一種酚醛樹(shù)脂的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種酚醛樹(shù)脂的合成方法，該方法包括原料混合、配制催化劑、合成、萃取與蒸餾等步驟。本發(fā)明使用微通道反應(yīng)器在傳熱過(guò)程得到強(qiáng)化，很好地解決了傳質(zhì)問(wèn)題，大大減少物料的浪費(fèi)，也節(jié)省了后續(xù)的處理成本。微通道反應(yīng)器的工業(yè)放大采用并行操作的“數(shù)量放大”方式，實(shí)現(xiàn)了從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的直接放大，使實(shí)際生產(chǎn)更加靈活。它打開(kāi)了新時(shí)代高效化學(xué)研發(fā)和生產(chǎn)的窗口，使現(xiàn)代化工向著更為綠色、安全、高效的方向發(fā)展。
【專利說(shuō)明】一種酚醛樹(shù)脂的合成方法 【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)高分子化合物合成【技術(shù)領(lǐng)域】。更具體地，本發(fā)明涉及一種酚醛樹(shù) 脂的合成方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 通常，將酚類化合物與醛類化合物縮聚而成的樹(shù)脂稱為酚醛樹(shù)脂，其中由苯酚與 甲醛縮聚而得到的酚醛樹(shù)脂最為重要。酚醛樹(shù)脂原料易得，成本低廉，產(chǎn)量大；經(jīng)固化后的 產(chǎn)品具有良好的耐熱性能和力學(xué)性能，且性能穩(wěn)定。因此，作為當(dāng)今最重要的合成樹(shù)脂之 一，酚醛樹(shù)脂在汽車、電子、電氣、交通、軍事等許多領(lǐng)域逐步取代了工程塑料和一些金屬及 合金材料而占據(jù)主導(dǎo)地位，獲得廣泛的應(yīng)用。
[0003] 通常熱塑性酚醛樹(shù)脂（PhenolNovolac，簡(jiǎn)稱PN)，也稱線型酚醛樹(shù)脂的傳統(tǒng)工 藝是將一定比例的苯酚與甲醛在酸性條件下反應(yīng)，合成的樹(shù)脂是熱塑性或少量支化的縮聚 物；在CN100564417C、CN1175597A，特開(kāi)平1-105243及特開(kāi)平6-41262中采用的是這種方 案。然而，現(xiàn)有這種工藝一方面是會(huì)產(chǎn)生大量的含酚廢水，另一方面是反應(yīng)物中未反應(yīng)的原 料需要進(jìn)一步處理。這種合成方法工序復(fù)雜，樹(shù)脂的收率低，這樣不僅增加了生產(chǎn)成本，還 將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。
[0004] 微反應(yīng)器技術(shù)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的一門新興技術(shù)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)反應(yīng) 器具有極大的優(yōu)勢(shì)。微反應(yīng)器最初是指一種用于催化劑評(píng)價(jià)和動(dòng)力學(xué)研究的小型管 式反應(yīng)器，其尺寸約為l〇mm，隨著應(yīng)用于電路集成的微制造技術(shù)逐漸推廣，微反應(yīng)器 在1996年前后應(yīng)用于各種化學(xué)領(lǐng)域，Lerous和Ehrfeld等人（LerousJJ,HaroldM P,RyleyJ,etal.MicrofabricatedMinichemicalSystems:TechnicalFeasibiIity. In:EhrfeIdWMicro-system-Technol.ForChem.AndBiol.Microreactors. Weinheim:VerlagChemie，1996,51 ?69;EhrfeldW，HesselV，MoKH，etal.Potential andRealizationofMicroreactors.In:Ehrfeldff.MicrosystemTechnol.ForChem.and Biol.Microreactors·Weinheim:VerlagChemie, 1996,I?28.)撰文系統(tǒng)闡述了微反應(yīng)器 在化學(xué)工程領(lǐng)域的應(yīng)用原理及其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。其具有優(yōu)異的傳質(zhì)傳熱效率，在線反應(yīng)量少，提 高了危險(xiǎn)的化學(xué)反應(yīng)的安全性，對(duì)于易放熱反應(yīng)具有極大的安全性；易放大，易縮短研發(fā)周 期，對(duì)于小試的研究成果可以直接放大生產(chǎn)，沒(méi)有放大效應(yīng)，這樣節(jié)約了研究放大反應(yīng)所需 的時(shí)間和成本；連續(xù)反應(yīng)代替了間歇反應(yīng)，反應(yīng)的條件易控制，對(duì)于較復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，副 產(chǎn)物較多的反應(yīng)有很大的優(yōu)勢(shì)，提高了反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性。
