雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的合成工藝

1、 雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的合成工藝一. 雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的生成反應(yīng)1.合成方法概述雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂是由雙酚A（簡(jiǎn)稱(chēng)DPP）與環(huán)氧氯丙烷（簡(jiǎn)稱(chēng)ECH）在氫氧化鈉催化下制得的。研究結(jié)果表明，這種樹(shù)脂實(shí)質(zhì)上由低分子量的二環(huán)氧甘油醚及雙酚A與部分高分子量聚合物一起組成。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，環(huán)氧氯丙烷：雙酚A的摩爾比為1:2時(shí)，二環(huán)氧甘油醚的產(chǎn)率低于10%，因此實(shí)際上環(huán)氧氯丙烷的用量為化學(xué)計(jì)量的23倍。制法：1液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的合成方法有兩種：一步法和兩步法。不僅環(huán)氧值偏低，而且溶解性很差，甚至反應(yīng)中會(huì)凝鍋。 兩步法（國(guó)外稱(chēng)advancement法）工藝是將低分子量液態(tài)E型環(huán)氧樹(shù)脂和雙酚A加熱溶解后，在高

2、溫或催化劑作用下進(jìn)行加成反應(yīng)，不斷擴(kuò)鏈，最后形成高分子量的固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂，如E10、E06、E 03等都采用此方法合成。雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂有低分子量（軟化點(diǎn)小于50）、中等分子量（軟化點(diǎn)509）和高分子量（軟化點(diǎn)大于100）3種。兩步法工藝國(guó)內(nèi)有兩種方法。兩步法的優(yōu)點(diǎn)是：反應(yīng)時(shí)間短；操作穩(wěn)定，溫度波動(dòng)小，易于控制；加堿時(shí)間短，可避免環(huán)氧氯丙烷大量水解；產(chǎn)品質(zhì)量好而且穩(wěn)定，產(chǎn)率高?？s聚反應(yīng)完成后，用熱水反復(fù)洗滌至中性。再經(jīng)常壓脫水至110，減壓脫水至140（真空度.087MPa），便可放料裝盤(pán)，冷卻至室溫，即得產(chǎn)品。催化聚合法是將液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂和雙酚A在反應(yīng)釜中加熱至80120使其溶解，然后加

3、入催化劑使之發(fā)生反應(yīng)，讓其放熱自然升溫。一步法（國(guó)外稱(chēng)Taffy法）工藝是將雙酚A與環(huán)氧氯丙烷在NaOH作用下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，用于制造中等分子量的固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂2固態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的合成方法也可分為兩種。一步法工藝是把雙酚A和環(huán)氧氯丙烷在NaOH作用下進(jìn)行縮聚，即開(kāi)環(huán)和閉環(huán)反應(yīng)在同一反應(yīng)條件下進(jìn)行的。雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的工藝流程如下：環(huán)氧氯丙烷與雙酚A摩爾比的變化其生成反應(yīng)二原料及催化劑的作用原料：雙酚A（簡(jiǎn)稱(chēng)DPP），環(huán)氧氯丙烷（簡(jiǎn)稱(chēng)ECH）雙酚A學(xué)名2,2-二（4-羥基苯基）丙烷是重要的有機(jī)化工原料，苯酚和丙酮的重要衍【熔點(diǎn)】155158【沸點(diǎn)】250-252【閃點(diǎn)】79.4【分子量】228【

4、密度】1.195（25/25）【毒性LD50(mg/kg)】大鼠經(jīng)口4200?！拘誀睢堪咨槧罹w?！救芙馇闆r】不溶于水，溶于丙酮。【用途】用于制環(huán)氧樹(shù)脂、聚碳酸酯、聚酚氧等。環(huán)氧氯丙烷：  環(huán)氧氯丙烷的分子式分子式：C3H5ClO；CH2OCHCH2Cl外觀與性狀：無(wú)色油狀液體，有氯仿刺激氣味分子量：92.52蒸汽壓 1.8kPa/20閃點(diǎn)：34熔點(diǎn)：-25.6沸點(diǎn)：117.9溶解性：微溶于水，可混溶于醇、醚、四氯化碳、苯密度：相對(duì)密度(水=1)1.18(20)；相對(duì)密度(空氣=1)3.29穩(wěn)定性：穩(wěn)定催化劑：氫氧化鈉氫氧化鈉起雙重作用：第一作為環(huán)氧氯丙烷與雙酚

5、A的催化劑：第二使反應(yīng)物脫去氯化氫而閉環(huán)。催化劑也可用季銨鹽（如氯化芐基三甲基銨）。溶劑：笨，甲苯，二甲苯等。 三雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的應(yīng)用雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂在防腐蝕領(lǐng)域中常用的幾種形式：環(huán)氧類(lèi)涂料環(huán)氧樹(shù)脂玻璃鋼環(huán)氧樹(shù)脂膠泥、砂漿環(huán)氧樹(shù)脂整體地坪環(huán)氧-酚醛、環(huán)氧-呋喃樹(shù)脂復(fù)合玻璃鋼環(huán)氧樹(shù)脂的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中,其最終的使用性能是由環(huán)氧樹(shù)脂固化物提供的。環(huán)氧樹(shù)脂固化物的性能取決于固化物的分子結(jié)構(gòu)。而固化物的分子結(jié)構(gòu)及其形成則取決于環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)及性能、固化劑的結(jié)構(gòu)及性能、添加劑的結(jié)構(gòu)及性能，以及環(huán)氧樹(shù)脂的固化歷程。雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂及其固化物性能的影響如下：(1)雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的大分子結(jié)構(gòu)

