申请日2014.03.25
公开(公告)日2014.06.18
IPC分类号C08G8/10
摘要
本发明是一种无废水排放的酚醛树脂绿色制备工艺，在反应器中先加入熔融的苯酚，然后升温到50-90℃，开始连续加入多聚甲醛和催化剂，通过多聚甲醛和催化剂的加入速率来控制反应放热，多聚甲醛和催化剂的加入时间为2-5小时，在多聚甲醛和催化剂加完后，继续保温反应至物料达到预期的粘度，然后降温出料，得到酚醛树脂产品。采用多聚甲醛替代现有液体甲醛制备热固性酚醛树脂，通过对多聚甲醛和催化剂的加入方式以及反应温度和时间的控制，实现多聚甲醛与苯酚的平稳反应，解决多聚甲醛与苯酚的高浓度反应放热过于激烈难以控制的难题。
权利要求书
1.一种无废水排放的酚醛树脂绿色制备工艺，其特征在于：在反应器中先加入熔融的苯酚，然后升温到50-90℃，然后用螺杆推进泵分2-6次并平均将多聚甲醛和催化剂投料至反应器中，多聚甲醛和催化剂在2-5小时内加完，在多聚甲醛和催化剂加完后，继续保温在75～85℃反应至物料达到预期的粘度，然后降温出料，得到酚醛树脂产品。
2.如权利要求1所述的无废水排放的酚醛树脂绿色制备工艺，其特征在于：所述多聚甲醛和苯酚的摩尔比为0.5～2.0:2.0～0.5;所述催化剂和苯酚的摩尔比为0.1%～0.5%。
3.如权利要求1或2所述的无废水排放的酚醛树脂绿色制备工艺，其特征在于：所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水和碳酸钠中的至少一种。
4.如权利要求1或2所述的无废水排放的酚醛树脂绿色制备工艺，其特征在于：所述催化剂由重量百分比为99.1-99.3%的组合物A和0.7-0.9%的组合物B组成;所述组合物A为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水和碳酸钠中的至少一种混合;所述组合物B为复合稀土;所述复合稀土的重量百分比组分为：镧：12-15%，铈：15-18%，钪：16-19%，钇：9-11%，钐：7-9%，钕：11-13%，钆：7-9%，镨：1-3%，镝：8-15%，其余镧系元素：1-3%，以上各稀土元素的组分之和为100%;催化剂中通过加入复合稀土，用螺杆推进泵分2-3次并平均将多聚甲醛和催化剂投料至反应器中，多聚甲醛和催化剂在2-3小时内加完。
5.如权利要求4所述的无废水排放的酚醛树脂绿色制备工艺，其特征在于：所述催化剂由重量百分比为99.1%的组合物A和0.9%的组合物B组成;所述组合物A为氢氧化钠;所述组合物B为复合稀土;所述复合稀土的组分质量百分比为：镧：12%，铈：18%，钪：19%，钇：9%，钐：7%，钕：11%，钆：7%，镨：1%，镝：15%，其余镧系元素：1%。
6.如权利要求4所述的无废水排放的酚醛树脂绿色制备工艺，其特征在于：所述催化剂由重量百分比为99.2%的组合物A和0.8%的组合物B组成;所述组合物A为氢氧化钾;所述复合稀土的组分质量百分比为：镧：15%，铈：15%，钪：16%，钇：11%，钐：8%，钕：13%，钆：8%，镨：2%，镝：10%，其余镧系元素：2%。
7.如权利要求4所述的无废水排放的酚醛树脂绿色制备工艺，其特征在于：所述催化剂由重量百分比为99.3%的组合物A和0.7%的组合物B组成;所述组合物A为氨水;所述复合稀土的组分质量百分比为：镧：13%，铈：16%，钪：17%，钇：10%，钐：9%，钕：12%，钆：9%，镨：3%，镝：8%，其余镧系元素：3%。
说明书
一种无废水排放的酚醛树脂绿色制备工艺
技术领域
本发明涉及一种酚醛树脂的制备工艺，具体的说是一种采用多聚甲醛原料无废水排放的酚醛树脂绿色制备工艺。
背景技术
