のオ
ルソ位のメチレン結合に対しパラ位の結合が多いもので
あり、本発明の目的とするところのオルソ位のメチレン
結合の多いハイオルソノボラックに比べ、硬化性が劣る
ものであった。
2. Description of the Related Art A general method for producing a novolak type phenol resin is as follows. A phenol and an aldehyde are used as a catalyst with a known organic acid and / or an inorganic acid as a catalyst at normal pressure of 100.degree.
Is known for performing an addition condensation reaction for several hours, followed by dehydration and removal of unreacted monomers. The novolak-type phenolic resin produced by such a method has many para-position bonds to the ortho-position methylene bond of phenols. The curability was inferior to that of novolak.

【0003】一方従来、工業的なハイオルソノボラック
の製造は、フェノール類とアルデヒド類を酢酸亜鉛、酢
酸鉛、ナフテン酸亜鉛等の金属塩触媒により弱酸性下で
付加縮合反応させた後、直接あるいは更に酸触媒を添加
し脱水しながら縮合反応を進め、更に必要により未反応
物を除去する工程を入れる方法が一般的である(例えば
特開昭55−90523号公報、特開昭59−8041
8号公報、特開昭62−230815号公報)が、かか
る方法においては反応及び脱水工程に時間がかかると言
った生産性上の問題や、金属イオンが樹脂中に含有し、
その硬化物は耐熱性、耐水性、電気絶縁性などの特性が
劣り、特にイオン性不純物の混入を嫌う電気電子分野向
けの用途には使用できないといった問題があった。
On the other hand, conventionally, industrial production of high orthonovolacs is carried out directly or after adding phenols and aldehydes under weak acidity with a metal salt catalyst such as zinc acetate, lead acetate and zinc naphthenate under weak acidity. Further, a method is generally employed in which a condensation reaction is carried out while adding an acid catalyst while dehydrating, and a step for removing unreacted substances is further provided as necessary (for example, JP-A-55-90523, JP-A-59-8041).
No. 8, JP-A-62-230815), but in such a method, there is a problem in productivity that the reaction and dehydration steps take time, and metal ions are contained in the resin,
The cured product is inferior in properties such as heat resistance, water resistance, and electrical insulation, and has a problem that it cannot be used particularly for applications in the electric and electronic fields where ionic impurities are rejected.

【0004】またフェノール類として3官能性フェノー
ル類を用いた場合、ノボラック分子が有る程度高分子化
すると反応性が低下し、上記の製法で得られるノボラッ
ク型フェノール樹脂の重量平均分子量は最大でも15,
000程度であり、これ以上の高分子量樹脂を得ようと
して、例えばフェノール類に対するアルデヒド類の比率
(以下、モル比という)を高めてゆくと、ゲル化してし
まい不溶不融状態になることは良く知られている。
In the case where trifunctional phenols are used as phenols, the reactivity decreases when novolak molecules are polymerized to a certain degree, and the weight average molecular weight of the novolak type phenol resin obtained by the above-mentioned production method is at most 15%. ,
When the ratio of aldehydes to phenols (hereinafter, referred to as a molar ratio) is increased in order to obtain a high molecular weight resin of more than 2,000, gelation is likely to occur, resulting in an insoluble and infusible state. Are known.

【0005】3官能性フェノール類を用いた高分子量樹
脂としては大過剰の塩酸とホルムアルデヒド中にフェノ
ール類を添加して生産する方法(例えば、特開昭57−
177011号公報)が知られているが、本樹脂はメチ
ロール基を有しており、厳密な意味でのノボラック型フ
ェノール樹脂ではなく、また溶剤不溶解の部分が一部若
しくは全部存在する。
As a high molecular weight resin using trifunctional phenols, a method of producing phenols by adding phenols to a large excess of hydrochloric acid and formaldehyde (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
This resin has a methylol group, is not a novolak-type phenol resin in a strict sense, and has a part or all of a solvent-insoluble portion.

【0006】高分子量のノボラック型フェノール樹脂と
してはフェノール類として2官能性フェノール類、例え
ばオルソクレゾールやパラクレゾール、パラノニルフェ
ノール、パラターシャリブチルフェノール等を用いた例
(例えば、楢崎:工化、66、392(1963)や特
開昭50−136393号公報、特開昭56−9290
8号公報、特開昭56−103215号公報、特開昭5
7−187311号公報、特開昭60−260611号
公報、特開昭61−12714号公報等)は数多く報告
されているが、2官能性フェノールを用いた樹脂ではそ
の後完全硬化させることが出来無いと云った問題があ
る。
Examples of high molecular weight novolak type phenol resins include those using bifunctional phenols as phenols, for example, orthocresol, paracresol, paranonylphenol, paratertiary butylphenol (for example, Narazaki: Koka, 66, 392 (1963), JP-A-50-136393 and JP-A-56-9290.
No. 8, JP-A-56-103215, JP-A-5-103215
No. 7-187311, JP-A-60-260611, JP-A-61-12714, etc.), but a resin using a bifunctional phenol cannot be completely cured thereafter. There is a problem.

【0007】また、イオン性不純物を低減するするハイ
オルソノボラックの製造方法として金属塩以外の触媒を
用いるハイオルソノボラックの製造方法があり、フェノ
ール類とアルデヒド類の反応に際し、金属塩触媒以外の
触媒として例えば蓚酸のような昇華分解する酸と非極性
溶媒を添加し、110℃以上の温度で水と溶媒を蒸発さ
せ溶媒のみ反応系に戻しながら、第一次反応を2〜10
時間、第二次反応を1〜10時間行う方法(例えば、特
開平4−202312号公報)が知られているが、かか
る方法は反応時間が長いのみならず、イオン性不純物を
低減するためには、触媒の昇化・分解工程が必須となる
ばかりでなく、非極性溶媒の除去工程が必要となる問題
がある。
[0007] As a method for producing a high orthonovolak for reducing ionic impurities, there is a method for producing a high orthonovolak using a catalyst other than a metal salt. When a phenol and an aldehyde are reacted, a catalyst other than a metal salt catalyst is used. For example, an acid that undergoes sublimation decomposition such as oxalic acid and a non-polar solvent are added, and the water and the solvent are evaporated at a temperature of 110 ° C. or higher, and the primary reaction is performed for 2 to 10 while returning only the solvent to the reaction system.
A method of performing the secondary reaction for 1 to 10 hours is known (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H4-220212). However, such a method is not only for increasing the reaction time but also for reducing ionic impurities. However, there is a problem that not only a step of raising and decomposing a catalyst is required, but also a step of removing a nonpolar solvent is required.

【0008】更に触媒を用いないハイオルソノボラック
の製造方法としては、フェノール類とパラホルムアルデ
ヒドをキシレンの様な非極性溶媒を多量用い混合後、1
00〜220℃で12〜20時間加圧容器内で反応させ
る方法(例えばCasiraghi氏他Makromol.Chem.182,
(11),2973,1981や特開平6−34583
7号公報)が知られている。特に前記Makromol.Chem.
誌に示された製法ではオルソ位でのメチレン結合比率が
非常に高い樹脂が得られると述べられているが、得られ
る樹脂の重量平均分子量は最大でも40,000迄であ
り、一方これらの方法においては反応に長時間を要すと
いった点や、文献中にも述べられているが、反応温度を
高くするとアルデヒド類がはじめから所定量存在するた
め一度に反応し、反応圧制御が出来ないと言った問題が
あり、更に非極性溶媒を使用する方法の共通点として、
溶媒除去工程が必要な事や取り扱いの安全性、バッチ生
産の場合のバッチ当たりの収得量を多くすることが出来
ないなどの問題点があるため、工業的なハイオルソタイ
プのノボラック型フェノール樹脂の製造方法としては必
ずしも好適とは言えない。
Further, as a method for producing a high orthonovolac without using a catalyst, a phenol and paraformaldehyde are mixed in a large amount using a non-polar solvent such as xylene, and then mixed.
A method in which the reaction is carried out in a pressurized vessel at 00 to 220 ° C. for 12 to 20 hours (for example, Casiraghi et al., Makromol. Chem. 182,
(11), 2973, 1981 and JP-A-6-34583.
No. 7 publication) is known. In particular, the Makromol. Chem.
Although the process described in the publication states that a resin having a very high ratio of methylene bonds at the ortho position can be obtained, the weight-average molecular weight of the obtained resin is at most 40,000, while these processes are used. As mentioned in the literature, the reaction takes a long time, and when the reaction temperature is increased, the aldehydes are present in a predetermined amount from the beginning and react at once, and if the reaction pressure cannot be controlled, There is the problem mentioned above, and as a common feature of the method using a non-polar solvent,
Since there are problems such as the necessity of a solvent removal process, safety in handling, and the inability to increase the yield per batch in the case of batch production, industrial high ortho-type novolak phenolic resin It is not always suitable as a manufacturing method.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、これらの
問題点を克服すべく鋭意研究した結果、反応器内で加熱
加圧したフェノール類中に触媒を使用することなくアル
デヒド類を逐次注入混合し、高温での反応、脱水工程に
より高分子化させ、好ましくは適切な溶媒にて低核体を
除去し、更にはアルデヒド類として蟻酸を低減したホル
マリン又はフェノール類と混合したパラホルムアルデヒ
ドを用い、且つ必要により同径の2段のタービン型攪拌
羽根を有した反応器を使用することにより、電気・電子
分野向け成形材料用、エポキシ樹脂の硬化剤用、積層板
用他幅広い用途に好適な、イオン性不純物が極めて少な
く、その硬化物は耐水性、耐熱特性、電気絶縁性に優れ
た高分子量でありながら溶媒溶解性のあるハイオルソタ
イプのノボラック型フェノール樹脂を、反応上の安全確
保が容易で且つ非常に効率よく生産できることを見い出
し、本発明に至ったものである。
The present inventors have made intensive studies to overcome these problems, and as a result, successively inject aldehydes into phenols heated and pressurized in a reactor without using a catalyst. Mix, polymerize by high temperature reaction, dehydration step, preferably remove low nuclei with an appropriate solvent, and further use paraformaldehyde mixed with formalin or phenols with reduced formic acid as aldehydes By using a reactor having two-stage turbine-type stirring blades of the same diameter as necessary, it is suitable for molding materials for the electric and electronic fields, for curing agents for epoxy resins, for laminated boards, and other wide applications. Highly ortho-type novolak with high solubility in solvent despite having high molecular weight with excellent water resistance, heat resistance and electrical insulation. A phenolic resin, found to be able to produce good easy and very efficient security on the reaction, and have reached the present invention.

