[发明专利]一种高邻位的水性酚醛树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高邻位的水性酚醛树脂及其制备方法，制备方法包括以下步骤：(1)将苯酚加热；(2)将温度逐渐升高并同时加入部分催化剂，并同时升温，然后保温反应；(3)滴加部分甲醛，同时升温，然后保温反应，再加入剩余部分的催化剂，同时升温；(4)保温反应，然后加入剩余部分的甲醛同时升温，然后保温反应，终止反应并降温，在搅拌下进行减压脱水，得到目标产物；催化剂为碱金属氢或碱土金属氢氧化物催化剂。与现有技术相比，本发明探究了一价和二价金属氢氧化物对制得高邻位水性酚醛树脂的影响规律，确定了制备高邻位水性酚醛树脂的最佳催化剂，尽量避免水性酚醛树脂在贮存过程中的自缩聚成交联体型网状结构，黏度增大而不溶不熔。

技术领域

本发明涉及水性酚醛树脂技术领域，尤其是涉及一种高邻位的水性酚醛树脂及其制备方法。

背景技术

酚醛树脂作为三大热固性树脂之一，是由酚类化合物与醛类化合物缩合而成的一类树脂的统称，是人类最早合成的一种树脂，具有高分子化合物的一些基本特点，其中最为常见的一种是由苯酚和甲醛缩聚而成。由于价格低廉，综合性能好，酚醛树脂自问世以来就在电器、机械、化工、交通运输等众多领域被广泛使用，是公认的高性能工程材料。在不同条件下可分别制成线型、支链型、交联型酚醛树脂，当树脂处于线型、支链型结构状态，具有可溶可熔、可流动，当其转变为交联结构状态时就固化定性，且不溶不熔。热固性树脂可根据用来生产它们的化合物的性质来分类。这包括很宽范围的树脂材料，诸如丙烯酸树脂、醇酸树脂、氨基树脂、双马来酰亚胺、环氧树脂、呋喃树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺、不饱和聚酯、聚氨酯和乙烯酯类。新材料在不断开发中，诸如氰酸酯、硅树脂和芳香族树脂。在聚合物网络形成过程中，起始分子(单体、预聚物)首先形成“树状结构”，然后在反应进程中连接，变得越来越紧密，这种树脂分子量较大水溶性不佳；线性酚醛树脂属于线性聚合物是由大分子主链构成，不存在侧链，预聚物常常具有较短的链结构，是为生产热固性树脂而贮存的中间体，这类树脂属于低相对分子质量的水溶性酚醛树脂。制备出具有高邻位的水性酚醛树脂就成为了关注的焦点和亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高邻位的水性酚醛树脂及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明第一方面提供一种高邻位的水性酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将苯酚加热熔融；

(2)将温度逐渐升高并同时加入部分催化剂，直至温度升高至第一反应温度催化剂加毕，保温反应；

(3)滴加部分甲醛，同时升温至第二反应温度，保温反应，然后加入剩余部分的催化剂，同时升温到第三反应温度；

(4)在第三反应温度保温反应，加入剩余部分的甲醛同时升温到第四反应温度并保温反应，终止反应待降温到第五反应温度以下，在搅拌下进行减压脱水，得到所述的高邻位的水性酚醛树脂；

所述的催化剂为碱金属氢氧化物催化剂或碱土金属氢氧化物催化剂。

优选地，所述的碱金属氢氧化物催化剂包括LiOH、NaOH或KOH；所述的碱土金属氢氧化物催化剂包括Mg(OH)₂、Ca(OH)₂或Ba(OH)₂。

进一步优选地，所述的催化剂为Ba(OH)₂。

优选地，所述的苯酚与全部甲醛的摩尔比为1:1.5～1:2.5。

优选地，步骤(3)中加入的部分甲醛为甲醛总量的75～85％。进一步优选步骤(3)中加入的部分甲醛为甲醛总量的80％

优选地，步骤(3)中，加入甲醛后体系进行冷水回流。