一种双酚A型环氧树脂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种双酚A型环氧树脂的制备方法，将双酚A、环氧氯丙烷、助剂按照双酚A和环氧氯丙烷的摩尔比为1:2-10，助剂为双酚A质量的0.05-5％，在氮气保护下，搅拌使其完全溶解；再向其中加入固体碱，加入的碱与双酚A的摩尔比为2-3:1，反应；过滤；将滤液静置分层，除去水层后减压蒸馏，得到产物。该制备方法简单、整个制备过程中产生的刺激性气味少、产生的废水相对现有技术大大减少，有利于环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双酚A型环氧树脂的制备方法。
技术介绍
双酚A型环氧树脂作为环氧树脂中最通用的代表品种，其固化物具备很多优良特性，如粘结强度高、收缩率低、耐化学品性和电绝缘性好等，在涂料、粘合剂、复合材料、纺织和建筑材料等国民经济各个领域有着广泛的应用。双酚A型环氧树脂其化学结构式为：式中n＝0～1.8为液体环氧树脂。在现有的技术中，利用双酚A(BPA)和环氧氯丙烷(ECH)生成双酚A型液体环氧树脂一般包括预反应、反应、精制、脱溶剂等过程。具体工艺为：第一步：BPA、过量的ECH和少量NaOH溶液，在45-65℃温度条件下进行预反应1-3h生成双酚A氯代醇体；第二步：在温度55-70℃和负压条件下，以一定流速加入NaOH溶液，进行反应，反应生成的水和体系中的ECH气体不断的被排出釜外，ECH气体经冷凝器冷凝回流到反应釜继续参与反应，直至反应结束，一般耗时2-6h。第三步：在负压条件下，蒸出水和过量ECH得到粗环氧树脂；第四步：在70-100℃温度条件下，第三次加入NaOH溶液，对粗环氧树脂进行精制反应，除去残存在粗树脂上的可水解氯，反应时间为1-3h。第五步：用有机溶剂进行萃取，并用水进行水洗至中性。第六步：在负压条件下脱除树脂中的有机溶剂得到产品。现有技术存在以下缺点：1.现有工艺过程共进行三次加碱反应，反应步骤多，时间长，工艺复杂。2.现有工艺采用液碱反应，碱的浓度在10-50％之间，含水量高；尤其后处理的水洗过程耗费大量的水，从而产生大量的废水，通常每生产1吨环氧树脂可产生废水1.84吨，易造成水污染。此外，在专利文献200410024371.X公开了一种一步加碱反应合成低分子双酚A型环氧树脂的合成工艺。其特征是将双酚A、环氧氯丙烷和极性溶剂混合，加热反应，反应结束后减压蒸馏出极性溶剂、水和过量的环氧氯丙烷，再加入甲苯等溶剂搅拌均匀后过滤脱盐，再脱溶剂。该反应虽然比较简单，但是过量的环氧氯丙烷与水和极性溶剂同时被蒸馏出来，分离可能比较困难。而且，因为后处理加入甲苯等有机溶剂，给生产过程带来危害，也使产品因为溶剂的微量残留带来气味。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的上述不足，目的在于提供一种工艺简单、环保、安全性高、易分离、废水产生量相对现有技术大大减少、整个制备过程中刺激性气味少，得到的产品质量符合现实要求的双酚A型环氧树脂的制备方法。本专利技术的技术方案在于提供一种双酚A型环氧树脂的制备方法，将双酚A、环氧氯丙烷、助剂按照双酚A和环氧氯丙烷的摩尔比为1:2-10，助剂为双酚A质量的0.05-5％，在氮气保护下，搅拌使其完全溶解；再向其中加入固体碱，加入的碱与双酚A的摩尔比为2-3:1，在常温至60℃反应；过滤；将滤液静置分层，除去水层后减压蒸馏，得到产物；其中，所述的助剂为四丁基溴化铵、四丁基硫酸氢铵、四丁基氯化铵、四乙基溴化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、卞基三甲基氯化铵、卞基三乙基氯化铵、甲基三辛基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、三烷基甲基氯化铵中的一种或几种。所述的碱优选为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或几种。所述反应时间优选为1-6h。减压蒸馏后优选进一步过滤，包装。减压蒸馏过程中的温度范围优选为80-95℃。较为优选的方案为：将双酚A、环氧氯丙烷、助剂按照双酚A和环氧氯丙烷的摩尔比为1:5，助剂苄基三乙基氯化铵为双酚A质量的1％，在氮气保护下，搅拌使其完全溶解；再向其中加入固体碱加入，加入的碱与双酚A的摩尔比为2.5:1，在40℃反应；过滤；将滤液静置分层，除去水层后减压蒸馏，得到产物。