【0010】[0010]

【問題を解決するための手段】本発明は、フェノール類
とアルデヒド類を触媒を使用しないで反応させる際、フ
ェノール類を予め不活性ガスにより0.5MPa以上迄
加圧した状態で160℃以上まで加温し、アルデヒド類
を逐次添加し反応温度を160℃以上に保ちながら付加
縮合反応をさせ、且つ200℃以上で脱水しながら高分
子化させる事を特徴とするノボラック型フェノール樹脂
の製造方法に関するものであり、好ましくは適切な溶媒
を用いて低分子量を除去し、さらに好ましくはアルデヒ
ド類の添加を反応器下部より行い、更にはアルデヒド類
として好ましくは蟻酸を200PPM以下まで除去した
ホルマリン又は純度80%以上のパラホルムアルデヒド
をフェノール類に溶解もしくは懸濁させたものを使用
し、反応器として同径2段のタービン型攪拌羽根を有し
たもの又は同反応器と静止型ミキサーを組み合わせたも
のを使用することを特徴とするノボラック型フェノール
樹脂の製造方法に関するものである。
According to the present invention, when a phenol and an aldehyde are reacted without using a catalyst, the phenol is heated to 160 ° C. or more while being pressurized to 0.5 MPa or more with an inert gas in advance. A method for producing a novolak-type phenolic resin, which comprises heating and sequentially adding aldehydes to carry out an addition condensation reaction while maintaining the reaction temperature at 160 ° C. or higher, and polymerizing while dehydrating at 200 ° C. or higher. Preferably, a low molecular weight is removed by using a suitable solvent, more preferably, aldehydes are added from the lower part of the reactor, and formalin or a purity of 80 or less is preferably used as aldehydes, in which formic acid is removed to 200 PPM or less. % Or more paraformaldehyde dissolved or suspended in phenol, and used as a reactor A process for producing a phenolic novolak resin characterized by using as or similar reactor having a turbine type agitating blades of the second stage a combination of static mixer.

【0011】フェノール類は、特に限定されないが、3
官能性フェノール類を使用するとき本発明の価値が効果
的に発揮される。3官能性フェノール類としては、フェ
ノール、メタクレゾール、などフェノール性水酸基を有
し、且つフェノール性水酸基に対して少なくともメタ位
以外には置換基を持たない化合物の1種又は2種以上で
ある。このフェノール類を反応器内で160℃以上、好
ましくは180〜200℃まで加熱し、且つ窒素ガス等
の公知の不活性ガスにより0.5MPa以上、好ましく
は0.7MPa以上に加圧する。
Although the phenols are not particularly limited,
The value of the present invention is effectively exerted when using functional phenols. Examples of the trifunctional phenols include one or more compounds having a phenolic hydroxyl group, such as phenol and meta-cresol, and having no substituent other than at least the meta position with respect to the phenolic hydroxyl group. The phenols are heated in the reactor to 160 ° C. or higher, preferably 180 to 200 ° C., and pressurized to 0.5 MPa or higher, preferably 0.7 MPa or higher by a known inert gas such as nitrogen gas.

【0012】フェノール類の初期加熱温度が160℃以
下の場合、アルデヒド類の添加開始時における反応速度
が遅くなるばかりでなく、パラ位のメチレン結合が促進
され目的とする樹脂が得られにくくなる。初期の不活性
ガスによる加圧は、酸化着色防止の意味はもちろん含ま
れているが、原料中及び縮合反応により生じる縮合水の
蒸発潜熱による反応温度低下を防止するものであり、
0.5MPa以下の加圧では反応開始直後の反応温度が
低下し目標温度を保てない。
When the initial heating temperature of the phenol is 160 ° C. or lower, not only the reaction rate at the start of the addition of the aldehyde becomes slow, but also the para-methylene bond is promoted, making it difficult to obtain the desired resin. The initial pressurization with an inert gas, of course, includes the meaning of preventing oxidative discoloration, but it is intended to prevent the reaction temperature from decreasing due to latent heat of vaporization of condensed water generated in the raw materials and the condensation reaction.
When the pressure is 0.5 MPa or less, the reaction temperature immediately after the start of the reaction decreases, and the target temperature cannot be maintained.

【0013】次いで、アルデヒド類を逐次反応器内へ添
加してゆくが、好ましくは反応器下部より添加する。フ
ェノール類に対するアルデヒド類のモル比は0.50〜
0.85の範囲するが、好ましくは0.7〜0.8、更
に好ましくは0.73〜0.80である。モル比0.5
0以下では後述する高分子化工程においても充分な高分
子量域が得られず歩留まりが低下し、またモル比0.8
5以上では高分子化工程での分子量コントロールがしに
くく、ゲル化若しくは部分的なゲル化物の生成が促進さ
れる。
Next, the aldehydes are successively added into the reactor, preferably from the lower part of the reactor. The molar ratio of aldehydes to phenols is 0.50
The range is 0.85, preferably 0.7 to 0.8, and more preferably 0.73 to 0.80. Molar ratio 0.5
When the molecular weight is less than 0, a sufficient high molecular weight region cannot be obtained even in a polymerizing step to be described later, and the yield is reduced.
If it is 5 or more, it is difficult to control the molecular weight in the polymerization step, and the formation of gelled or partially gelled products is promoted.

【0014】本発明に用いる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、ポリオキシメ
チレンなどアルデヒド基を有するもの1種又は2種以上
であるが、好適なものとしては1つは公知のイオン交換
樹脂等で処理し蟻酸を200PPM以下としたホルマリ
ンであり、もう1つは純度80%以上のパラホルムアル
デヒドである。 ホルマリンはホルムアルデヒド水溶液
のことであるが、濃度37%以上のものの使用が好まし
く、更に好ましくは濃度40%以上である。ホルムアル
デヒドはカニッツァーロ反応によりホルマリン生産時及
び保管時に蟻酸を生成しやすいが、この蟻酸は生成樹脂
中に分解しきれないものがイオン性不純物として含有さ
れるばかりではなく、フェノール類とアルデヒド類の付
加縮合反応時に酸触媒として働いてしまい、パラ位のメ
チレン結合を促進してしまうため、好ましくは200P
PM以下、更に好ましくは50PPM以下まで除去して
おく必要がある。
The aldehydes used in the present invention include one or more aldehydes having an aldehyde group such as formaldehyde, paraformaldehyde and polyoxymethylene. One of them is preferably a known ion exchange resin. And formalin having a formic acid content of 200 PPM or less, and paraformaldehyde having a purity of 80% or more. Formalin refers to an aqueous formaldehyde solution, but it is preferable to use one having a concentration of 37% or more, more preferably 40% or more. Formaldehyde easily generates formic acid during the production and storage of formalin by the Cannizzaro reaction, but this formic acid contains not only ionic impurities that cannot be completely decomposed in the formed resin, but also the addition condensation of phenols and aldehydes. Since it acts as an acid catalyst during the reaction and promotes the para-methylene bond,
It is necessary to remove it to not more than PM, more preferably not more than 50 PPM.

