[发明专利]酚醛树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子聚合物技术领域，尤其涉及一种酚醛树脂的制备方法。

背景技术

酚醛树脂是酚类和醛类在催化剂存在的条件下反应形成的树脂的统称，其中以苯酚和甲醛在碱性条件下形成的热固性酚醛树脂最为常见。热固性酚醛树脂具有良好的尺寸稳定性、阻燃性能、耐酸性能、力学性能和耐热性能，广泛应用于运输、建筑、军事、采矿等多种行业。

在氢氧化钠、氨水或碳酸钠等碱性催化剂的存在下，苯酚和甲醛首先发生加成反应生成羟甲基苯酚，羟甲基苯酚继续发生缩聚反应，最后得到热固性酚醛树脂。但是，苯酚的对位比邻位反应活性高，苯酚的对位更易与甲醛发生加成反应生成对羟甲基苯酚；而生成对羟甲基苯酚后，酚羟基的邻位的活性会显著下降，更难与甲醛发生加成反应，导致消耗的甲醛较少，得到的酚醛树脂中游离甲醛的含量较高。现有技术一般通过加入尿素、三聚氰胺或其他降醛剂等物质固定游离甲醛，以减少游离甲醛，防止甲醛释放对环境和人体造成危害。但是，在酚醛树脂中加入尿素、三聚氰胺或其他降醛剂等会影响酚醛树脂的固含量、水溶性、阻燃性等性能，限制酚醛树脂的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种酚醛树脂的制备方法，本发明提供的方法无需加入尿素、三聚氰胺等降醛剂即可得到游离甲醛含量较低的酚醛树脂。

本发明提供了一种酚醛树脂的制备方法，包括：

在第一催化剂和第二催化剂的存在下，甲醛和苯酚发生反应生成酚醛树脂，所述第一催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠，所述第二催化剂为氢氧化钡、氢氧化钙、氧化钙或氧化镁。

优选的，所述第一催化剂占所述苯酚的重量百分比为0.5％～5％。

优选的，所述第一催化剂占所述苯酚的重量百分比为1％～3％。

优选的，所述第一催化剂为氢氧化钠。

优选的，所述第二催化剂占所述苯酚的重量百分比为0.5％～5％。

优选的，所述第二催化剂占所述苯酚的重量百分比为1％～2％。

优选的，所述第二催化剂为氢氧化钙。

优选的，所述甲醛和苯酚的摩尔比为1.3～3.0∶1。

优选的，所述甲醛和苯酚的摩尔比为1.4～2.5∶1。

优选的，所述反应的温度为50℃～100℃。

与现有技术相比，本发明采用由第一催化剂和第二催化剂组成的双催化剂催化甲醛和苯酚发生反应生成酚醛树脂，其中，第一催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠，第二催化剂为氢氧化钡、氢氧化钙、氧化钙或氧化镁。第一催化剂和第二催化剂均为碱性催化剂，苯酚和甲醛在碱性催化剂的作用下发生加成反应生成对羟甲基苯酚；第二催化剂为二价金属碱，能够产生二价金属离子，该二价金属离子在碱性条件下可以与甲醛和苯酚生成络合物，最终生成邻羟甲基苯酚。在本发明提供的制备方法中，第一催化剂使苯酚的对位与甲醛发生加成反应，而第二催化剂使苯酚的邻位与甲醛发生加成反应，在双催化剂的作用下，使苯酚与更多的甲醛发生加成反应，形成多羟甲基苯酚，从而增加了甲醛的消耗量，减少了未参加反应的甲醛的量，从而降低了得到的酚醛树脂的游离醛的含量。同时，多羟甲基苯酚在进行缩聚反应时能够提高酚醛树脂的交联密度，能够阻止游离甲醛透过酚醛树脂向周围环境释放，从而降低酚醛树脂的危害。此外，由于未添加尿素、三聚氰胺等物质，本发明提供的酚醛树脂制作的泡沫制品阻燃性较好。实验表明，本发明提供的方法制备的酚醛树脂的游离醛含量低于单一催化剂催化得到的酚醛树脂的游离醛含量，与添加了尿素、三聚氰胺等物质的酚醛树脂的游离醛含量相当；本发明得到的酚醛树脂的泡沫制品的阻燃性能远远优于单一催化剂催化得到的酚醛树脂泡沫制品和添加了尿素、三聚氰胺等物质的酚醛树脂泡沫制品。

具体实施方式

本发明提供了一种酚醛树脂的制备方法，包括：

在第一催化剂和第二催化剂的存在下，甲醛和苯酚发生反应生成酚醛树脂，所述第一催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠，所述第二催化剂为氢氧化钡、氢氧化钙、氧化钙或氧化镁。

本发明以双催化剂催化甲醛和苯酚发生反应，得到游离醛含量较低、阻燃性能较好的酚醛树脂。

按照本发明，所述第一催化剂为一价金属碱，为氢氧化钾或氢氧化钠，优选为氢氧化钠。所述第一催化剂占所述苯酚的重量百分比优选为0.5％～5％，更优选为1％～3％。

按照本发明，所述第二催化剂为二价金属碱，氢氧化钡、氢氧化钙、氧化钙或氧化镁，优选为氢氧化钙。所述第二催化剂占所述苯酚的重量百分比优选为0.5％～5％，更优选为1％～2％。