[其他]一种酚醛树脂的合成方法

说明书

本发明提供了一种无含酚废水生成的合成酚醛树脂的新方法。本工艺是由缩合反应和缩聚反应两部分构成的半封闭循环工艺过程。首先由甲醇与甲醛进行连续缩合反应得中间体甲缩醛，再由甲缩醛与苯酚混合，在酸性介质中进行缩聚反应得酚醛树脂。反应中无含酚废水生成，副产的甲醇可用于再制甲缩醛，另一种副产苯酚可用做合成树脂的原料，中间体甲缩醛的纯度大于９２％，酚醛树脂的产率在９８％以上。

本发明属于有机高分子化合物的合成方法，适用于制取酚醛树脂。

酚醛树脂具有良好的耐酸、耐碱、耐热及电绝缘性，广泛应用于电讯、电器、仪表、日用品、轻质建筑材料等许多方面。过去酚醛树脂的合成通常采用“甲醛法”，即由酚类和甲醛水溶液在酸性介质中缩聚而成热塑性的线型酚醛树脂，或在碱性介质中缩聚成热固性酚醛树脂，其反应式为：

（n+1）C₆H₅OH+nCH₂OC₆H₄OH+nH₂O

该方法的主要缺点在于反应产生大量的含酚废水，通常每生产一吨树脂要产生0.6～0.8吨含酚量高达3万毫克/升的废水，需要花费巨额投资进行污水处理，由于目前含酚废水处理技术水平有限，因此仍对环境造成一定污染。

本发明所提供的由甲缩醛与酚类制取酚醛树脂的工艺，经美国ORBIT系统的WPI和WPLL数据库检索，证明前人尚未研究过。

本发明的目的在于提供一种工艺简单、无含酚废水生成的制取酚醛树脂的新工艺。

本发明分两个步骤实施：即甲缩醛的连续缩合和树脂的制备。现分述如下：

1、甲缩醛的连续缩合

将甲醇及甲醛两种溶液按摩尔比2.0～2.5的比例配制成混合液，预热到40～60℃后，通入到组合式反应段，在温度为65～90℃下，借助于阳离子交换树脂的催化和分离作用，进行连续缩合反应，反应生成物在热流的作用下，经组合式反应段和提馏段被分离出组成稳定的三元共沸物，其中甲缩醛的浓度大于等于92%，一般为93.5%。另外，又从反应段底部通入甲醇与未反应的少量甲醛继续反应，使釜液中甲醛残余量小于等于100ppm。

主要反应为：

2CH₃OH+HCHO（CH₃O）₂-CH₂+H₂O

2、树脂的合成

将甲缩醛与苯酚按摩尔比0.7～0.95的配比混合，在40～60℃下加入酸性催化剂（盐酸、硫酸），反应温度控制在65～75℃，在常压下缩聚反应3～7小时，反应物经浓缩后，常压蒸馏脱除甲醇，再减压蒸馏脱除苯酚，即得到无色透明或乳白色的树脂。常压蒸馏出的含85%以上的甲醇、微量水和少量甲缩醛的馏分，用作制甲缩醛的原料，减压蒸馏所得的以苯酚为主的馏分，用作合成树脂的原料，循环使用。由于减压馏分中含少量水（因盐酸或硫酸中带入），在循环使用中将导致水在过程中的少量积累，可通过蒸馏排出系统烧掉。所得酚醛树脂的产率在98%以上。

主要反应为：

+（CH₃O)₂CH₂→树脂+2CH₃3OH

发明的工艺过程详见图1。

图1为缩醛法合成酚醛树脂工艺流程示意图。