【0015】パラホルムアルデヒドとしては純度80%
以上のものを使用するのが好ましい。純度が低い場合オ
ルソ位のメチレン結合度が低下し好ましくない。また一
般にパラホルムアルデヒドは固形物であり、加温された
フェノール類の液中より逐次添加させることが困難であ
るため、本発明ではパラホルムアルデヒドとフェノール
類の一部を事前に混合し溶解させるか、スラリー状にし
ておくことが必須である。パラホルムアルデヒドとフェ
ノール類の混合比は特に限定するものではないが、公知
の高圧ポンプまたはスラリーポンプで扱える流動性を確
保できる比率が好ましい。またこの場合、パラホルムア
ルデヒドの混合に要したフェノール類の量は、反応器内
で加熱しているフェノール類の一部と見なしモル比等の
算出は行う。
Paraformaldehyde has a purity of 80%
It is preferable to use the above. If the purity is low, the degree of ortho-position methylene bond decreases, which is not preferable. Also, since paraformaldehyde is generally a solid substance, and it is difficult to sequentially add it from a heated phenol liquid, in the present invention, a part of paraformaldehyde and phenol are previously mixed and dissolved, It is essential to keep it in a slurry state. The mixing ratio of paraformaldehyde and phenols is not particularly limited, but is preferably a ratio that can ensure fluidity that can be handled by a known high-pressure pump or slurry pump. In this case, the amount of phenol required for mixing paraformaldehyde is regarded as a part of the phenol heated in the reactor, and the molar ratio and the like are calculated.

【0016】アルデヒド類の逐次添加に当たっては、公
知のプランジャータイプ及びダイヤフラムタイプ等の高
圧ポンプや回転容積型の一軸偏心ネジポンプ(例えば兵
神装備株式会社製モーノポンプ等)及びチューブポンプ
等のスラリーポンプなどを用い、好ましくは反応器下部
より加熱フェノール類中に定量的に供給する。この時の
添加速度は反応温度160〜200℃を保ち充分な付加
縮合反応をさせ且つ急激な反応による過度の反応熱発生
や過度の圧力上昇を起こさない範囲として、15分〜2
時間の添加設定することが好ましいが、反応器伝熱面の
汚れによる熱交換状況の振れや、その他外部からの突発
的な要因においても、アルデヒド類の添加停止や添加速
度の調整により、高温下の反応においても直ちに安全確
保及び生産の安定化が図れるのが本発明の特徴でもあ
る。
In the successive addition of aldehydes, known high-pressure pumps such as plunger type and diaphragm type, single-shaft eccentric screw pumps of rotary displacement type (for example, Mono pump manufactured by Hyojin Kiki Co., Ltd.), and slurry pumps such as tube pumps And preferably supplied quantitatively into the heated phenols from the lower part of the reactor. The rate of addition at this time is 15 minutes to 2 minutes as long as the reaction temperature is maintained at 160 to 200 ° C. and a sufficient addition condensation reaction is performed, and excessive reaction heat generation and excessive pressure rise due to abrupt reaction do not occur.
It is preferable to set the addition time.However, due to the fluctuation of the heat exchange condition due to the contamination of the heat transfer surface of the reactor and other sudden factors from the outside, the addition of the aldehydes and the adjustment of the addition speed can reduce the temperature. It is also a feature of the present invention that safety can be ensured and production can be stabilized immediately in the above reaction.

【0017】アルデヒド類の添加位置は一般的な反応器
上部からの添加もしくはフェノール類液面上の添加でも
よいが、降圧工程での臭気等の問題や、収率、得られる
分子量の安定性といった面で優れている反応器下部から
の添加が特に好ましい。反応器下部より注入添加された
アルデヒド類は、直ちに反応すると同時に一部は気化し
反応液面上部より蒸発されるまでの間で付加縮合反応を
完結するのに対し、上部からの添加では高温状態のフェ
ノール類の液面で蒸気圧の低いホルムアルデヒドが気化
してしまい、反応器気相部に滞留し充分反応できない、
又は気液界面での部分的な反応促進が起こってしまい分
子量コントロールが困難となる。
The aldehydes may be added from the upper part of the general reactor or the phenols at the liquid level. However, there are problems such as odor in the pressure reduction step, yield, and stability of the obtained molecular weight. Addition from the lower part of the reactor, which is excellent in terms of aspect, is particularly preferred. Aldehydes injected from the bottom of the reactor react immediately and at the same time partially evaporate from the upper part of the reaction liquid to complete the addition condensation reaction. Formaldehyde with a low vapor pressure is vaporized on the liquid surface of the phenols, and stays in the gas phase of the reactor, and cannot react sufficiently.
Alternatively, partial reaction promotion at the gas-liquid interface occurs, making it difficult to control the molecular weight.

【0018】本発明に使用する反応器は一般的な圧力反
応器であるが、アルデヒド類の反応器下部添加に有利な
上下に設置した2段の同径のタービン型攪拌羽根を有し
ているとより好ましい。 反応器下部より添加したアル
デヒド類は直ちに反応するが、一部は気化し液中を上昇
する。この時同径タービン型攪拌羽根を2段用いること
により、上下タービン型攪拌羽根の中間位置でそれぞれ
の攪拌流がぶつかり滞留ゾーンが出来ることにより、気
化アルデヒドの上昇を妨げ反応を促進し、収率も良くな
り気相部のアルデヒドガス量も低下し、分子量のコント
ロール上も、臭気問題上も好適である。一方、タービン
羽根1枚又はその他特に上下の攪拌流を作り出す大型攪
拌翼等では、アルデヒド類の反応効率が悪く、所定の分
子量が得られず収率も低下する。
The reactor used in the present invention is a general pressure reactor, and has two stages of turbine-type stirring blades having the same diameter which are installed vertically so as to be advantageous for adding aldehydes to the lower portion of the reactor. And more preferred. Aldehydes added from the lower part of the reactor react immediately, but partly evaporate and rise in the liquid. At this time, by using two stages of the same diameter turbine type stirring blades, the respective stirring flows collide at an intermediate position between the upper and lower turbine type stirring blades to form a stagnation zone. As a result, the amount of aldehyde gas in the gas phase also decreases, which is suitable for controlling the molecular weight and for odor problems. On the other hand, in the case of one turbine blade or other large-sized stirring blades that generate a stirring flow in the vertical direction, the reaction efficiency of aldehydes is poor, a predetermined molecular weight cannot be obtained, and the yield decreases.

【0019】このようにして、フェノール類にアルデヒ
ド類を添加し付加縮合反応したものは、アルデヒド類添
加終了後更に数分〜数時間温度と圧力を保持し自己発熱
しないことを確認後、200〜250℃迄昇温する。こ
の温度範囲を保持しながら反応器に付設した熱交換器経
由で降圧しながらフラッシュにより脱水し高分子化反応
を進め目標の樹脂を得る。この時脱水及び一部未反応モ
ノマーの除去に伴い、反応液は急激に増粘し、反応温度
が200℃以下になると反応器内で固化する危険性があ
る。また250℃以上とすると高分子化反応が制御でき
なくなりゲル化に至る。
After the addition of the aldehyde to the phenol and the addition condensation reaction, the temperature and pressure are further maintained for several minutes to several hours after completion of the addition of the aldehyde, and it is confirmed that no self-heating occurs. Raise the temperature to 250 ° C. While maintaining this temperature range, dehydration is performed by flashing while lowering the pressure through a heat exchanger attached to the reactor, and the polymerization reaction proceeds to obtain a target resin. At this time, with the dehydration and the removal of some unreacted monomers, the reaction liquid rapidly increases in viscosity, and when the reaction temperature becomes 200 ° C. or lower, there is a risk of solidification in the reactor. If the temperature is higher than 250 ° C., the polymerization reaction cannot be controlled, resulting in gelation.

【0020】以上の工程は同一の反応器内で行っても何
ら問題はないが、粘度変化による攪拌効率の低下や、伝
熱効率の低下を防止する上で、アルデヒド類の添加が終
了し自己発熱しないことを確認した時点で、反応器下部
より静止型ミキサー反応器に供給し200〜250℃迄
昇温しながら次の反応器又はフラッシュタンク等のフッ
ラッシュ容器に移送し、脱水しながら高分子化反応を進
める方法が好ましい。
There is no problem if the above steps are carried out in the same reactor. However, in order to prevent a decrease in stirring efficiency and a decrease in heat transfer efficiency due to a change in viscosity, the addition of aldehydes is completed and self-heating occurs. When it was confirmed that the reaction did not occur, the polymer was supplied to the static mixer reactor from the lower part of the reactor, transferred to the next reactor or a flash container such as a flash tank while raising the temperature to 200 to 250 ° C. The method of proceeding the chemical reaction is preferred.

