[发明专利]耐火材料用酚醛树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于酚醛树脂技术领域，尤其涉及一种耐火材料用酚醛树脂制备方法。

背景技术

酚醛树脂是最早人工合成的高分子化合物，具有固化方便、耐热及耐腐蚀性能优良、电性能良好、合成工艺简单等优点，在电气、复合材料、耐火材料、涂料及粘结剂等领域获得了广泛的应用。其中，酚醛树脂用于耐火材料领域时，其具有对基材的浸润性好、混炼方便、粘结性强的特点，制得的耐火材料强度高、固化方便、炭化率高且炭化后孔隙率低，可以减轻环境污染。

用于耐火材料的酚醛树脂一般为采用碱性催化剂合成的热固性酚醛树脂，如日产特种酚醛树脂等，但是，热固性酚醛树脂的分子中含有反应活性较强的苯酚单体和羟甲基，使得酚醛树脂在储存和应用过程中极易发生缩聚反应，导致酚醛树脂粘度增大甚至发生固化，降低粘结性能，失去利用价值。现有技术一般通过向酚醛树脂中加入稀释剂降低酚醛树脂的粘度，延长其保存期，常用的稀释剂有乙二醇、糠醇、二乙二醇、乙醇、甲醇等低碳醇类，其中，乙二醇具有沸点高、浸润性能好、无毒、环保、混料保湿性好等优点，广泛用于液体酚醛树脂合成制备中，如山东圣泉化工股份有限公司采用乙二醇作为稀释剂生产的PF5323等系列耐火材料用酚醛树脂。但是，乙二醇主要是依靠石油提纯加工生产的，石油作为不可再生资源，不仅面临逐渐衰竭的问题，而且由石油提纯加工乙二醇还存在成本高、污染严重的问题，严重制约着耐火材料用酚醛树脂的发展。另外，采用乙二醇为稀释剂制备的酚醛树脂用于耐火材料时，得到的耐火材料的耐压强度和保湿性能较差。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种耐火材料用酚醛树脂的制备方法，本发明提供的制备方法原料来源广泛、成本低，得到的酚醛树脂能够提高耐火材料的和耐压强度和保湿性能。

本发明提供了一种耐火材料用酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：

a）苯酚、甲醛和混合低碳多元醇在酸性催化剂或碱性催化剂的作用下发生反应，得到耐火材料用酚醛树脂。

优选的，所述混合低碳多元醇包括乙二醇、丙二醇和甘油。

优选的，所述步骤a）具体包括：

a11）苯酚、甲醛和混合低碳多元醇在pH值为8～12的条件下发生反应，得到中间产物；

a12）将所述步骤a11）得到的中间产物的pH值调节至6.2～7.8，继续反应后得到耐火材料用酚醛树脂。

优选的，所述步骤a）具体包括：

a21）苯酚和甲醛在pH值为8～12的条件下发生反应，得到中间产物；

a22）将所述步骤a21）得到的中间产物的pH值调节至6.2～7.8，加入混合低碳多元醇继续反应，得到耐火材料用酚醛树脂。

优选的，所述步骤a）具体包括：

a31）苯酚和甲醛在pH值为8～12的条件下发生反应，得到中间产物；

a32）将所述步骤a31）得到的中间产物的pH值调节至6.2～7.8，继续反应，反应完毕后加入混合低碳多元醇，得到耐火材料用酚醛树脂。

优选的，所述苯酚和甲醛的摩尔比为1:（1.2～1.6）。

优选的，所述步骤a11）中，所述反应的温度为65℃～90℃，所述反应的时间为4h～8h；所述步骤a21）中，所述反应的温度为65℃～90℃，所述反应的时间为4h～8h；所述步骤a31）中，所述反应的温度为65℃～90℃，所述反应的时间为4h～8h；所述步骤a12）中，所述继续反应的温度为40℃～70℃；所述步骤a22）中，所述继续反应的温度为40℃～70℃；所述步骤a32）中，所述继续反应的温度为40℃～70℃。

优选的，所述步骤a）具体包括：

a41）苯酚、甲醛和混合低碳多元醇在pH值为2～6的条件下发生反应，得到中间产物；

a42）将所述步骤a41）得到的中间产物的pH值调节至6.2～7.8，脱水后得到耐火材料用酚醛树脂。

优选的，所述步骤a）具体包括：

a51）苯酚和甲醛在pH值为2～6的条件下发生反应，得到中间产物；

a52）将所述步骤a51）得到的中间产物的pH值调节至6.2～7.8，加入混合低碳多元醇并脱水后得到耐火材料用酚醛树脂。

优选的，所述步骤a）具体包括：

a61）苯酚和甲醛在pH值为2～6的条件下发生反应，得到中间产物；

a62）将所述步骤a61）得到的中间产物的pH值调节至6.2～7.8，脱水后加入混合低碳多元醇，得到耐火材料用酚醛树脂。