[发明专利]环氧树脂的生产

说明书

相关申请的引用

本申请要求2011年12月19日提交的美国临时申请61/577,352的权益。

技术领域

本申请公开的实施方案总地涉及通过多元酚与表卤代醇接触形成氯代醇中间体，以及随后将氯代醇中间体与无机氢氧化物接触来生产环氧树脂的方法。

背景技术

从多元酚和表卤代醇生产低分子量环氧树脂的过程中，必须完成两个反应：1)制备多元酚的双卤代醇醚的醚化(偶合)反应，和2)多元酚的双卤代醇醚与无机氢氧化物的脱卤化氢(环氧化)反应，以制得环氧树脂。对于该问题采用两个途径。第一个途径，同时完成上述两个反应，典型地通过将无机氢氧化物含水的混合物(通常为20-50％氢氧化钠)加入含有多元酚和表卤代醇的有机混合物。第二个途径，使用催化剂来醚化(偶合)多元酚和表卤代醇来制得双卤代醇醚，然后通过将无机氢氧化物含水的混合物(通常为20-50％氢氧化钠)加入含有双卤代醇醚和有机溶剂的有机混合物，来完成该脱卤化氢(环氧化)反应，其中溶剂可为过量的表卤代醇。在这两种途径中，挑战在于采用不需要大量资金投入的设备快速完成这些反应，同时以这样的方式进行该反应：使得产品满足所期望的产品规格并且原料没有由于副反应而损失。

当前，由多元酚制备环氧树脂最普遍的方式为：通过将无机氢氧化物含水混合物(典型地为20-50％氢氧化钠)添加至过量表卤代醇中的多元酚混合物，而在间歇式反应器中同时进行两个反应。可将水留在反应器中形成两相混合物，或者通过共沸蒸馏除去水从而析出无机卤盐。在任一种情况下，反应器的最大尺寸都是有限的，所以大的设备将包含多个间歇式反应器，其增加了设备成本。如果不除水，表卤代醇水解反应可能会导致转化为副产品的表卤代醇的明显损失。如果除水，随后必须由下游装置来处理固体盐，其增加了装置成本。当除去水时，反应对于过量氢氧化物的添加也是敏感的，其导致不溶性聚缩水甘油型聚合物的形成。

在设计由多元酚和表卤代醇制备环氧树脂的反应中，挑战在于确定在不需要高的资金成本的反应器装置中快速完成反应的反应方案，从而以如下方式来进行反应：很少的表卤代醇损失至副产物反应中，并且没有不溶性聚合物形成，从而使得余下反应所需的分离装置也不需要高的资金成本。

发明内容

在本发明的一种实施方案中，公开了一种方法，其包括以下步骤，由以下步骤组成，或者实质上由以下步骤组成：a)使多元酚与表卤代醇在反应条件下在催化剂的存在下接触，形成含有双卤代醇醚的有机进料；b)用高剪切混合器使所述有机进料与包含无机氢氧化物的含水进料接触，以制得第一混合进料；c)将第一混合进料与相分离器接触，形成包含环氧树脂的第一有机产物和第一含水产物；和d)回收第一有机产物。

具体实施方式

在本发明的一种实施方案中，公开了一种方法，其包括以下步骤，由以下步骤组成，或者实质上由以下步骤组成：a)使酚与表卤代醇在催化剂的存在下在反应条件下接触，形成含有双卤代醇醚的有机进料；b)用高剪切混合器使所述有机进料与包含无机氢氧化物的含水进料接触，从而制得第一混合进料；c)将第一混合进料与相分离器接触，形成包含环氧树脂的第一有机产物和第一含水产物；和d)回收第一有机产物。

在一种实施方案中，步骤a)包括使酚与表卤代醇在催化剂的存在下在反应条件下接触，形成含有双卤代醇醚的有机进料。

在一种实施方案中，酚为多元酚。在本发明中使用的合适的酚包括但不限于双酚-A、双酚-F、酚-甲醛酚醛清漆、甲酚-甲醛酚醛清漆、双酚-A-甲醛酚醛清漆、三酚、双酚、二元酚、对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、聚环戊二烯多元酚和各种其它物质。

本发明中有用的酚的其它例子在美国专利4,499,255中有描述。

在一种实施方案中，使用双酚-A。

适合用于本发明的表卤代醇包括但不限于表氯醇、表溴醇、甲基表氯醇，或者任何其它已知的表卤代醇。在一种实施方案中，该表卤代醇为表氯醇。