6、具有以下特征：1)大分子的兩端是反應(yīng)能力很強(qiáng)的環(huán)氧基2)分子主鏈上有許多醚鍵，是一種線型聚醚結(jié)構(gòu)3)n值較大的樹(shù)脂分子鏈上有規(guī)律地、相距較遠(yuǎn)地出現(xiàn)許多仲羥基，可以看成是一種長(zhǎng)鏈多元醇4)主鏈上還有大量苯環(huán)、次甲基和異丙基(2)雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的各結(jié)構(gòu)單元賦予樹(shù)脂以下功能：環(huán)氧基和羥基賦予樹(shù)脂反應(yīng)性，使樹(shù)脂固化物具有很強(qiáng)的內(nèi)聚力和粘接力；醚鍵和羥基是極性基團(tuán)，有助于提高浸潤(rùn)性和粘附力；醚鍵和C-C鍵使大分子具有柔順性；苯環(huán)賦予聚合物以耐熱性和剛性；異丙基也賦與大分子一定的剛性；-C-O-鍵的鍵能高，從而提高了耐堿性。所以，雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)決定了它的性能具有以下特點(diǎn)：1)是熱塑性樹(shù)脂，但

7、具有熱固性，能與多種固化劑、催化劑及添加劑形成多種性能優(yōu)異的固化物，幾乎能滿(mǎn)足各種使用要求2)樹(shù)脂的工藝性好。固化時(shí)基本上不產(chǎn)生小分子揮發(fā)物，可低壓成型，能溶于多種溶劑3)固化物有很高的強(qiáng)度和粘接強(qiáng)度4)固化物有較高的耐腐蝕性和電性能5)固化物有一定的韌性和耐熱性6)主要缺點(diǎn)是：耐候性差，在紫外線照射下會(huì)降解，造成性能下降，不能在戶(hù)外長(zhǎng)期使用；沖擊強(qiáng)度低；不太耐高溫四雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂的各項(xiàng)指標(biāo) 指標(biāo)名稱(chēng)澆鑄料模塑料（玻璃纖維）波璃鋼相對(duì)密度1.151.252.02.11.51.8吸水率（24h）0.070.160.050.010.150.40拉伸強(qiáng)度MPa30.9785.7541.16

8、102.978.4411.6壓縮強(qiáng)度MPa6174156.8102.9206.8103.88411.6彎曲強(qiáng)度MPa68.89151.988.2137.2137.2617.4伸長(zhǎng)率1741.76.0耐熱性100275200250100275體積電阻率·cm101010171014101510101017介電強(qiáng)度（Mvm）0.0150.050.010.020.0150.05介電損耗角正切（106Hz）13.819.70.9813.811.817.7介電常數(shù)（lO5Hz）34.23.54.535標(biāo)準(zhǔn)：指標(biāo)名稱(chēng)EP 01441- 310EP 01451- 310優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等

9、品合格品外觀無(wú)明顯的機(jī)械雜質(zhì)環(huán)氧當(dāng)量（gmol）184194184200184200210230210240210250黏度（25）Pa·s1114720626軟化點(diǎn)120色度號(hào)135146無(wú)機(jī)氯（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）×1055018030050180300易皂化氯（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）0.010.300.700.100.300.50揮發(fā)分（110，3h）0.21.01.80.30.61.0鈉離子（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）×1061010凝膠時(shí)間       指標(biāo)名稱(chēng)BP 01551-310BP 01661-310優(yōu)等品一等品合

10、格品優(yōu)等品一等品合格品外觀無(wú)明顯的機(jī)械雜質(zhì)環(huán)氧當(dāng)量（gmol）230270230280230290450500450530450560黏度（25）Pa·s軟化點(diǎn)21276070色度號(hào)148148無(wú)機(jī)氯（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）×1055010030050100300易皂化氯（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 0.100.300.500.100.300.50揮發(fā)分（110，3h） 0.30.61.00.60.60.6鈉離子（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）×10620  型號(hào)企業(yè)型號(hào)環(huán)氧當(dāng)量（g mol）環(huán)氧值 （mol（100g）黏度（25） Pa. s軟化點(diǎn)無(wú)機(jī)氯值（mol100g）有機(jī)氯值（mol

11、100g）揮發(fā)分色澤號(hào)E56D 1761810.550.5757  0.0030.51E546161791920.520.56510 0.0010.021.52E52D 1851960.510.541.11.4 0.0010.0112E516181852080.480.54  0.0010.0222E44B 2222380.420.45 14220.0010.01516E4461012132440.410.47 12200.0010.0216E42 2222630.380.4

12、5 20270.0010.0118E39D 2452650.380.41 24280.0010.010.53E39 2502700.370.40 20350.0050.0116E356372943130.300.40 39470.0050.0213E33D 2514300.320.34 40550.0010.020.26E316384555000.200.22 60700.0010.00413E21 4555560.180.22 64760.0050.020.56E2060155010000.100.18 76850.0010.0213E146037148330.120.14 88980.0010.00418E13604T75010000.100.13 85950.00150.350.38E12A 71411110.090.14 95105350×1060.0020.53E1260483312500.080.12 1101350.0010.0118E10605142925000.040.