[发明专利]低粘度双酚A环氧树脂及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双酚A环氧树脂的生产方法。

背景技术

双酚A型环氧树脂根据不同聚合度呈现出不同形态。当双酚A二缩水甘油醚含量极高时呈现出低粘度特性。由于其分子内羟基含量低，可水解氯及其他杂质含量低，与固化剂混配后具有优异贮存稳定性，耐热性、电绝缘性优于普通环氧树脂等特点。特别适应电子电气、复合材料等方面应用。现有的双酚A环氧树脂合成工艺是多是以双酚A、环氧氯丙烷(ECH)及氢氧化钠(NaOH)在一定条件下反应。

双酚A和ECH的反应十分复杂，其基本反应过程中双酚A和ECH开环反应生成双酚A氯醇醚，同时伴有闭环反应：双酚A氯醇醚闭环反应生成双酚A缩水甘油醚，最后双酚A缩水甘油醚链增长反应生产环氧树脂。从该合成反应过程看，在开环反应的同时伴有闭环反应发生，分子链之间的反应是造成环氧树脂分子量增大以及环氧值、粘度大的原因。为了制备低分子量、低粘度的环氧树脂，应尽量避免链增长反应。

专利号为200410024371.X的中国发明专利公开了一种一步加碱反应合成低分子双酚A环氧树脂的工艺，该方法采用极性溶剂为反应溶剂，有效避免了使用相转移催化剂，不需要水洗脱盐。并且据称产品纯度高、粘度小。然而本发明中未详细记载其产品具体参数，并且该方法无法克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低粘度、高纯度的双酚A环氧树脂。

该双酚A环氧树脂的环氧当量180～184g/eq，粘度11000～12000cps，水解氯150～300ppm，氯离子＜2ppm，钠离子2ppm，色度(Grander)＜0.5，α-双醇含量＜2mmol/100g树脂。

本发明的另一目的在于提供这种低粘度、高纯度的双酚A环氧树脂的生产方法。

本发明所述的低粘度双酚A环氧树脂的生产方法，包括双酚A与环氧氯丙烷在碱催化下的反应，其特征在于，在上述反应之前，加入了由Na₂CO₃催化的双酚A与环氧氯丙烷的预反应；该预反应中，按摩尔比，双酚A、环氧氯丙烷及Na₂CO₃的投料比是1∶6～8∶0.12，反应温度60～65℃。

具体地来讲，本发明所述的低粘度双酚A环氧树脂的生产方法包括如下步骤：

①预反应：双酚A、环氧氯丙烷及Na₂CO₃按摩尔比1∶6～8∶0.12混合，在60～65℃温度条件下反应1～3h；

②反应：步骤①反应产物进入反应釜中，在惰性气体保护条件下，绝压为15～20kPa真空下，于50～55℃温度下滴加浓度为40～60％的氢氧化钠溶液，按摩尔比，氢氧化钠的用量是步骤①中双酚A用量的1～3倍，反应时保持环氧氯丙烷回流脱水，反应时间2～5h；

③脱除溶剂环氧氯丙烷；

④精制反应：向脱除环氧氯丙烷后的粗树脂中加入甲苯溶剂及氢氧化钠溶液，在80℃条件下反应1～2h，反应完成后脱盐、洗涤，并用H₃PO₄中和，控制树脂溶液pH值＝7；

⑤脱除反应溶剂，过滤得低粘度双酚A环氧树脂。

其中，步骤③的优选具体操作方法为：步骤②的反应完成后，在温度120℃，真空度至10kPa条件下，通过蒸馏回收环氧氯丙烷；残留的少量环氧氯丙烷采用釜式蒸发方式脱除，操作压力为绝压0.2～0.5Kpa，操作温度120～130℃。

其中，步骤⑤的优选具体操作方法为：精制后的树脂溶液使用过滤器过滤后，进入降膜蒸发器脱除大量溶剂，操作压力为绝压16Kpa，操作温度130～150℃；剩余的少量溶剂进入两台串联的静态薄膜蒸发器进一步回收溶剂，操作压力绝压0.5kPa，操作温度170℃，最后经过滤得到树脂产品。

更具体地，本发明所述的低粘度双酚A环氧树脂的生产方法包括如下具体步骤：

①预反应：双酚A、环氧氯丙烷及Na₂CO₃按摩尔比1∶6～8∶0.12混合，在60～65℃温度条件下反应1～2h；

②反应：步骤①反应产物进入反应釜中，在惰性气体保护条件下，绝压为15～20kPa真空下，于50～55℃温度下滴加浓度为40～60％的氢氧化钠溶液，按摩尔比，氢氧化钠的用量是步骤①中双酚A用量的2～2.5倍，反应时保持环氧氯丙烷回流脱水，反应时间2～4h；