[0005] 微通道反應(yīng)器其比表面積極大，具有極大（高）的換熱和傳質(zhì)效率，不僅可以精確 地控制反應(yīng)系統(tǒng)溫度，而且可使反應(yīng)原料按精確的配比瞬間混合。
[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種微通道反應(yīng)技術(shù)，以解決酚醛樹(shù)脂合成 過(guò)程中存在的問(wèn)題。使反應(yīng)副產(chǎn)物較少，提高反應(yīng)收率，降低操作難度；提高操作的安全性， 采用一種工藝簡(jiǎn)單且收率高的方案合成酚醛樹(shù)脂。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0007] [要解決的技術(shù)問(wèn)題]
[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種酚醛樹(shù)脂的合成方法。
[0009] [技術(shù)方案]
[0010] 本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0011] 本發(fā)明涉及一種酚醛樹(shù)脂的合成方法。
[0012] 該合成方法的步驟如下：
[0013] A、原料混合
[0014] 在惰性氣氛與溫度10?100°C的條件下，讓下述通式（I)酚化合物與醛化合物按 照摩爾比1. 〇:〇. 5?5. 0混合均勻，得到一種混合溶液：
[0015]
[0016] 式中：
【權(quán)利要求】
1. 一種酚醛樹(shù)脂的合成方法，其特征在于該合成方法的步驟如下： A、 原料混合 在惰性氣氛與溫度10?l〇〇°C的條件下，讓下述通式（I)酚化合物與醛化合物按照摩 爾比1. 0:0. 5?5. 0混合均勻，得到一種混合溶液：
式中： Rp R2、R3，相同或不同，彼此獨(dú)自代表氫、直鏈或支鏈（C1-C 4)烷基或（C1-C4)烷氧基； B、 配制催化劑 在溫度10?l〇〇°C的條件下配制濃度為以重量計(jì)1 %?20%的催化劑水溶液，所述的 催化劑是一種或多種選自磷酸、草酸、乙酸、鹽酸、硫酸或?qū)妆交撬岬拇呋瘎? C、 合成 步驟A得到的混合溶液泵入到預(yù)熱器中預(yù)熱達(dá)到30?150°C ;步驟B得到的催化劑溶 液泵入到預(yù)熱器中預(yù)熱達(dá)到30?90°C ; 然后，按照催化劑溶液中的溶質(zhì)與通式（I)酚化合物的質(zhì)量比為1:0.001?0.5,將 催化劑溶液與所述的混合溶液泵入到微通道反應(yīng)器中，在惰性氣氛保護(hù)下，在常壓與溫度 10?200°C的條件下反應(yīng)10?1000s，得到一種反應(yīng)混合物； D、 萃取與蒸餾 按照所述反應(yīng)混合物與萃取劑的體積比為1:3?5,將步驟C得到的反應(yīng)混合物與萃取 劑泵入到微混合器中，混合均勻，在溫度10?200°C的條件下進(jìn)行萃取100?500s ;洗滌， 接著進(jìn)行蒸餾，得到的蒸餾物是所述的酚醛樹(shù)脂。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于在步驟A中，所述的（C1-C4)烷基或 (C1-C4)燒氧基是甲基、乙基、n_丙燒基、異丙基、n_ 丁基、2_ 丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、 n-丙氧基、異丙氧基、n_ 丁氧基或2- 丁氧基。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于在步驟A中，所述的醛是一種或多種選 自甲醛、多聚甲醛、三氧雜環(huán)己烷、四氧雜環(huán)己烷、苯甲醛、水楊醛、對(duì)羥基苯甲醛或?qū)Ρ蕉?甲醛的醛。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于在步驟A中，所述的惰性氣氛是氮?dú)饣?氦氣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于所述的微混合器的通道直徑為0. 01? 5mm〇 〇
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于所述的微通道反應(yīng)器與微混合器的通 道直徑為0? 01?5mm，長(zhǎng)度30?3000mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于在步驟C中，所述的萃取劑是一種或多 種選自丙酮、2- 丁酮、2-戊酮、3-戊酮、二乙酮、甲基乙基酮、正丙醇、二甲基亞砜、正丙醇或 甲基異丁基甲酮的萃取劑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于所述的萃取設(shè)備是離心萃取機(jī)、混合 澄清槽或萃取塔。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于所述的洗滌是用去離子水按照萃取液 與水的體積比1:2?5進(jìn)行洗滌。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的合成方法，其特征在于得到的洗滌物在溫度60?180°C與 壓力0? 001?0? OlMPa的條件下進(jìn)行蒸餾20?200min。
【文檔編號(hào)】C08G8/12GK104327227SQ201410658086
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】辛昭, 趙楊鋒, 張瑋, 韓肖慧 申請(qǐng)人:西安元?jiǎng)?chuàng)化工科技股份有限公司