通过上述优选的方案，能够综合得到质量更高的产物，且产生废水量少，反应温度低，安全性高，控制平稳。本专利技术的有益效果：虽然双酚A型环氧树脂的制备在现有技术中的研究较多，属于一项较为成熟的工艺，但随着国家对废水排放标准的提高，以及工人对工作环境的要求越来越高，现有的工艺已经不能满足生产的要求，存在整个制备过程中刺激性气味大，工艺冗长，产生的废水大量排放等问题。且为了解决上述问题，现有技术也做了大量的探索，但均未获得好的效果，本专利技术的专利技术人经过大量的实验研究，通过综合控制制备过程中的步骤以及各个参数、助剂等，提供了一种工艺简单、环保、安全性高、易分离、废水产生量相对现有技术大大减少、整个制备过程中刺激性气味少，得到的产品质量符合现实要求的双酚A型环氧树脂的制备方法。本专利技术的制备方法简单，仅包括一次加碱反应，且本专利技术的整个反应过程中反应温度低，安全性高，控制平稳，在整个制备过程中，所产生的刺激性气味少，除了所需使用的反应原料以外，不使用其它有机溶剂，产物中也无有机溶剂的残留。不仅如此，本专利技术所产生的废水少，整个工艺过程中无外来水的加入，只有反应本身有少量水的产生，根据理论计算，生产一吨双酚A液体环氧树脂产生废水0.1059吨，有利于环保。具体实施方式以下实施例旨在进一步说明本专利技术，而不是限制本专利技术保护的范围。(1)反应：将双酚A和环氧氯丙烷按照摩尔比1:2-10的比例加入到反应釜中，加入双酚A质量的0.05-5％的助剂，在氮气保护下，搅拌使其完全溶解；将固体碱加入到反应釜中，碱与双酚A的摩尔比为2-3:1，在常温至60℃的条件下，反应1-6h；(2)过滤：将反应体系中形成的固体物质过滤掉；(3)分液：将经过过滤后的母液静置分层后，除掉水层；(4)脱环氧氯丙烷：在减压蒸馏的条件下，除去未反应的环氧氯丙烷，得到粗产品环氧树脂。(5)过滤，包装，得到产品。实施例表1由上述实施例1-5可知，本专利技术制备得到的双酚A型环氧树脂的质量符合当前市场要求，纯度较高，有机氯含量低，均能满足当前的使用要求。不仅如此，本专利技术相对传统工艺的废水量大大减少，传统工艺产生的废水量差不多为1.84吨/吨产品，而本专利技术的制备方法产生的废水量最多为0.1059吨/吨产品。且实施例1-5的整个制备过程中所产生的刺激性气味很少，工人的工作环境较好。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双酚A型环氧树脂的制备方法，其特征在于，将双酚A、环氧氯丙烷、助剂按照双酚A和环氧氯丙烷的摩尔比为1:2‑10，助剂为双酚A质量的0.05‑5％，在氮气保护下，搅拌使其完全溶解；再向其中加入固体碱，加入的碱与双酚A的摩尔比为2‑3:1，在常温至60℃反应；过滤；将滤液静置分层，除去水层后减压蒸馏，得到产物；其中，所述的助剂为四丁基溴化铵、四丁基硫酸氢铵、四丁基氯化铵、四乙基溴化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、卞基三甲基氯化铵、卞基三乙基氯化铵、甲基三辛基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、三烷基甲基氯化铵中的一种或几种。

【技术特征摘要】
1.一种双酚A型环氧树脂的制备方法，其特征在于，将双酚A、环氧氯丙烷、助剂按照双酚A和环氧氯丙烷的摩尔比为1:2-10，助剂为双酚A质量的0.05-5％，在氮气保护下，搅拌使其完全溶解；再向其中加入固体碱，加入的碱与双酚A的摩尔比为2-3:1，在常温至60℃反应；过滤；将滤液静置分层，除去水层后减压蒸馏，得到产物；其中，所述的助剂为四丁基溴化铵、四丁基硫酸氢铵、四丁基氯化铵、四乙基溴化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、卞基三甲基氯化铵、卞基三乙基氯化铵、甲基三辛基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、三烷基甲基氯化铵中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新龙，李婧婧，周江明，邓海波，翟秋霞，徐玉霞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11