【0021】本発明に用いる静止型ミキサーは、配管内
部に捻り羽根(図2)又は折り返し羽根(図3)等の混
合羽根を有していて、内部を流体が通過するときに流体
が繰り返し分割混合されるものである。またこれら静止
型ミキサーは二重管となって外部から加熱冷却できれば
好ましく、またさらに加熱冷却効果を上げるため、静止
型ミキサーを組み合わせ多管式熱交換器のチューブに相
当するものとして使用した多管式熱交換器型ミキサーで
あってもよい。静止型ミキサー及び熱交換器型ミキサー
の型式は特に限定されるものではないが、混合効果から
見て羽根が2枚以上のものが好ましく、必要により組み
合わせて使っても何ら問題はない。静止型ミキサー及び
/又は多管式熱交換器型ミキサーを含めた反応配管の径
及び長さは目的とする処理量により変化するものである
が、好ましくは反応最終部の静止型ミキサー出口におけ
る反応液流速が、0.05m/秒以上を確保できる配管
径とする。
The static mixer used in the present invention has a mixing blade such as a twisting blade (FIG. 2) or a folded blade (FIG. 3) inside the pipe, and when the fluid passes through the inside, the fluid is repeatedly divided. Are mixed. In addition, it is preferable that these static mixers be double tubes and be capable of heating and cooling from the outside, and in order to further enhance the heating and cooling effect, a multi-tube using a static mixer in combination with a tube of a multi-tube heat exchanger is used. A heat exchanger type mixer may be used. The type of the static mixer and the heat exchanger type mixer are not particularly limited, but those having two or more blades are preferable in view of the mixing effect, and there is no problem if they are used in combination as necessary. The diameter and length of the reaction pipe including the static mixer and / or the multi-tube heat exchanger type mixer vary depending on the target throughput, but the reaction at the static mixer outlet at the end of the reaction is preferred. The pipe diameter is such that the liquid flow rate can secure 0.05 m / sec or more.

【0022】反応最終部の静止型ミキサー出口における
反応液流速は全体流速を表したものであるが、流速が遅
い場合混合効果と伝熱効果が低下し、特に高分子量の樹
脂を製造する場合0.05m/秒以下では反応が不均一
になり、最悪の場合部分的に高分子化しゲル化物を生じ
る。また伝熱面に不溶不融のスケールを生じやすい。静
止型ミキサー出口で圧力をコントロールし、反応温度を
200〜250℃に保った反応液を更にフラッシュ容器
に供給し、常圧に戻すとともに水分の除去を連続的に行
う。更に必要により減圧下で加熱し又は公知の薄膜蒸発
器等を用い未反応モノマーを除去し、重量平均分子量5
0,000以上で、イオン性不純物の極めて少ないハイ
オルソタイプのノボラック型フェノール樹脂を得る。
The flow rate of the reaction solution at the exit of the static mixer at the end of the reaction represents the overall flow rate. When the flow rate is low, the mixing effect and the heat transfer effect are reduced. At 0.05 m / sec or less, the reaction becomes non-uniform, and in the worst case, it is partially polymerized to produce a gel. In addition, insoluble and infusible scale is easily generated on the heat transfer surface. The pressure is controlled at the outlet of the static mixer, and the reaction solution whose reaction temperature is maintained at 200 to 250 ° C. is further supplied to a flash vessel, and the pressure is returned to normal pressure and the water is continuously removed. Further, if necessary, the unreacted monomer is removed by heating under reduced pressure or using a known thin film evaporator or the like.
A high ortho-type novolak phenolic resin having a molecular weight of 000 or more and having very few ionic impurities is obtained.

【0023】この樹脂を更に溶媒に完全に溶解させた
後、攪拌状態で純水を添加し樹脂を析出させ取り出し、
溶媒を除去することにより重量平均分子量100,00
0以上のノボラック型フェノール樹脂を得る。この時用
いる溶媒としては、水との溶解性が高いアセトン、メチ
ルエチルケトン等のケトン類、メタノール、エタノール
等のアルコール類、テトラヒドロフラン、N,N−ジメ
チルホルムアミドの中の1種又は2種以上の混合物が好
ましく、ノボラック型フェノール樹脂100重量部に対
して100〜1000重量部で溶解させる。溶媒が10
0重量部以下では溶解工程が困難でありまた得られた溶
液の粘度が高く、次工程での純水の添加混合が困難とな
り、また1000重量部以上では歩留まりが低下する。
After completely dissolving this resin in a solvent, pure water was added thereto with stirring to precipitate and take out the resin.
By removing the solvent, a weight average molecular weight of 100,00
A novolak-type phenol resin of 0 or more is obtained. As the solvent used at this time, one or a mixture of two or more of ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, alcohols such as methanol and ethanol, tetrahydrofuran, and N, N-dimethylformamide having high solubility in water are used. Preferably, 100 to 1000 parts by weight of the novolak type phenol resin is dissolved. 10 solvents
If the amount is less than 0 part by weight, the dissolving step is difficult, and the viscosity of the obtained solution is high, so that it is difficult to add and mix pure water in the next step, and if the amount is more than 1000 parts by weight, the yield decreases.

【0024】次いで溶液中に純水を添加してゆくが、こ
こで用いる純水としては電気伝導度として1μS/cm
以下のものが好ましく、使用した溶媒量の1/10ない
し等量を攪拌状態下で添加し樹脂を析出させる。添加す
る純水量が使用した溶媒量の1/10未満では充分樹脂
が析出せず、また溶媒と等量以上添加すると目的とする
低分子核体の除去が出来なくなる。純水添加後の溶液は
そのまま静置すれば2層若しくは3層に分離し、この状
態で目的とする最下層部を残して除去しても良く、また
懸濁状態のまま公知の遠心分離器やフィルタープレス装
置等の濾過装置を用いて分離しても良い。この操作は1
回でも良く2回以上行っても何ら問題はない。
Next, pure water is added to the solution. The pure water used here has an electric conductivity of 1 μS / cm.
The following are preferable, and 1/10 to an equivalent amount of the solvent used is added under stirring to precipitate the resin. If the amount of pure water to be added is less than 1/10 of the amount of the solvent used, the resin will not sufficiently precipitate, and if the amount is equal to or more than the amount of the solvent, the target low molecular nucleus cannot be removed. If the solution after the addition of pure water is left as it is, it is separated into two or three layers. In this state, the desired lowermost layer may be removed, and a known centrifugal separator may be kept in a suspended state. The separation may be performed using a filtration device such as a filter press or a filter press. This operation is 1
There is no problem if you go twice or more times.

【0025】この後減圧乾燥機で溶媒を除去しても良
く、又再度加熱し溶融させて溶媒を蒸発させるか、溶融
後公知の薄膜蒸発機を用いて脱溶媒し目的の樹脂を得
る。本発明で得られるノボラック型フェノール樹脂の未
反応モノマーの含有量は、特に限定するものではない
が、一般的には10%以下、好ましくは5%以下、更に
好ましくは1%以下である。未反応モノマーの含有量が
多いときは、樹脂の取り扱い時における臭気等の環境衛
生面はもちろんのこと、硬化物としたときの機械的強度
の低下、耐湿性の低下、寸法安定性の低下、あるいは炭
化したときの炭素歩留まりの低下等の問題が生じる恐れ
があるので、できる限り小さいことが好ましい。
Thereafter, the solvent may be removed by a reduced pressure drier, or the solvent may be evaporated again by heating and melting, or the solvent may be removed by using a known thin film evaporator to obtain the desired resin. The content of the unreacted monomer in the novolak type phenol resin obtained in the present invention is not particularly limited, but is generally 10% or less, preferably 5% or less, more preferably 1% or less. When the content of unreacted monomer is high, not only environmental hygiene such as odor when handling the resin, but also a decrease in mechanical strength when cured, a decrease in moisture resistance, a decrease in dimensional stability, Alternatively, there is a possibility that a problem such as a decrease in carbon yield when carbonized may occur.

