[发明专利]球形呋喃树脂粒子的制备方法

说明书

本发明涉及球形呋喃树脂粒子及其制备方法，上述球形呋喃树脂粒子通过少量使用尿素，从而能够显著减少醛类的使用量，不限制所使用的酸的pKa，并且使用便于处理的低分子量的有机酸来进行制备，而不使用包含无机酸或苯环的有机酸来进行制备。

技术领域

本发明涉及球形呋喃树脂粒子的制备方法，更详细地，涉及基于利用呋喃甲醇、醛类、尿素的三种混合的球形呋喃树脂粒子的制备方法和由此获得的球形呋喃树脂。

背景技术

呋喃树脂(furan resin)是指，可以从糠醛(furfural)或呋喃甲醇(furfurylalcohol)中获得的苯酚糠醛树脂、糠醛丙酮树脂、呋喃甲醇树脂等。糠醛(furfural)为最近广泛使用为精细化工中间体物质、溶剂及特殊用途的树脂原料物质等的非常有用的通用性化学物质。糠醛为在作为环结构的呋喃环中加上醛基CHO的芳香族醛，其化学式为C₅H₄O₂，并且也被称为呋喃-2-甲醛(furan-2-carbaldehyde)或-呋喃醛糠醛。

呋喃树脂(furan resin：糠醛树脂，呋喃甲醇树脂)作为含有呋喃环的热固性塑料，在外观上为液体，但因热而被固化，从而被使用为耐水性粘结剂。例如，若与丁腈橡胶进行组合，则可以获得柔韧的呋喃树脂，对油、酸、碱、溶剂呈现出耐久力卓越的性质，若与环氧树脂一同进行粘结用涂装，则可以相互补充对方的缺点，并且，可以获得在呋喃树脂的耐蚀性、耐热性、环氧树脂的粘结性及变形上具有卓越的特性的原材料。

并且，若在石墨产品浸渍呋喃甲醇后，在1000℃以上的条件下实现碳化，则成为渗透性低的产品，而这是呋喃树脂的特殊用例。在工业上所制备的有苯酚-糠醛树脂和呋喃甲醇树脂两种，前者是在碱催化剂的存在条件下对苯酚(phenol)和糠醛(furfural)进行加热来制备，并在生成树脂中添加木粉、六亚甲基四胺来使用为成型材料。后者是在酸催化剂的存在条件下对呋喃甲醇溶液进行加热来合成液相的初始缩合物，并在使用时重新添加酸催化剂来实施固化。

呋喃树脂的各种配合物使用酸催化剂，并在比较低温的条件下进行加热来制备出中间体，最终在高温条件下实现加热固化。由于耐酸耐碱性优秀，因而利用树脂水泥对玻璃纤维进行增强，从而被使用于使用酸碱的反应容器或涂刷于储存槽的内侧的里料。作为呋喃甲醇(furfuryl alcohol)的初始缩合物的粘度低的呋喃树脂溶解于醇，粘度高的呋喃树脂的一部分溶解于醇，并溶解于乙酸乙酯、丙酮、芳香族碳化氢、糠醛及呋喃甲醇，并且，若制成中性，则即使长时间保管也非常稳定。若在此添加酸，则获得不溶性的固化树脂，并且，通过酸的种类或添加量，还可以实现常温固化。固化树脂虽然耐于酸、碱、有机溶剂等，但因在凝固的过程中变弱，因此，在制成成型品的情况下，需要并用适当的填充材料或增强材料来使用。在使用强酸作为固化剂的情况下，需要选择填充材料，并且，由于炭黑、石棉、硅藻土、玻璃纤维等不会被酸所侵蚀，因而不具有大碍，但无法使用木粉(锯末)、织物、纸物等。由于呋喃甲醇的初始缩合物与多种增塑剂、热塑性、热固性树脂、天然树脂、合成橡胶、沥青等之间的相容性丰富，因而也实施改性来使用。

就呋喃树脂而言，若在酸催化剂的存在条件下对通过糠醛的氢添加来获得的呋喃甲醇进行加热，则制备出耐药性优秀的热固性呋喃树脂。现有的日本公开专利公报第2011-157463号公开了单独适用呋喃甲醇来在保护阿胶质的存在条件下,利用pKa小于1.5的烷基苯磺酸等酸催化剂来实现自缩合反应，从而制备球状的呋喃甲醇树脂粒子的方法，虽然排除了醛类的使用，但存在需要限制所使用的酸催化剂的pKa的问题。

并且，日本公开专利公报第2011-157464号公开了在保护阿胶质的存在条件下针对呋喃甲醇及醛类利用烷基苯磺酸等酸催化剂来制备球状的呋喃-醛树脂粒子的方法，日本公开专利公报第2013-035781号公开了针对可以在催化剂及保护胶体的存在条件下使呋喃甲醇及醛类发生反应来获得的球状呋喃树脂粒子实施碳化后形成的球状活性碳粒子，但这存在过量使用对眼睛、呼吸器官、皮肤带来刺激等对人体有害的醛类的缺点。