一種低粘度、高品質液體雙酚a型環氧樹脂的合成方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及環氧樹脂合成領域，特別是涉及一種低粘度、高品質液體雙酚A型環氧樹脂的合成方法。
【背景技術】
[0002]液體雙酚A型環氧樹脂是一種低毒、無色或呈淡黃色的粘稠流體，具有環氧值高、色澤淺、純度高、氯含量低等優點。與大部分樹脂相比，液體雙酚A型環氧樹脂固化物具有較高的黏結強度和較低的收縮率，尤其在機械強度、電絕緣性及耐化學藥品性上有突出的性能表現。目前雙酚A型環氧樹脂是眾多樹脂種類中產量和消費量最多的一種，其中液體雙酚A型環氧樹脂占58%。
[0003]液體雙酚A型環氧樹脂具有優良的物理機械性能、電絕緣性能、耐藥品性能和粘結性能，可以作為涂料、澆注料、模壓料、膠粘劑、層壓材料以直接或間接使用的形式滲透到從日常生活到高新技術領域的各個方面。例如:飛機、航天器中的復合材料、大規模集成電路的封裝材料、發電機的絕緣材料、鋼鐵和木材的涂料、機械土木建筑用的膠粘劑、乃至食品罐頭內壁涂層和金屬抗蝕電泳涂裝等都大量使用環氧樹脂。它已成為國民經濟發展中不可缺少的材料。它的產量和應用水平也可以從一個側面反映一個國家的工業技術的發達程度。
[0004]但是傳統的合成方法合成出的液體雙酚A型環氧樹脂普遍存在粘度高、可水解氯含量高、純度低的缺點。粘度高導致樹脂的流動性差，與固化劑不易均勻混合，有時不得不加入稀釋劑，低溫下甚至可能結晶，嚴重制約了液體雙酚A型環氧樹脂的使用范圍；可水解氯含量高限制了液體雙酚A型環氧樹脂在電子電器材料方面的應用；純度低則大大影響了產品整體品質，阻礙了液體雙酚A型環氧樹脂在高尖端產業中的應用。
[0005]
【發明內容】
[0006]基于此，有必要針對傳統的合成方法合成出的液體雙酚A型環氧樹脂普遍存在粘度高、可水解氯含量高、純度低的問題，提供一種粘度低、可水解氯含量低且純度高的低粘度、高品質液體雙酚A型環氧樹脂的合成方法。
[0007]—種低粘度、高品質液體雙酚A型環氧樹脂的合成方法，包括以下步驟:
在保護性氣體氛圍中，將質量比為0.81~4.1:1:0.005^0.1的環氧氯丙烷、雙酚A和助劑混合，加熱至30°C ~80°C，待所述雙酚A完全溶解后，加入所述雙酚A物質的量的0.03~0.29倍的堿，反應Γ5小時，得到反應液；
在40°C ~70°C，10kPa~100kPa，在所述反應液中加入所述雙酚A物質的量的1.48~1.82倍的堿，反應2~10小時，除去過量的環氧氯丙烷，得到混合物；
將所述混合物溶于溶劑中，水洗、分液，取有機層，在50°C ~100°C，在所述有機層中加入所述雙酚A物質的量的0.03~0.29倍的堿，反應0.5~5小時，再加入所述雙酚A質量的0.5%~10%的助劑和所述雙酚A物質的量的0.03~0.29倍的堿，反應0.5~5小時，得到反應混合液；及
將所述反應混合液分離純化后得到液體雙酚A型環氧樹脂。
[0008]在其中一個實施例中，所述助劑為水、乙二醇、丙三醇、丁酮、環己烷、環己酮、丙二醇甲醚、甲基異丁基酮、聚乙二醇、18-冠-6或芐基三甲基氯化銨。
[0009]在其中一個實施例中，所述保護性氣體為氮氣、氬氣、氦氣或氖氣。
[0010]在其中一個實施例中，所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀。
[0011]在其中一個實施例中，所述除去過量的環氧氯丙烷的方法為:在100°C ~200°C，2kPa~50kPa，減壓蒸餾除去過量的環氧氯丙烷。
[0012]在其中一個實施例中，所述將所述反應混合液分離純化后得到液體雙酚A型環氧樹脂的步驟中，所述分離純化的方法具體為:在50°C ~100°C，將所述反應混合液水洗至中性，分液，取有機層，在100°C ~200°C，2kPa~50kPa減壓蒸餾分離出溶劑，得到液體雙酚A型環氧樹脂。
[0013]在其中一個實施例中，所述溶劑為甲苯、甲基異丁基酮、環己烷或環己酮。
[0014]在其中一個實施例中，所述溶劑與所述雙酚A的質量比為1.0~5.0:1。
[0015]在其中一個實施例中，所述加熱至30°C ~80°C，加入所述雙酚A物質的量的0.03~0.29倍的堿的步驟具體為:加熱至30°C ~80°C，加入質量百分含量為20%?70%的堿的水溶液，所述堿的水溶液中堿的物質的量為所述雙酚物質的量的0.03~0.29倍的堿；
所述在所述反應液中加入所述雙酸A物質的量的1.48~1.82倍的堿步驟具體為:在所述反應液中加入質量百分含量為20%~70%的堿的水溶液，所述堿的水溶液中堿的質量為所述雙酚A物質的量的1.48~1.82倍。