酚醛树脂作为一种工业粘合剂广泛应用于建筑、交通、航空航天等领域，但目前酚醛树脂的制备多采用苯酚和液体甲醛(37%的甲醛水溶液)反应而制得。由于反应原料中含有大量的水，在制备酚醛树脂过程中不可避免地产生大量的废水，每吨酚醛树脂大约产生500-700Kg的废水。这些废水对后续的废水治理造成了很大的困难，已经成为限制酚醛树脂行业发展的瓶颈问题。
采用多聚甲醛(固体甲醛)替代液体甲醛制备酚醛树脂是一种先进的制备工艺，由于反应原材(甲醛)纯度高，因此制备酚醛树脂基本不产生废水，因此采用多聚甲醛制备酚醛树脂是解决酚醛树脂产业造成环境污染的有效途径。但是，另一方面由于多聚甲醛与苯酚的反应，由于反应产物浓度高，反应放热剧烈，对于大规模的批量制备往往由于反应放热剧烈造成爆聚、溢釜等生产事故，造成人员伤亡和财产损失。因此如何实现多聚甲醛制备酚醛树脂的可控反应是酚醛树脂绿色化制备的技术难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：
如何解决多聚甲醛与苯酚的高浓度反应放热过于激烈难以控制的技术问题;
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种无废水排放的酚醛树脂绿色制备工艺，在反应器中先加入熔融的苯酚，然后升温到50-90℃，然后用螺杆推进泵分2-6次并平均将多聚甲醛和催化剂投料至反应器中，多聚甲醛和催化剂在2-5小时内加完，在多聚甲醛和催化剂加完后，继续保温在75～85℃反应至物料达到预期的粘度，然后降温出料，得到酚醛树脂产品。
这样，本发明通过多聚甲醛和催化剂的连续加入工艺，解决目前多聚甲醛制备酚醛树脂过程中存在反应剧烈难以稳定控制，不利于工业化生产的难题。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的无废水排放的酚醛树脂绿色制备工艺，其中所述多聚甲醛和苯酚的摩尔比为0.5～2.0:2.0～0.5;所述催化剂和苯酚的摩尔比为0.1%～0.5%。
前述的无废水排放的酚醛树脂绿色制备工艺，其中催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水和碳酸钠中的至少一种。
前述的无废水排放的酚醛树脂绿色制备工艺，其中催化剂由重量百分比为99.1-99.3%的组合物A和0.7-0.9%的组合物B组成;组合物A为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水和碳酸钠中的至少一种混合;组合物B为复合稀土;复合稀土的重量百分比组分为：镧：12-15%，铈：15-18%，钪：16-19%，钇：9-11%，钐：7-9%，钕：11-13%，钆：7-9%，镨：1-3%，镝：8-15%，其余镧系元素：1-3%，以上各稀土元素的组分之和为100%;催化剂中通过加入复合稀土，用螺杆推进泵只需分2至3次并平均将多聚甲醛和催化剂投料至反应器中，多聚甲醛和催化剂可以在2-3小时内加完;既解决了目前多聚甲醛制备酚醛树脂过程中存在反应剧烈难以稳定控制的技术问题，又减少了加入次数，且提高了反应速度，一举两得，起到了意想不到的技术效果。
本发明采用多聚甲醛替代现有液体甲醛制备热固性酚醛树脂，通过对多聚甲醛和催化剂的加入方式以及反应温度和时间的控制，实现多聚甲醛与苯酚的平稳反应，解决多聚甲醛与苯酚的高浓度反应放热过于激烈难以控制的难题;本发明制备方法具有工艺简单、操作安全、易于大规模批量生产的特点。
本发明所采用的甲醛为多聚甲醛，从而避免了传统液体甲醛中大量水存在带来的废水问题;本发明中采用了多聚甲醛和催化剂的连续加入工艺来控制反应放热，实现多聚甲醛制备酚醛树脂的反应可控。