【0026】さらに本発明の具体例を図1により説明す
るが、かかる説明により本発明が限定されるものではな
い。図1は本発明の設備及びフローを示す概略図であ
る。フェノール類を上下2段のタービン型攪拌羽根
(1)付き高圧反応器(2)に入れた後、160℃以上
となるまで加温し、窒素ガス等の不活性ガスを加圧ライ
ン(3)により0.5MPa以上まで加圧する。所定の
温度圧力到達後、目的とする分子量とするのに必要なア
ルデヒド量を高圧定量ポンプ(4)により反応器下部の
注入ノズル(5)から注入添加する。注入されたアルデ
ヒド類は液面まで上昇する間にフェノール類と反応温度
160〜200℃以上で保持された状態で付加縮合反応
が行われる。アルデヒド類の添加終了後、自己発熱しな
いことを確認後、反応器下部の取り出し弁(6)を徐々
に開け静止型ミキサー(7,8,9)に供給し熱媒体に
て加温しながらフラッシュ容器に供給する。この時圧力
調整弁(10)で圧力をコントロールしながら静止型ミ
キサー内の反応液温度を200〜250℃に保ち、高分
子化反応を進める。
Further, a specific example of the present invention will be described with reference to FIG. 1, but the present invention is not limited by the description. FIG. 1 is a schematic diagram showing the equipment and flow of the present invention. Phenols are put into a high-pressure reactor (2) equipped with upper and lower two-stage turbine-type stirring blades (1), and then heated to 160 ° C. or more, and an inert gas such as nitrogen gas is supplied to a pressure line (3). To 0.5 MPa or more. After reaching the predetermined temperature and pressure, the amount of aldehyde necessary to obtain the target molecular weight is injected and added from the injection nozzle (5) at the lower part of the reactor by the high-pressure metering pump (4). While the injected aldehyde rises to the liquid level, an addition condensation reaction is performed with the phenol kept at a reaction temperature of 160 to 200 ° C. or higher. After completion of the addition of the aldehydes, it was confirmed that no self-heating occurred. Then, the take-off valve (6) at the lower part of the reactor was gradually opened, and the mixture was supplied to the static mixer (7, 8, 9) and flushed while heating with a heating medium. Supply to container. At this time, while controlling the pressure by the pressure regulating valve (10), the temperature of the reaction solution in the static mixer is maintained at 200 to 250 ° C., and the polymerization reaction proceeds.

【0027】樹脂中に含まれる水分はフラッシュ容器
(11)の入口で直ちに蒸発し、熱交換器(12)によ
り凝縮し系外に除去され、脱水されたノボラック型フェ
ノール樹脂のみがフラッシュ容器(11)内に溜まる
が、この樹脂が固化しないようにフラッシュ容器も加温
しておく。この後更に反応器内を減圧とし更に加熱し未
反応モノマーを除去し、反応器内より取り出し冷却固化
することにより高分子量でイオン性不純物の極めて少な
い固形のハイオルソタイプのノボラック型フェノール樹
脂が得られる。
The water contained in the resin evaporates immediately at the inlet of the flash container (11), is condensed by the heat exchanger (12) and removed outside the system, and only the dehydrated novolak type phenol resin is removed from the flash container (11). The flash container is heated so that the resin does not solidify. Thereafter, the inside of the reactor is further reduced in pressure and further heated to remove unreacted monomers, taken out of the reactor and solidified by cooling to obtain a solid high ortho-type novolak phenol resin having a high molecular weight and extremely few ionic impurities. Can be

【0028】[0028]

【実施例】以下本発明を実施例、比較例を用いて具体的
に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例によって
限定されるものではない。なお、文中に記載されている
「%」は、全て「重量%」を示す。
The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited by these examples. It should be noted that all “%” described in the text indicate “% by weight”.

【0029】《実施例1》フェノール22.0Kgを熱
交換器、加熱装置及び同径の2段タービン型攪拌羽根を
有した容量50Lの高圧反応器で180℃まで加熱し、
窒素ガスにて0.7MPa迄加圧した後、ダイアフラム
式高圧定量ポンプにて予めイオン交換樹脂処理により蟻
酸含有量をを50PPMまで低減した40%ホルマリン
13.1Kgを60分間掛けて反応器下部より逐次添加
し付加縮合反応をさせた。この間の反応温度が180〜
200℃となるように反応器のジャケット部の温度及び
添加速度を調整した。添加終了後5分間その温度を保ち
自己発熱が起こらないことを確認後、更に220〜23
0℃を保つように加熱しながら、熱交換器経由で30分
間掛けて常圧に戻しながら脱水反応を行った。更にこの
後1.3KPaまで減圧し30分間未反応フェノールの
除去を行い、冷却バット上に取り出し固形のノボラック
型フェノール樹脂20.0Kgを得た。得られた樹脂の
特性については表1に示す。またゲルパーミッションク
ロマトグラフィー(以下GPCと称す)により測定した
分子量分布チャートを図4に示す。
Example 1 22.0 kg of phenol was heated to 180 ° C. in a high-pressure reactor having a capacity of 50 L having a heat exchanger, a heating device and a two-stage turbine type stirring blade of the same diameter,
After pressurizing to 0.7 MPa with nitrogen gas, 13.1 kg of 40% formalin in which formic acid content was reduced to 50 PPM by ion exchange resin treatment in advance by a diaphragm type high-pressure metering pump was applied over 60 minutes from the bottom of the reactor. Sequential addition was carried out to cause an addition condensation reaction. During this time, the reaction temperature is 180 ~
The temperature of the jacket of the reactor and the rate of addition were adjusted to 200 ° C. After the addition, the temperature was maintained for 5 minutes to confirm that self-heating did not occur.
The dehydration reaction was performed while heating to maintain 0 ° C. and returning to normal pressure over 30 minutes via a heat exchanger. Thereafter, the pressure was reduced to 1.3 KPa, and the unreacted phenol was removed for 30 minutes, and taken out on a cooling vat to obtain 20.0 Kg of a solid novolak phenol resin. Table 1 shows the properties of the obtained resin. FIG. 4 shows a molecular weight distribution chart measured by gel permission chromatography (hereinafter, referred to as GPC).

【0030】《実施例2》反応器内にフェノール20.
0Kgを入れ、アルデヒド類として88%パラホルムア
ルデヒド8.1Kgを使用し、更にパラホルムアルデヒ
ドは8.0Kgのフェノールと事前に混合し、懸濁状態
液となったものをプランジャー式高圧定量ポンプにて反
応器下部より供給することと減圧での未反応フェノール
除去を行わない事以外は、すべて実施例1と同様の方法
でノボラック型フェノール樹脂27.0Kgを得た。得
られた樹脂の特性については表1に示す。またGPCで
の分子量分布チャートを図5に示す。
Example 2 Phenol 20.
Add 0 kg, and use 8.1 kg of 88% paraformaldehyde as an aldehyde. Further, paraformaldehyde was previously mixed with 8.0 kg of phenol, and the suspension was converted to a suspension using a plunger-type high-pressure metering pump. A novolak-type phenol resin (27.0 kg) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the phenol was supplied from the lower part of the reactor and unreacted phenol was not removed under reduced pressure. Table 1 shows the properties of the obtained resin. FIG. 5 shows a molecular weight distribution chart by GPC.

【0031】《実施例3》実施例2で得られたノボラッ
ク型フェノール樹脂20.0Kgをアセトン50.0K
gで溶解後、液温30℃とした中へ純水10.0Kgを
10分間掛けて添加し5分混合後、濾布を用いて濾過
し、更に残差を減圧乾燥機で2時間処理し溶媒を除去
し、固形のノボラック型フェノール樹脂12.5Kgを
得た。得られた樹脂の特性については表1に示す。また
GPCでの分子量分布チャートを図6に示す。
Example 3 20.0 kg of the novolak type phenol resin obtained in Example 2 was mixed with 50.0 K of acetone.
g, dissolve in a liquid temperature of 30 ° C., add 10.0 kg of pure water over 10 minutes, mix for 5 minutes, filter using a filter cloth, and treat the residue with a vacuum dryer for 2 hours. The solvent was removed to obtain 12.5 kg of a solid novolak type phenol resin. Table 1 shows the properties of the obtained resin. FIG. 6 shows a molecular weight distribution chart by GPC.

【0032】《実施例4》反応器内にフェノール類とし
てメタクレゾール20.0Kgを入れ、88%パラホル
ムアルデヒド7.1Kgと10.0Kgのメタクレゾー
ルを混合したものを反応器下部より供給すること以外
は、すべて実施例1と同様の方法でノボラック型クレゾ
ール樹脂30.0Kgを得た。得られた樹脂の特性につ
いては表1に示す。またGPCでの分子量分布チャート
を図7に示す。
Example 4 Except that 20.0 kg of meta-cresol as phenol was put into a reactor and a mixture of 7.1 kg of 88% paraformaldehyde and 10.0 kg of meta-cresol was supplied from the lower part of the reactor. Was obtained in the same manner as in Example 1 to obtain 30.0 kg of novolak-type cresol resin. Table 1 shows the properties of the obtained resin. FIG. 7 shows a molecular weight distribution chart by GPC.

