[发明专利]一种改性酚醛树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物合成领域，具体涉及一种改性酚醛树脂及其制备方法。

背景技术

酚醛树脂是由酚类化合物和醛类化合物在催化剂的作用下缩聚得到一种常用工业材料。由于酚醛树脂具有苯酚单元和规整的分子链结构，所以酚醛树脂具有耐热、阻燃性能好等综合性能，成为近一个世纪以来重要的工业树脂品种之一。

酚醛树脂按照固化方式分热固性酚醛树脂和热塑性酚醛树脂。其中热固性酚醛树脂是过量的醛类化合物与酚类化合物在碱性条件下先生成羟烷基苯酚，然后再在酸性条件下继续缩聚得到热固性酚醛树脂。而热塑性酚醛树脂是过量的酚类化合物与醛类化合物在酸性条件下缩聚得到，这种树脂只有加入能提供次甲基的化合物，例如六次甲基四胺或多甲醛加热后才能熟化为热固性材料。

不管是热塑性酚醛树脂还是热固性酚醛树脂，在使用时都需要进行固化操作，酚醛树脂固化后形成的成型件具有很高的硬度以及耐高温、耐化学腐蚀、绝缘性好等特点，但是韧性不足，限制了酚醛树脂在建筑、装饰、汽车等行业的使用和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种既具有高强度、耐高温又具有很好韧性的酚醛树脂的制备方法。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种改性酚醛树脂，由腰果壳油、醛类化合物在碱性催化剂催化下聚合制备；其中，所述腰果壳油包括式1～式IV所示的化合物

式I    式II    式III    式IV

其中，R是通式为C₁₅H_31-2n的取代基，n＝0～3中的整数。

优选的，所述所述R为式VI～式IX所示的取代基：

式VI

式VII

式VIII

式IX        。

优选的，所述腰果壳油、醛类化合物与碱性催化剂按重量比为1∶0.2～1.0∶0.2～1.0。

优选的，所述碱性催化剂为氨水、烷基胺中的一级胺和乙二胺中的一种或几种。

本发明还提供了一种权利要求1所述改性酚醛树脂的制备方法，包括：

a)将腰果壳油、醛类化合物与碱性催化剂混合，发生缩聚反应；

b)将缩聚反应得到的产物进行真空蒸馏，得到改性酚醛树脂。

优选的，所述腰果壳油、醛类化合物与碱性催化剂按重量比为1∶0.2～1.0∶0.2～1.0。

优选的，步骤a)具体为：

a1)将腰果油、醛类化合物溶液与碱性催化剂混合，在30～60℃下，进行缩聚反应2-10h。

优选的，所述真空蒸馏在-0.4～-0.98MPa下进行。

优选的，所述真空蒸馏在30～50℃下进行。

优选的，当聚合速度为聚速200～700S时，终止反应。

本发明提供了一种改性酚醛树脂，使用腰果壳油与醛进行反应得到的新型酚醛树脂。所述腰果壳油是一种褐色粘性液体，是腰果加工过程中的农业副产物，它价格低廉、来源丰富。腰果壳油的主要成分是腰果酚和腰果酚的衍生物。它们化学结构都有一个共同特点，即在苯酚的间位都有一个15个碳的不饱和碳氢取代基。腰果壳油的独特结构使其既具有酚类化合物的特征，又有脂肪族化合物的柔性，腰果壳油与醛发生化学反应，能够明显改善材料的耐热性和韧性。使制备的改性酚醛树脂既具有高强度和耐高温性能，又具有很好的韧性。

本发明还提供了一种改性酚醛树脂的制备方法，包括：a)将腰果壳油、醛类化合物与碱性催化剂混合，发生缩聚反应；b)将缩聚反应得到的产物进行真空蒸馏，得到改性酚醛树脂。本发明由于使用了腰果壳油作为一种改性的酚类物质与醛进行反应制备酚醛树脂，由于腰果壳油中具有15个碳的不饱和碳氢取代基，容易被氧化发生交联，导致反应体系粘度急剧上升，所以在制备时需要将产物进行真空蒸馏。本发明提供的制备方法条件温和，操作简单，适合大规模工业化生产。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。

本发明提供了一种改性酚醛树脂，包括：

由腰果壳油、醛类化合物在碱性催化剂催化下聚合制备；其中，所述腰果壳油包括式1～式IV所示的化合物

式I    式II    式III    式IV