[发明专利]一种烷基酚醛树脂的合成方法

说明书

发明领域

本发明属于橡胶制造技术领域，具体涉及一种烷基酚醛树脂的合成方法。

技术背景

增粘树脂是橡胶加工中的重要配合剂，随着合成橡胶的使用量不断增加，由于其自粘性不足，增粘树脂的重要性在不断增加。在轮胎工业中，各种不同种类的橡胶部件需要相互紧密贴合之后才能成行硫化，所以增粘树脂在轮胎配方中必不可少。

增粘树脂的种类有烃类树脂，松香树脂，烷基酚醛树脂及其改性产品。由于增粘效果较好，对橡胶力学性能动态性能影响小，烷基酚醛增粘树脂成为主要的一种工业用橡胶增粘树脂。烷基酚醛增粘树脂主要有辛基酚，丁基酚树脂，一股为烷基酚甲醛树脂，也有少数种类为乙醛、乙炔树脂。还有少数产品是在上述烷基酚甲醛树脂基础上的改性物。

烷基酚醛增粘树脂为线性低聚物，数均分子量一股在500-1500之间，重均分子量一股也不会超过2500，因为缩合反应的反应程度低，不可避免的会在树脂中残留较多的酚类单体，这些游离酚会带入橡胶制品中，并在橡胶制品的使用中，不断地从橡胶制品中迁移出来，从而污染环境。一股的除游离酚的方法主要有：水洗，长时间真空、水蒸气蒸馏等等，都需要耗费很多工时、能源，或是对设备要求较高，实现起来困难、经济效益较差。

本发明涉及一种烷基酚醛增粘树脂及其制备方法，简单有效地降低了树脂中的游离酚，提高了产品的环保性，并且分子量分布窄，相比普通烷基酚醛增粘树脂，增粘效果提高。

发明内容

为了降低烷基酚酚醛增粘树脂中游离烷基酚的含量，增加产品的环保性，本发明提出了一种增粘树脂即烷基酚醛树脂的合成方法。本发明合成得到的增粘树脂中的游离酚单体较低，合成方法简单方便，降低了分子量分布宽度，提高了增粘效果。

本发明提出的一种烷基酚醛树脂的合成方法，将原料单取代烷基酚与二取代烷基酚(例如，单取代烷基酚与二取代烷基酚共1mol)按一定比例(例如，单取代烷基酚与二取代烷基酚的摩尔比为1∶0.05～1)加入反应器中，在酸性催化剂作用下，与一定量的醛(例如，0.5-1.2mol的醛)在70～180℃下发生反应，达到目标软化点后(例如，80-150℃)，然后进一步脱除残留水分，完全后中和，得到烷基酚醛树脂。其中，所述烷基酚醛树脂的分子量分布为1.4～1.8；所述烷基酚醛树脂中的游离烷基酚的含量为0.5％～3％。

本发明合成方法中，所述单取代烷基酚为取代基为R₁的单取代烷基酚；所述二取代烷基酚是取代基为R₂、R₃、R₄、R₅之任意一种或两种的二取代烷基酚。

本发明合成方法的反应过程如下：

其中，R为氢或甲基；R₁为1-18个碳原子的烷基、5～18个碳原子的环烷基或6～18个碳原子的芳基；R₂、R₃、R₄、R₅分别为1-18个碳原子的烷基、5～18个碳原子的环烷基或6～18个碳原子的芳基。优选地，R为氢或甲基；R₁为4-9个碳原子的烷基；R₂、R₃、R₄、R₅分别为4-9个碳原子的烷基。

本发明合成的产物烷基酚醛树脂，其中含有的游离烷基酚的含量为0.5％-3％。本发明合成的产物烷基酚醛树脂的分子量分布为1.4-1.8。本发明合成的产物烷基酚醛树脂的软化点为80～150℃。

本发明合成的产物烷基酚醛树脂中，包括以下所示的结构：

其中，R为氢或甲基。R₁为1-18个碳原子的烷基、5～18个碳原子的环烷基或6～18个碳原子的芳基。优选地，R₁为优选为4-9个碳原子的烷基。较优选地，R₁为叔丁基或特辛基。R₂、R₃、R₄、R₅分别为1-18个碳原子的烷基、5～18个碳原子的环烷基或6～18个碳原子的芳基。R₂、R₃、R₄、R₅基团可以是相同或不同的取代基。优选地，R₂、R₃、R₄、R₅分别为4-9个碳原子的烷基。