【0033】《実施例5》実施例4で得られたノボラッ
ク型クレゾール樹脂20.0Kgをアセトン40.0K
g、テトラヒドロフラン10.0Kgの混合溶媒に溶解
した以外は実施例3と同様な方法で固形のノボラック型
クレゾール樹脂12.0Kgを得た。
Example 5 20.0 kg of the novolak type cresol resin obtained in Example 4 was mixed with 40.0 K of acetone.
g of tetrahydrofuran and 10.0 kg of tetrahydrofuran were dissolved in the same manner as in Example 3 to obtain 12.0 kg of a solid novolak-type cresol resin.

【0034】《実施例6》アルデヒド類の添加終了まで
は実施例1と同様に行い、自己発熱がないことを確認
後、内部に捻り羽根を有した内径10mm全長1500
0mmの二重管型の第一次静止型ミキサーに供給し、次
いで反応液は内部に捻り羽根を有した内径8mm全長1
860mmの静止型ミキサーを7本組み合わせた多管式
熱交換器型ミキサーを経由させ、更に第一次静止型ミキ
サーと同じ構造の第二次静止型ミキサー、第三次静止型
ミキサー内で付加縮合反応をさせた。この間の反応温度
が200〜220℃となるように圧力調整及び静止型ミ
キサー及び多管式熱交換器型ミキサーの加熱調整を行っ
た。反応液はフラッシュ容器に連続的に供給し脱水し
た。更にこの後フラッシュ容器を1.3KPaまで減圧
し30分間未反応フェノールの除去を行い、冷却バット
上に取り出し固形のノボラック型フェノール樹脂18.
0Kgを得た。この条件における静止型ミキサー内通過
による反応時間は2分18秒、最終ミキサー出口の反応
液流速は0.13m/秒であった。得られた樹脂の特性
については表1に示す。
Example 6 The procedure was the same as in Example 1 until the addition of the aldehyde was completed. After confirming that there was no self-heating, the inner diameter was 10 mm with a twisting blade inside, and the total length was 1500.
The mixture was fed to a 0 mm double-tube primary stationary mixer, and then the reaction solution was internally 8 mm in diameter with a twisted blade and had a total length of 1 mm.
After passing through a multi-tube heat exchanger type mixer composed of seven 860 mm static mixers, additional condensation is performed in a secondary static mixer and a tertiary static mixer having the same structure as the primary static mixer. The reaction was allowed. During this time, pressure adjustment and heating adjustment of the static mixer and the multi-tube heat exchanger mixer were performed so that the reaction temperature was 200 to 220 ° C. The reaction solution was continuously supplied to a flash vessel and dehydrated. After that, the pressure in the flash vessel was reduced to 1.3 KPa, and the unreacted phenol was removed for 30 minutes.
0 Kg was obtained. Under these conditions, the reaction time by passing through the static mixer was 2 minutes and 18 seconds, and the flow rate of the reaction solution at the outlet of the final mixer was 0.13 m / sec. Table 1 shows the properties of the obtained resin.

【0035】《実施例7》反応器内にフェノール類とし
てメタクレゾール20.0Kgを入れ、88%パラホル
ムアルデヒド7.1Kgと10.0Kgのメタクレゾー
ルを混合したものを反応器下部より供給すること以外
は、すべて実施例6と同様の方法でノボラック型クレゾ
ール樹脂27.0Kgを得た。得られた樹脂の特性につ
いては表1に示す。
EXAMPLE 7 20.0 kg of meta-cresol as a phenol was placed in a reactor, and a mixture of 7.1 kg of 88% paraformaldehyde and 10.0 kg of meta-cresol was supplied from the lower part of the reactor. Was obtained in the same manner as in Example 6 to obtain 27.0 kg of novolak-type cresol resin. Table 1 shows the properties of the obtained resin.

【0036】《実施例8》40%ホルマリンを反応器上
部より液面に添加させる方法以外は実施例1と同様の方
法で実施し、ノボラック型フェノール樹脂18.0Kg
を得た。得られた樹脂の特性については表1に示す。
Example 8 The procedure of Example 1 was repeated, except that 40% formalin was added to the liquid level from the upper part of the reactor, and 18.0 kg of novolak phenol resin was used.
I got Table 1 shows the properties of the obtained resin.

【0037】《実施例9》蟻酸濃度が400PPMの一
般的な40%ホルマリンを使用すること以外は実施例1
と同様の方法で実施し、ノボラック型フェノール樹脂2
2.0Kgを得た。 得られた樹脂の特性については表
1に示す。
Example 9 Example 1 except that a general 40% formalin having a formic acid concentration of 400 PPM was used.
Novolak phenolic resin 2
2.0 kg was obtained. Table 1 shows the properties of the obtained resin.

【0038】《比較例1》実施例1で使用した反応器に
フェノール22.0Kgと代表的なノボラック化触媒で
ある蓚酸0.22Kgを入れ常圧で100℃となるまで
加熱した後、40%ホルマリン13.1Kgを90分掛
け徐添した後、100℃を保ち60分間反応を続行し
た。更にこの樹脂を温度常圧で130℃となるまで加熱
しながら脱水した後、1.3KPaまで減圧し反応液温
度180℃となるまで未反応フェノールの除去を行い、
冷却バットに取り出し21.0Kgのノボラック型フェ
ノール樹脂を得た。得られた樹脂の特性については表1
に示す。
Comparative Example 1 22.0 kg of phenol and 0.22 kg of oxalic acid, a typical novolacation catalyst, were charged into the reactor used in Example 1 and heated to 100 ° C. at normal pressure, and then 40% After 13.1 kg of formalin was gradually added over 90 minutes, the reaction was continued for 60 minutes while maintaining the temperature at 100 ° C. Further, after dehydrating the resin while heating it to 130 ° C. at normal temperature, the pressure was reduced to 1.3 KPa, and unreacted phenol was removed until the reaction solution temperature reached 180 ° C.
It was taken out into a cooling vat to obtain 21.0 kg of a novolak type phenol resin. Table 1 shows the properties of the obtained resin.
Shown in

【0039】《比較例2》40%ホルマリンの量を1
4.7Kgとした以外は、すべて比較例1と同様の方法
でノボラック型フェノール樹脂23.0Kgを得た。得
られた樹脂の特性については表1に示す。またGPCで
の分子量分布チャートを図8に示す。
<< Comparative Example 2 >> The amount of 40% formalin was changed to 1
A novolak-type phenol resin (23.0 kg) was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the amount was 4.7 kg. Table 1 shows the properties of the obtained resin. FIG. 8 shows a molecular weight distribution chart by GPC.

【0040】《比較例3》実施例1で使用した反応器
に、フェノール22.0Kgと88%パラホルムアルデ
ヒド4.8Kg及びハイオルソノボラック化触媒として
2価金属塩の代表である酢酸亜鉛0.22Kgを入れ、
常圧で100℃となるまで加熱し、100℃を保ち3時
間反応を継続した後、一旦90℃まで冷却しここに縮合
反応促進触媒として蓚酸0.11Kgと水0.33Kg
を混合したものを添加し、30分混合後再度100℃ま
で昇温し1時間反応を行った。更に常圧で130℃とな
るまで脱水した後、1.3KPaまで減圧し反応液温度
が180℃となるまで未反応フェノール除去を行い、冷
却バットに取り出し20.0Kgのノボラック型フェノ
ール樹脂を得た。得られた樹脂の特性については表1に
示す。
Comparative Example 3 The reactor used in Example 1 was charged with 22.0 kg of phenol, 4.8 kg of 88% paraformaldehyde, and 0.22 kg of zinc acetate which is a representative of a divalent metal salt as a high orthonovolacation catalyst. It was placed,
The mixture was heated to 100 ° C. under normal pressure, and the reaction was continued for 3 hours while maintaining the temperature at 100 ° C. Then, the mixture was cooled to 90 ° C., and then 0.11 kg of oxalic acid and 0.33 kg of water were added as a condensation reaction promoting catalyst.
Was added, and after mixing for 30 minutes, the temperature was raised again to 100 ° C., and the reaction was carried out for 1 hour. Furthermore, after dehydrating to 130 ° C. at normal pressure, the pressure was reduced to 1.3 KPa, and the unreacted phenol was removed until the reaction solution temperature reached 180 ° C., and taken out in a cooling vat to obtain 20.0 kg of a novolak-type phenol resin. . Table 1 shows the properties of the obtained resin.

