[发明专利]一种低酚的烷基酚-甲醛树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种低酚的烷基酚‑甲醛树脂的制备方法，包括：在酸性条件下，投入一定比例的烷基酚、反应性改性剂，在90‑100℃下，反应一段时间后，升温至100‑110℃，逐步加入甲醛，加入完成后，升温至140‑160℃蒸出多余的水分后，抽取真空后，加入非反应性改性剂，最后加入终止剂终止反应，得到所述低酚的烷基酚‑甲醛树脂。所述树脂具有游离酚较低的特点，游离酚含量小于0.1％。所述烷基酚‑甲醛树脂可以应用于橡胶轮胎领域。

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种低酚的烷基酚-酚醛树脂及其制备方法和应用。

背景技术

烷基酚-酚醛树脂作为增粘树脂使用在橡胶轮胎领域，是一种不可或缺的添加剂。但是由于合成烷基酚-酚醛树脂的原料中的烷基酚的沸点较高(如对特辛基苯酚，其沸点为270℃)，工业上采用物理抽取的方法较为困难，如IP11-349655采用超临界来降低游离酚，但是这在工业上一般较难实现；一般采用化学改性的方法来降低，如专利CN1863832A、CN100494241C中，将烷基酚与甲醛的比例提高后，消耗更多的烷基酚，然后加入饱和脂肪酸来调节样品的软化点。同样的，专利CN103910839B，也是在提高甲醛利用量上，但是最后加入硬脂酰胺进行软化点的调节。两种方法可以制备游离酚小于1％的烷基酚-甲醛树脂。

含有双键类物质在酸性条件下与芳环发生烷基化反应，基于此，可以将多余的酚通过反应进行消耗，且不提高原有的酚醛比。同时，需要注意的是，反应后得到的树脂的软化点较高，一般不利于在橡胶加工中的利用，所以需要添加非反应性单体进行调节。

环烷油作为橡胶中常用的填充油，是一种常用橡胶轮胎的加工助剂，尤其用在胎侧以及胎面的加工过程中，用以改善轮胎的加工性能，同时可以提升橡胶轮胎的撕裂性能，是一种绿色的加工助剂。市售环烷油成分较为复杂，包含五元环、六元环或者杂环的结构，一般用40℃的运动粘度来表征其性能，常用环烷油的特性粘度为6-65m³/s。

现有技术，如CN1863832A、CN100494241C中所提到的方法为提高酚醛比来消耗掉多余的烷基酚，然后加入脂肪酸或者烯烃单酸来调节软化点，从而达到降低游离酚的目的，其游离酚普遍低于2％，在其实施例中游离酚含量最低低于1％；本发明相较于上述的方法的优势在于，在不提高酚醛比的前提下加入反应物进行降低游离酚，降低甲醛的使用量的同时达到降低游离酚的目的，特别地，本发明制备的树脂的游离酚低于0.1％，相较于上述方法具有明显的降低游离酚的效果。

发明内容

本发明采用反应性单体和非反应性单体，对烷基酚-甲醛树脂进行改性，可以达到降低游离烷基酚的目的，使烷基酚的含量可以下降至小于0.1％。相较于现有技术的方法，本发明方法可以得到游离酚含量更加低的烷基酚-甲醛树脂。同时，本发明烷基酚-甲醛树脂作为增粘树脂，可以改善橡胶的加工性能。

本发明提出了一种低酚的烷基酚-甲醛树脂的制备方法，在催化剂存在的条件下，烷基酚和甲醛反应制备得到烷基酚-甲醛树脂，通过反应性改性剂和非反应性改性剂对其进行改性，制备得到所述低酚的烷基酚-甲醛树脂。

本发明提出了一种低酚的烷基酚-甲醛树脂的制备方法，向反应釜中加入催化剂、烷基酚以及反应性改性剂进行烷化反应，然后加入甲醛进行缩聚，随后进行蒸馏反应蒸出多余的水分；抽取真空后，加入非反应性改性剂，一定时间后，加入终止剂终止反应，得到所述的低酚的烷基酚-甲醛树脂。

本发明的低酚的烷基酚-甲醛树脂的制备方法，具体包括以下步骤：

在催化剂的作用下，烷基酚与反应性改性剂在90-100℃下先进行烷化反应，一段时间后，在100-110℃条件下，与甲醛进行缩聚，然后升温至140-160℃进行蒸馏反应蒸出多余的水分，抽取真空后，加入非反应性改性剂，一定时间后，加入终止剂终止反应，得到所述的低酚的烷基酚-甲醛树脂。

其中，所述抽取真空的条件为真空度为-0.05MPa。