[发明专利]一种改性酚醛树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及酚醛树脂领域，具体涉及一种改性酚醛树脂的制备方法。

背景技术

腰果酚（Cardanol）是一种从天然腰果壳油中经先进技术提炼而成，可以代替或者部分代替苯酚用于制造环氧固化剂、液体酚醛树脂、液体或者粉末状的热固性酚醛树脂。由于其属于可再生资源且原料来源广，得到了广泛的应用，其中一个重要应用是通过腰果酚改性酚醛树脂生产覆铜板，如中国专利文献CN102408672A公开了一种腰果酚改性酚醛树脂的生产方法，通过将苯酚、腰果酚、甲醛、三乙胺和氨水加入反应釜中反应等步骤制成改性酚醛树脂，最终制得的覆铜板具有很好的柔韧性；中国专利文献CN101591418A公开了一种改性酚醛树脂的生产方法，采用腰果酚，配合环氧化植物油改性酚醛树脂，制得的覆铜板具有柔韧性好、吸水性低等优点；中国专利文献CN102336879A公开了一种纸基覆铜板用酚醛树脂的制备方法，采用双酚A、环氧大豆油、腰果酚和苯酚、甲醛及相应的催化剂制得酚醛树脂，制得的覆铜板具有柔韧性好、吸水性低、受潮后电气绝缘性高、制造成本低等优点。上述方法生产的改性腰果酚树脂在覆铜板行业应用广泛，但由于上述方法生产的改性腰果酚树脂水溶性差，无法应用到喷涂行业中。

中国专利文献CN101768326A公开了一种改性酚醛树脂的制备及其应用，将酚（选自苯酚、腰果酚和工业酚）、甲醛、尿素在碱性催化剂，85-95℃，pH=8-9下发生缩聚反应，反应完毕后调pH至6.5-7.0，然后在真空条件下，将上述缩聚反应物真空脱水，使其固含量在80-85wt%，降至常温，调节粘度至2.0-3.0Pa.s，最后加入表面活性剂和发泡剂，搅拌，放料，包装。在使用该改性酚醛树脂时，还需加入复合固化剂与其混合，用喷枪喷到被涂保温物体上，发泡成型。该方法制备的改性酚醛树脂虽然能够用于喷涂行业，但是水溶性差，使用时还需要与另一种复合固化剂按一定比例混合，不利于现场施工，并且制备工艺复杂，成本也较高。另一方面，现有技术中通过苯酚磺化制备的酚醛树脂，用于喷涂时存在脆性大、强度低的缺点，原因之一是在较高温度磺化的同时也加入甲醛，由于温度太高，聚合能大，羟甲基化不完全的情况下就会进行下一步缩合，容易导致反应不完全而被终止；原因之二是因为酚类和醛类的反应速率比磺化反应速率要快，在相同温度下加入磺化剂和甲醛，会导致磺化反应不完全，进而影响酚醛树脂的性能。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是现有技术中利用腰果酚生产的改性酚醛树脂水溶性差，不利于现场施工，且制备工艺复杂、成本高。

本发明所要解决的第二个技术问题是现有技术中现有技术中通过苯酚磺化制备的酚醛树脂，用于喷涂时存在脆性大、强度低的缺点。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种改性酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：

（a）将苯酚、腰果酚和磺化剂混合，在碱性条件下，升温到80-95℃反应1-3h，然后降温到50-60℃，加入甲醛反应1-3h，即得到混合物A；

（b）将木质素和甲醛混合，在碱性条件下，升温到50-100℃，恒温3-5h得到混合物B，即羟甲基化木质素；

（c）将混合物A和B混合，控制温度在70-90℃，恒温1h以上，即得改性酚醛树脂。

所述磺化剂为三氧化硫，浓硫酸，氯磺酸，亚硫酸钠，亚硫酸氢钠中的一种或多种。

所述步骤（a）中苯酚，腰果酚，磺化剂和甲醛的质量比为100：5-30：4-20：38-137。

所述步骤（b）中木质素和甲醛的质量比为100：150-350。

所述步骤（c）中混合物A和混合物B以1:7-9的质量比混合。

所述混合物A中酚含量不大于3%。

所述步骤（a）中，调节pH至8-9，缓慢升温至80-95℃。

所述步骤（b）中，调节pH至8-9，缓慢升温至70-75℃。

所述磺化剂为氯磺酸和浓硫酸。

将改性酚醛树脂加水调节粘度至4-100Mpa.s。

与现有技术相比，本发明所述的技术方案具有如下优点：

1.本发明所述改性酚醛树脂的制备方法，步骤（a）中通过磺化反应在腰果酚分子中引入磺酸基，提高改性酚醛树脂的水溶性，可以加水调节改性酚醛树脂到较低粘度，用于喷涂行业，拓宽了腰果酚的应用领域，解决了现有技术中腰果酚改性酚醛树脂水溶性差，不利于现场施工的问题。