【0041】《比較例4》メタクレゾール22Kgと4
0%ホルマリン11.5K及び蓚酸0.22Kgを使用
した以外は、比較例1と同様の方法でノボラック型クレ
ゾール樹脂20.0Kgを得た。得られた樹脂特性につ
いては表1に示す。
<< Comparative Example 4 >> Metacresol 22 kg and 4
A novolak-type cresol resin 20.0 kg was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that 1% K of 0% formalin and 0.22 kg of oxalic acid were used. Table 1 shows the obtained resin properties.

【0042】《比較例5》ホルマリンを15.6Kgと
し添加後の100℃での反応時間を5時間とした以外は
比較例1と同様の反応を実施したところ、未反応フェノ
ール除去工程で、ゲル化してしまった。
Comparative Example 5 A reaction was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 except that the amount of formalin was 15.6 kg and the reaction time at 100 ° C. after the addition was 5 hours. It has become.

【0043】《比較例6》180〜200℃でのホルマ
リン添加終了後自己発熱がないことを確認し、直ちに1
50℃迄冷却後脱水工程に入った以外は、実施例1と同
様の方法で固形のノボラック型フェノール樹脂18.0
Kgを得た。
Comparative Example 6 After completion of the addition of formalin at 180 to 200 ° C., it was confirmed that there was no self-heating, and
A solid novolak-type phenolic resin 18.0 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the dehydration step was started after cooling to 50 ° C.
Kg was obtained.

【0044】得られた樹脂特性は表1に示す。Table 1 shows the obtained resin characteristics.

【表1】 [Table 1]

【0045】なお、実施例、比較例とも測定方法は同様
で以下の通りである。重量平均分子量はポリスチレンを
標準物質とした紫外線吸収スペクトル検出器を用いたゲ
ルパーミッションクロマトグラフィー(GPC)法によ
り測定した。モノマー含量はキャピラリーガスクロマト
グラフィー法により測定した。
The measuring method is the same for the examples and comparative examples as follows. The weight average molecular weight was measured by a gel permission chromatography (GPC) method using an ultraviolet absorption spectrum detector using polystyrene as a standard substance. The monomer content was measured by a capillary gas chromatography method.

【0046】オルソ−オルソ結合率はノボラック型フェ
ノール樹脂の場合13C−NMRスペクトル法により求め
たメチレン基結合量を、次式に代入し算出した。ノボラ
ック型クレゾール樹脂場合フーリエ変換赤外分光分析法
により求めたメチレン基結合量を同じく次式に代入し算
出した。 オルソ−オルソ結合率=[(o−o結合)/{(o−o結合)
+(o−p結合)+(pーp結合)}] ×100 o−o結合:オルソ−オルソ位結合メチレン基の数 o−p結合:オルソ−パラ位結合のメチレン基の数 p−p結合:パラーパラ位結合のメチレン基の数
The ortho-ortho bond ratio was calculated by substituting the methylene group bond amount determined by 13 C-NMR spectrum method for the novolak type phenol resin into the following equation. In the case of a novolak-type cresol resin, the amount of methylene group bond determined by Fourier transform infrared spectroscopy was similarly substituted into the following equation and calculated. Ortho-ortho bond ratio = [(oo bond) / {(oo bond)
+ (Op-bond) + (pp-bond)}] × 100 oo-bond: number of ortho-ortho-bond methylene groups op-bond: number of ortho-para-bond methylene groups pp Bond: Number of methylene groups in para-para bond

【0047】抽出水電気伝導度は樹脂中のイオン性不純
物量を把握する項目であり、数値が小さい方がイオン性
不純物が少ない事を表している。今回は固形樹脂6gを
粉砕したものと純水40mlをプレッシャークッカー用
容器に入れ密閉し、恒温槽で125℃20時間熱処理
後、抽出水を電気伝導度計(東亜電波工業(株)製CM
−2A)により電気伝導度を測定した。溶剤溶解性は対
象樹脂10gを100mlのアセトン及びテトラヒドロ
フラン中に入れ常温で24時間混合後の不溶解分の有無
で判定した。
The extracted water electric conductivity is an item for grasping the amount of ionic impurities in the resin, and the smaller the numerical value, the smaller the ionic impurities. This time, 6 g of solid resin and 40 ml of pure water were placed in a pressure cooker container, sealed, heat-treated in a thermostat at 125 ° C for 20 hours, and the extracted water was subjected to an electric conductivity meter (Toa Denpa Kogyo Co., Ltd.
-2A). The solvent solubility was determined by adding 10 g of the target resin to 100 ml of acetone and tetrahydrofuran, and mixing the mixture at room temperature for 24 hours to determine the insoluble content.

【0048】これらの実施例及び比較例の結果から明ら
かなように、本発明による方法で製造されたノボラック
型フェノール樹脂は、非常に高分子量であるにもかかわ
らず溶剤溶解性があり、高度にオルソ−オルソ位のメチ
レン結合が多いハイオルソノボラックであり、且つイオ
ン性不純物が極めて少ない事が判る。
As is clear from the results of these Examples and Comparative Examples, the novolak-type phenolic resin produced by the method of the present invention has a very high molecular weight, has a solvent solubility, and has a high degree of solvent solubility. It can be seen that this is a high ortho-novolac having many ortho-ortho-position methylene bonds and extremely few ionic impurities.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の方法に従うと、従来得られなか
った溶剤溶解性のあるフェノール類のノボラック型高分
子量樹脂、特に3官能フェノール類のノボラック型高分
子量樹脂をえることができる。従来同時に成り立たなか
ったイオン性不純物が少なく且つ高度にオルソ−オルソ
結合したハイオルソノボラックを、高温反応時における
反応圧力制御が容易なため十分な安全性をもって、かつ
非常に短時間で収率も高く得られる。その硬化物は耐熱
特性、電気絶縁性、耐湿性に優れているため、電気・電
子関連分野を始め幅広い用途への適応が可能となり、工
業的なノボラック型フェノール樹脂の製造方法として好
適である。
According to the method of the present invention, a solvent-soluble novolak type high molecular weight resin of phenols, particularly a novolak type high molecular weight resin of trifunctional phenols, which has not been obtained before, can be obtained. A high ortho-ortho-bonded high ortho-novolac, which has a small amount of ionic impurities that could not be simultaneously realized at the same time, has sufficient safety because of easy control of the reaction pressure during a high-temperature reaction, and has a high yield in a very short time. can get. Since the cured product is excellent in heat resistance, electrical insulation and moisture resistance, it can be applied to a wide range of applications including electric and electronic fields, and is suitable as an industrial method for producing a novolak phenolic resin.

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

【図1】 本発明に使用する設備フローの一例を示す概
略図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an equipment flow used in the present invention.

【図2】 配管内部に捻り羽根を有した静止型ミキサー
の羽根の斜視図。
FIG. 2 is a perspective view of blades of a static mixer having twisted blades inside a pipe.

【図3】 配管内部に折り返し羽根を有した静止型ミキ
サーの羽根の斜視図。
FIG. 3 is a perspective view of blades of a static mixer having folded blades inside a pipe.

【図4】 実施例1で得られた樹脂のGPCによる分子
量分布チャート。
FIG. 4 is a molecular weight distribution chart of the resin obtained in Example 1 by GPC.

【図5】 実施例2で得られた樹脂のGPCによる分子
量分布チャート。
FIG. 5 is a molecular weight distribution chart of the resin obtained in Example 2 by GPC.

【図6】 実施例3で得られた樹脂のGPCによる分子
量分布チャート。
FIG. 6 is a GPC molecular weight distribution chart of the resin obtained in Example 3.

【図7】 実施例4で得られた樹脂のGPCによる分子
量分布チャート。
FIG. 7 is a GPC molecular weight distribution chart of the resin obtained in Example 4.