[0016]在其中一個實施例中，所述在50°C ~100°C，在所述有機層中加入所述雙酚A物質的量的0.03~0.29倍的堿的步驟具體為:在50°C ~100°C，在所述有機層中加入質量百分含量為5%~50%的堿的水溶液，所述堿的水溶液中堿的物質的量為所述雙酚A物質的量的
0.03?0.29 倍；
所述再加入所述雙酚A質量的0.5%~10%的助劑和所述雙酚A質量的0.0Γ0.1倍的堿的步驟具體為:再加入所述雙酚Α質量的0.5%~10%的助劑和質量百分含量為5%~50%的堿的水溶液，所述堿的水溶液中堿的質量為所述雙酚A物質的量的0.03~0.29倍。
[0017]上述低粘度、高品質液體雙酚A型環氧樹脂的合成方法，通過加入一種助劑，能在體系中有效地將雙酚A、環氧氯丙烷和氫氧根離子聚集在一起，增加活化分子之間相互碰撞的機會，從而優化反應過程，提高反應活性，大大減少副反應的發生，在很大程度上減少了大分子聚合物以及廢聚物的產生，使得制得的液體雙酚A型環氧樹脂粘度低、可水解氯含量低且純度高。
[0018]
【附圖說明】
[0019]圖1為一實施方式的低粘度、高品質液體雙酚A型環氧樹脂的合成方法流程圖。【具體實施方式】
[0020]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似改進，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。
[0021]請參閱圖1，一實施方式的低粘度、高品質液體雙酚A型環氧樹脂的合成方法，包括以下步驟:
步驟S110、在保護性氣體氛圍中，將質量比為0.81~4.1:1:0.005~0.1的環氧氯丙烷、雙酚A和助劑混合，加熱至30°C ~80°C，待雙酚A完全溶解后，加入雙酚A物質的量的
0.03~0.29倍的堿，反應1~5小時，得到反應液。
[0022]其中，保護性氣體為氮氣、氬氣、氦氣或氖氣。
[0023]助劑為水、乙二醇、丙三醇、丁酮、環己烷、環己酮、丙二醇甲醚、甲基異丁基酮、聚乙二醇、18-冠-6或芐基三甲基氯化銨。
[0024]上述助劑價廉易得，無需對生產裝置進行改造即可進行生產，操作簡單易行。
[0025]其中，加熱至30°C ~80°C，加入雙酚A物質的量的0.03~0.29倍的堿的步驟具體為:加熱至30°C ~80°C，加入質量百分含量為20%?70%的堿的水溶液。其中，堿的水溶液中堿的物質的量為雙酚A物質的量的0.03~0.29倍。
[0026]因為上述反應體系為有機相，純的堿很難溶解，因此需要以溶液的形式加入。堿濃度太低，會帶入大量水到反應體系內，不利于反應過程，堿濃度過高難以達到，因此將堿濃度設定為20%~70%。
[0027]優選的，堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀。
[0028]步驟S120、在40°C ~70°C，10kPa~100kPa，在上述反應液中加入雙酚A物質的量的
1.48~1.82倍的堿，反應2~10小時，除去過量的環氧氯丙烷，得到混合物。
[0029]其中，在上述反應液中加入雙酚A物質的量的1.48~1.82倍的堿的步驟具體為:在上述反應液中加入質量百分含量為20%~70%的堿的水溶液。其中，堿的水溶液中堿的物質的量為雙酚A物質的量的1.48~1.82倍。
[0030]優選的，堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀。
[0031]在本實施方式中，除去過量的環氧氯丙烷的方法為:在100°C "200 V，2kPa~50kPa，減壓蒸餾除去過量的環氧氯丙烷。
[0032]可以理解，除去過量的環氧氯丙烷的方法不限于上述方法，能夠在上述體系中除去過量的環氧氯丙烷的方法均可以。
[0033]優選的，在步驟S120中，在上述反應液中加入雙酚A物質的量的1.48~1.82倍的堿，其中，堿以勻速滴加的方式加入。即在40°C ~70°C，10kPa~100kPa，往上述反應液中勻速滴加雙酚A物質的量的1.48~1.82倍的堿2~10小時，除去過量的環氧氯丙烷，得到混合物。
[0034]步驟S130、將上述混合物溶于溶劑中，水洗、分液，取有機層，在50°C ~100°C，在上述有機層中加入雙酚A物質的量的0.03~0.29倍的堿，反應0.5~5小時，再加入雙酚A質量的0.5%~10%的助劑和雙酚A物質的量的0.03~0.29倍的堿，反應0.5~5小時，得到反應混合液。