[发明专利]吗啉改性对叔丁基酚醛树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吗啉改性对叔丁基酚醛树脂，本发明还涉及这种吗啉改性对叔丁基酚醛树脂的制备方法。

背景技术

随着橡胶工业的发展，合成橡胶的用量迅速增加，加之其应用领域日益扩大，加工技术不断提高，对橡胶粘着性能的要求越来越高，使人们愈加认识到橡胶增粘剂的重要性，愈加期待新型高效的增粘剂的问世。

长期以来，为了提高橡胶的粘性和加工性能，保证成型和模制时制品的整体性，在不同时期内，人们想方设法开发出了不同的增粘剂品种，其中有松香及其酯，萜烯树脂，古马隆树脂，石油树脂和烷基酚醛树脂，以上品种中烷基酚醛树脂的增粘效果最好，已经成为增粘剂的骨干产品占据市场，但这类树脂不具备优异的存放粘性和湿热粘性性能，加入普通树脂的胶料的存放粘性为1-3天，不能满足高档轮胎和橡胶制品的生产需要。目前，一些高档的轮胎采用进口的超级增粘树脂(德国巴斯夫生产的对叔丁基苯酚-乙炔树脂)，其价格特别高，每吨达4万元，且德国巴斯夫生产的对叔丁基苯酚-乙炔树脂由于在生产中要加入乙炔，但乙炔易燃、易爆，生产工艺极为复杂。因此发明一种提高橡胶的粘性和加工性能的增粘树脂成为了一项重要和迫切的工作。

发明内容

本发明的第一目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，而提供一种吗啉作改性剂的吗啉改性对叔丁基酚醛树脂。

本发明的另一个目的在于提供这种吗啉改性对叔丁基酚醛树脂的制备方法。本发明树脂提高了产品的增粘性能，使其增粘性能满足汽车轮胎及橡胶加工工艺。性能与德国巴斯夫生产的对叔丁基苯酚-乙炔树脂相当。

本发明的第一目的是通过如下措施来达到的：吗啉改性对叔丁基酚醛树脂，其特征在于它的结构式为：

其中R为吗啉，n为1，2，3，4，5中的一个，该物质的平均分子量为700-900。

本发明的第二目的是通过如下措施来达到的：吗啉改性对叔丁基酚醛树脂的制备方法，其特征在于它由用量为重量份的如下组分的物质制成：吗啉20-35份，对叔丁酚300-320份，第一步用重量含量为37％的甲醛125-130份，催化剂0.3～0.5份，碳酸氢钠1.4-2份，甲苯400-500份，第二步用甲醛重量含量为37％的甲醛25份，盐酸或草酸2-3份，活性剂0.3份；

所述的催化剂为无机酸或有机酸，所述的活性剂为铜铵络合剂；

所述的组分按如下步骤制成：(1)、投入计量的对叔丁酚，升温至100℃停止加热，待全部熔融后开动搅拌，控制搅拌速度为65-85转/分钟，搅拌半小时后加入已配好计量的催化剂和活性剂，加完后搅拌30分钟，将温度稳定在60-95℃滴加第一步甲醛，加完后保温在65-100℃反应3小时；

(2)、反应完后，加入计量的碳酸氢钠或无机碱进行中和，调PH值约为7-10，控温在65-100℃慢慢滴加计量的吗啉，加完后继续慢慢滴加第二步甲醛，40-50分钟加完，加完后保温在65-100℃反应1.5小时，然后加入计量的盐酸或草酸进行中和，使PH值为6-7，再加入计量的甲苯搅拌静置分层，放掉下层的生成废水；

(3)、以上物料转入缩骤釜，升温至100-140℃脱水及回收甲苯，升温至160℃，调设备至真空状态，开启真空，进行减压蒸馏，控温在160-190℃，维持反应，取样进行中控达到所需的120-145℃的软化点，即可过滤出料，造粒。

在上述技术方案中，在第(3)步所述的减压蒸馏中控制真空余压力为100mmHg。

在上述技术方案中，在第(1)步中所述的催化剂为硫酸或对甲苯磺酸。

在上述技术方案中，在第(2)步中，在加入计量的盐酸或草酸进行中和前，如果物料较稠时加入50-80重量份甲苯。

本发明的反应原理为：首先第一步是对叔丁酚在酸性催化剂的条件下与甲醛进行缩合反应，生成线性的对叔丁基酚醛树脂，然后在中性或碱性条件下引入改性剂吗啉进行烃化反应，最后进行缩聚反应，使线性的对叔丁基酚醛改性树脂转化成热塑型树脂。

本发明的产品质量指标测试如下：

(1)外观：墨绿色片状或块状物；

(2)软化点℃：120-145；

(3)灰分≤：0.5；

(4)加热减量≤：0.5。