[发明专利]一种零废水排放的热固性酚醛树脂制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种酚醛树脂的制备方法，具体的说是一种零废水排放的热固性酚醛树脂制备方法。

背景技术

酚醛树脂phenolic resin简称PF，是最早工业化的合成树脂。酚醛树脂作为三大热固性树脂之一，应用面广、量大，发展历史悠久。酚醛树脂最重要的特征有二：一是耐高温性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。正因为这个原因，酚醛树脂才被应用于一些高温领域，例如耐火材料，摩擦材料和铸造行业。二是具有一定的粘结强度，它的另一个重要的应用领域就是作为胶粘剂，在航空航天、军工器械、汽车电子、交通运输、建材化工、采矿等国民经济各个重要领域具有不可替代的重要作用。

酚醛树脂是用酚类和醛类通过缩合聚合制备的一类聚合物，通过采用不同的酚和醛及其二者不同配比、不同催化剂和不同反应工艺，可制得不同性质和用途的酚醛树脂产品。

在传统的酚醛树脂生产过程中，均采用苯酚及质量分数为37%左右的甲醛水溶液作为反应单体。由于这种甲醛溶液中含有大量的水分，而酚醛的缩聚反应中也会产生一定量的水，为促进缩聚反应的进行必须脱除这些水。这样在酚醛树脂的生产中就不可避免的生成大量的工业废水。据统计，生产1吨的热固性酚醛树脂要产生500-600公斤的废水，而且这种废水中有害成分及其含量是非常惊人的。其中，酚含量和COD两项指标通常都会超过国家允许排放标准的数万部和数千倍。由于含酚量太高，对环境影响非常严重，处理难度也很高。

纵观酚醛树脂的各种处理方法，不论是化学萃取法、化学转化法、生物氧化法、生物降解法，还是吸收法、电解法等，虽然各有千秋，但都是就废治废，对低浓度含酚废水还是有效果的，但对于酚醛树脂生产排出的高浓度含酚废水，很不理想。在环保要求日益增强的今天，废水的处理与否，处理的效果与成本已经成为决定企业生存的关键，成为扼制酚醛树脂企业发展的瓶颈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出零废水排放的热固性酚醛树脂制备方法，可以实现酚醛树脂生产的零废水排放，且能保证酚醛树脂本身的性能不降低。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种零废水排放的热固性酚醛树脂制备方法，按以下步骤进行：

㈠按摩尔比1:1.0-2.0分别称取酚和固体醛，按碱与酚的质量比为0.5-4:100称取碱；

㈡将酚、碱和固体醛混合，再加入适量的水，升温至80-90℃，其中所述适量的水为醛总加入重量的0.5-2.5倍；

㈢将步骤㈡的混合物维持80-90℃反应，至水浊比达标，减压脱水；

㈣在步骤㈢减压脱水过程中，检测反应物的粘度达到要求时，停止脱水，得热固性酚醛树脂。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的零废水排放的热固性酚醛树脂制备方法，步骤㈢中，反应温度为83-88℃。

前述的零废水排放的热固性酚醛树脂制备方法，酚和固体醛的摩尔比为1:1.3-1.8。

前述的零废水排放的热固性酚醛树脂制备方法，水浊比为2.0-2.4。

前述的零废水排放的热固性酚醛树脂制备方法，粘度为800-2000mPa.s。

前述的零废水排放的热固性酚醛树脂制备方法，酚选自苯酚、甲酚、二甲酚、壬基苯酚、双酚A、双酚F、间苯二酚或腰果酚中的一种或多种的混合。

前述的零废水排放的热固性酚醛树脂制备方法，固体醛选自甲醛、乙醛或丁醛的固体聚合物中的一种或多种的混合物，及上述一种或多种醛的悬浊液。

前述的零废水排放的热固性酚醛树脂制备方法，碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、氨水中的一种或多种的混合。

本发明的有益效果是：本发明以固体醛类为原料生产酚醛树脂，采用固体醛类替代常用的醛类溶液，例如使用固体甲醛替代常用的37%甲醛溶液，从而实现了酚醛树脂生产的“零废水排放”，突破了困扰行业发展的环保瓶颈，在实现节能减排环保要求的同时，依然保持了酚醛树脂本身的性能不降低。我国酚醛树脂产量已经达到70万吨，而且全部采用甲醛溶液的生产工艺，若采用本发明工艺，每年仅高含酚废水的排放量就可减少35万吨，其环保意义巨大。本发明的具体性能如下表1所示：

表1  本发明的性能

具体实施方式

实施例1

本实施例是一种零废水排放的热固性酚醛树脂制备方法，具体工艺为：