[发明专利]一种酚醛树脂乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种酚醛树脂乳液及其制备方法。

背景技术

酚醛树脂是酚与醛在催化剂作用下通过聚合反应制得的合成树脂的统称，因在制备过程中选用的催化剂不同，酚醛树脂可分为热固性酚醛树脂和热塑性酚醛树脂两类。酚醛树脂可根据需要制成固体、液体和乳液，酚醛树脂乳液为酚醛树脂经过部分脱水得到的粘稠状缩聚物，它主要用来浸渍木粉、棉纤维和布等纤维状填料。

酚醛树脂乳液一般通过酚醛树脂乳化得到，向预先制备好的酚醛树脂中添加乳化剂，即可得到酚醛树脂乳液；也可以通过向酚醛树脂中添加其他树脂乳液制备得到，申请号为201310048652.8的中国专利公开了一种在酚醛树脂制备过程中加入其他树脂乳液，制备得到酚醛树脂乳液的方法，但是采用这种方法制备酚醛树脂乳液，会降低酚醛树脂乳液体系中酚醛树脂的含量，从而破坏了酚醛树脂乳液的酚醛特性。

目前酚醛树脂乳液大多是采用各种乳化剂调制出来的，这些乳液都是通过酚醛树脂乳化得到的，但是单纯由酚类化合物与醛类化合物反应制备得到的酚醛树脂韧性较差，从而使酚醛树脂乳化后得到的酚醛树脂乳液的韧性也较差。为了改善酚醛树脂乳液的韧性，现有技术在制备酚醛树脂的过程中添加长链烷基酚，得到的长链烷基酚改性的酚醛树脂具有较好的韧性。但是这种长链烷基酚改性的酚醛树脂大多是油溶性的，在使用过程中需要用丙酮、苯类化合物等低沸点的溶剂溶解，在溶解过程中低沸点的溶剂很容易挥发，从而造成了工作环境的污染，危害了操作人员的身体健康。为避免低沸点、有毒溶剂的使用，以水为溶剂的长链烷基酚改性的酚醛树脂乳液成为研究的重点。

申请号为201310048652.8的中国专利公开了一种水溶性长链烷基酚改性的酚醛树脂乳液，这种酚醛树脂乳液的制备方法为：将含羟基的芳香化合物与腰果油或者桐油混合，向上述混合物中加入催化剂，升温至100℃～150℃，酚化1小时～3小时，将得到的酚化产物降温至60℃～90℃，然后向降温后的混合物中加入醛，再加入乳液，继续恒温反应，至生成的树脂溶液粘度达到50cp～150cp，将所述树脂溶液降温至40℃以下，得到水溶性树脂。现有技术提供的这种水溶性酚醛树脂乳液具有安全、环保的优点，但是这种酚醛树脂乳液稳定性差、破乳时间较短。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种酚醛树脂乳液及其制备方法，与现有技术相比，本发明提供的酚醛树脂乳液具有较好的稳定性、破乳时间长。

本发明提供了一种酚醛树脂乳液，以重量份计，包括以下组分：

2100份～5200份的长链烷基酚和含硼化合物改性的热固性酚醛树脂；

10份～200份的水性增稠剂。

优选的，所述长链烷基酚和含硼化合物改性的热固性酚醛树脂的制备方法为：

在碱性催化剂和含硼化合物的作用下，将含羟基的芳香化合物、长链烷基酚和醛类化合物进行反应，得到长链烷基酚和含硼化合物改性的热固性酚醛树脂。

优选的，所述长链烷基酚为腰果油、壬基酚和桐油中的一种或几种。

优选的，所述含硼化合物为硼酸、偏硼酸、硼酸盐、偏硼酸盐和硼氢化物中的一种或几种。

优选的，所述含硼化合物为偏硼酸盐、硼酸和硼酸盐中的一种或几种。

优选的，所述水性增稠剂为纤维素醚类增稠剂、天然高分子及其衍生物类增稠剂和合成高分子类增稠剂中的一种或几种。

优选的，所述水性增稠剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、淀粉、明胶、甲壳胺、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、卡波树脂、聚丙烯酸和聚丙烯酸钠中的一种或几种。

本发明提供了一种酚醛树脂乳液的制备方法，包括以下步骤：

在碱性催化剂和含硼化合物的作用下，将含羟基的芳香化合物、长链烷基酚、醛类化合物与水性增稠剂混合，进行聚合反应，得到酚醛树脂乳液。

优选的，所述碱性催化剂为金属碱类催化剂和胺类催化剂中的一种或几种。

优选的，所述含羟基的芳香化合物和醛类化合物的摩尔比为1:（1.0～3.0）；

所述含羟基的芳香化合物、长链烷基酚、碱性催化剂、含硼化合物和水性增稠剂的质量比为1:（0.1～0.9）：（0.001～0.05）：（0.001～0.05）：（0.01～0.2）。

优选的，所述聚合反应的温度为60℃～80℃；

所述酚醛树脂乳液的重均分子量为300g/mol～600g/mol。