【図8】 比較例2で得られた樹脂のGPCによる分子
量分布チャート。
FIG. 8 is a GPC molecular weight distribution chart of the resin obtained in Comparative Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 タービン型攪拌羽根 2 高圧反応器 3 窒素ガス封入ライン 4 アルデヒド類高圧定量ポンプ 5 アルデヒド類注入ノズル 6 反応器下部取り出し弁 7 二重管式静止型ミキサー 8 多感式熱交換型ミキサー 9 二重管式静止型ミキサー 10 圧力調整弁 11 フラッシュ容器 12 熱交換器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbine-type stirring blade 2 High-pressure reactor 3 Nitrogen gas filling line 4 High-pressure metering pump of aldehydes 5 Injection nozzle of aldehydes 6 Reactor lower take-off valve 7 Double tube stationary type mixer 8 Multi-sensitive heat exchange type mixer 9 Double Tube type static mixer 10 Pressure regulating valve 11 Flash container 12 Heat exchanger

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フェノール類とアルデヒド類を触媒を使
用しないで反応させる際、耐圧反応器内に3官能性フェ
ノール類を投入し、不活性ガスにて0.5MPa以上加
圧し、予め160℃以上まで加温したフェノール類中に
アルデヒド類を逐次添加し160℃〜200℃の反応温
度で付加縮合反応を行った後、更に反応液温度を200
℃〜250℃に保持しながら脱水と脱モノマーを行い、
高分子化反応させる事を特徴とするノボラック型フェノ
ール樹脂の製造方法。
When a phenol and an aldehyde are reacted without using a catalyst, a trifunctional phenol is charged into a pressure-resistant reactor, and is pressurized with an inert gas at a pressure of 0.5 MPa or more. Aldehydes are successively added to phenols heated to a temperature of 160 ° C. to 200 ° C., and an addition condensation reaction is carried out at a reaction temperature of 160 ° C. to 200 ° C.
Dehydration and demonomerization are performed while maintaining the temperature at ℃ ~ 250 ℃,
A method for producing a novolak-type phenol resin, which comprises causing a polymerization reaction.
【請求項2】 フェノール類が3官能性フェノールであ
る請求項1記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the phenol is a trifunctional phenol.
【請求項3】 ポリスチレンを標準物質としたときの重
量平均分子量が50,000以上である請求項1又は2
記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。
3. The weight average molecular weight when using polystyrene as a standard substance is 50,000 or more.
A method for producing the novolak-type phenol resin described in the above.
【請求項4】 フェノール類とアルデヒド類を触媒を使
用しないで反応させる際、耐圧反応器内に3官能性フェ
ノール類を投入し、不活性ガスにて0.5MPa以上加
圧し、予め160℃以上まで加温したフェノール類中に
アルデヒド類を逐次添加し160℃〜200℃の反応温
度で付加縮合反応を行った後、更に反応液温度を200
℃〜250℃に保持しながら脱水と脱モノマーを行い、
得られた樹脂を溶媒に溶解し純水を滴下しつつ樹脂を析
出させ取り出す、少なくともポリスチレンを標準物質と
したときの重量平均分子量を100,000以上とする
事を特徴とするノボラック型フェノール樹脂の製造方
法。
4. When a phenol and an aldehyde are reacted without using a catalyst, a trifunctional phenol is charged into a pressure-resistant reactor, and is pressurized with an inert gas at 0.5 MPa or more, and is heated at 160 ° C. or more in advance. Aldehydes are successively added to phenols heated to a temperature of 160 ° C. to 200 ° C., and an addition condensation reaction is carried out at a reaction temperature of 160 ° C. to 200 ° C.
Dehydration and demonomerization are performed while maintaining the temperature at ℃ ~ 250 ℃,
A novolak-type phenolic resin characterized in that the obtained resin is dissolved in a solvent, and the resin is precipitated and taken out while dropping pure water. The weight average molecular weight is at least 100,000 or more when polystyrene is used as a standard substance. Production method.
【請求項5】 フェノール類が3官能性フェノールであ
る請求項4記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方
法。
5. The method according to claim 4, wherein the phenol is a trifunctional phenol.
【請求項6】 ポリスチレンを標準物質としたときの重
量平均分子量が100,000以上である請求項4又は
5記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。
6. The method for producing a novolak-type phenol resin according to claim 4, wherein the weight average molecular weight based on polystyrene as a standard substance is 100,000 or more.
【請求項7】 フェノール類とアルデヒド類のモル比
(F/P)が0.50〜0.85の範囲である請求項1
又は4記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。
7. The method according to claim 1, wherein the molar ratio (F / P) of the phenols to the aldehydes is in the range of 0.50 to 0.85.
Or the method for producing a novolak-type phenol resin according to 4.
【請求項8】 アルデヒド類として蟻酸を200PPM
以下まで除去したホルマリンを使用する請求項1又は4
記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。
8. Formic acid as aldehydes at 200 PPM
5. The method according to claim 1, wherein formalin removed to the following level is used.
A method for producing the novolak-type phenol resin described in the above.
【請求項9】 アルデヒド類として純度80%以上のパ
ラホルムアルデヒドを用い、これをフェノール類に溶解
もしくは懸濁させたものを使用する請求項1又は4記載
のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。
9. The method for producing a novolak-type phenolic resin according to claim 1, wherein paraformaldehyde having a purity of 80% or more is used as the aldehyde, which is dissolved or suspended in phenol.
【請求項10】 アルデヒド類の添加位置が反応器の下
部より行うことを特徴とする請求項1又は4記載のノボ
ラック型フェノール樹脂の製造方法。
10. The method for producing a novolak-type phenolic resin according to claim 1, wherein the aldehydes are added from the lower part of the reactor.
【請求項11】 反応器として同径2段のタービン型攪
拌羽根を有したものを使用する請求項1又は4記載のノ
ボラック型フェノール樹脂の製造方法。
11. The method for producing a novolak-type phenol resin according to claim 1, wherein a reactor having a two-stage turbine-type stirring blade having the same diameter is used as the reactor.
【請求項12】 アルデヒド類添加終了以降の反応工程
に静止型ミキサーを用いることを特徴とする請求項1又
は4記載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。
12. The method for producing a novolak-type phenolic resin according to claim 1, wherein a static mixer is used in a reaction step after completion of the addition of the aldehyde.
【請求項13】 溶解分離溶媒が水と可溶なケトン類、
アルコール類、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチル
ホルムアミドの1種又は2種以上の混合物であって、ノ
ボラック型フェノール樹脂100重量部に対して100
〜1000重量部で溶解し、純水を溶媒量の1/10な
いし等量添加し分離させることを特徴とする請求項4記
載のノボラック型フェノール樹脂の製造方法。
13. A ketone, wherein the solvent for dissolution and separation is water and a soluble ketone;
One or a mixture of two or more of alcohols, tetrahydrofuran, and N, N-dimethylformamide, wherein 100 parts by weight of novolak-type phenol resin is used.
The method for producing a novolak-type phenol resin according to claim 4, wherein the solvent is dissolved in an amount of 1 to 1000 parts by weight, and pure water is added in an amount of 1/10 to equivalent amount of the solvent and separated.
JP10981797A 1997-04-25 1997-04-25 Production of novolak phenol resin Pending JPH10298257A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10981797A JPH10298257A (en) 1997-04-25 1997-04-25 Production of novolak phenol resin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10981797A JPH10298257A (en) 1997-04-25 1997-04-25 Production of novolak phenol resin

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10298257A true JPH10298257A (en) 1998-11-10

Family

ID=14519970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10981797A Pending JPH10298257A (en) 1997-04-25 1997-04-25 Production of novolak phenol resin

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10298257A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009074004A (en) * 2007-09-25 2009-04-09 Sumitomo Bakelite Co Ltd Novolac type phenolic resin and production method of the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009074004A (en) * 2007-09-25 2009-04-09 Sumitomo Bakelite Co Ltd Novolac type phenolic resin and production method of the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8742033B2 (en) Method of stabilizing resorcinol resins and gel compositions made therefrom
JP3905559B2 (en) Improved process for the production of cyanate ester resins having a unique composition
US4161576A (en) Control of procedures for formation of water-immiscible thermosetting phenol-formaldehyde resins
CN108440730A (en) A kind of polishing purification method of casting high quality phenolic resin
GB595607A (en) Continuous process for the manufacture of synthetic resins
US5986035A (en) High-molecular weight high-ortho novolak type phenolic resin
JPH10298257A (en) Production of novolak phenol resin
JPH10195158A (en) Production of novolac phenolic resin
JPH10204139A (en) Production of novolac phenolic resin
JP3439654B2 (en) High molecular weight high ortho novalac phenolic resin
KR100561898B1 (en) High Molecular Weight High Ortho Novolac Phenolic Resin
US3817923A (en) Continuous phenol-aldehyde,polycondensation process
JPS596208A (en) Production of cured spherical phenolic resin
US4132699A (en) Phenol formaldehyde resins, their manufacture and use
JPH10316730A (en) Production of novolac phenolic resin
US1968441A (en) Process of preparing lacquers, varnishes, or the like
JPS62252412A (en) Production of phenolic resin
US4184032A (en) Control of procedures for formation of water-immiscible thermosetting phenol-formaldehyde resins
Maciejewski et al. Hyperbranched phenol-formaldehyde resins
JPH09124756A (en) Novolak phenol resin and production thereof
JPH111533A (en) High molecular weight high ortho novolak type phenol resin
JP2005082937A (en) Method for producing phenol resin fiber
JP2003003329A (en) Phenol resin fiber and method of producing the same
JPS5924715A (en) Normally solid phenolic resin
JP2000273133A (en) Production of novolak type phenolic resin

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040217

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20040319

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040713