双酚A型环氧树脂的合成工艺.doc

双酚A型环氧树脂的合成工艺一. 双酚A型环氧树脂的生成反应1.合成方法概述双酚A型环氧树脂是由双酚A（简称DPP）与环氧氯丙烷（简称ECH）在氢氧化钠催化下制得的。研究结果表明，这种树脂实质上由低分子量的二环氧甘油醚及双酚A与部分高分子量聚合物一起组成。实验发现，环氧氯丙烷：双酚A的摩尔比为1:2时，二环氧甘油醚的产率低于10%，因此实际上环氧氯丙烷的用量为化学计量的23倍。制法：1液态双酚A型环氧树脂的合成方法有两种：一步法和两步法。不仅环氧值偏低，而且溶解性很差，甚至反应中会凝锅。两步法（国外称advancement法）工艺是将低分子量液态E型环氧树脂和双酚A加热溶解后，在高温或催化剂作用下进行加成反应，不断扩链，最后形成高分子量的固态环氧树脂，如E10、E06、E 03等都采用此方法合成。双酚A型环氧树脂有低分子量（软化点小于50）、中等分子量（软化点509）和高分子量（软化点大于100）3种。两步法工艺国内有两种方法。两步法的优点是：反应时间短；操作稳定，温度波动小，易于控制；加碱时间短，可避免环氧氯丙烷大量水解；产品质量好而且稳定，产率高。缩聚反应完成后，用热水反复洗涤至中性。再经常压脱水至110，减压脱水至140（真空度.087MPa），便可放料装盘，冷却至室温，即得产品。催化聚合法是将液态双酚A型环氧树脂和双酚A在反应釜中加热至80120使其溶解，然后加入催化剂使之发生反应，让其放热自然升温。一步法（国外称Taffy法）工艺是将双酚A与环氧氯丙烷在NaOH作用下进行缩聚反应，用于制造中等分子量的固态环氧树脂2固态双酚A型环氧树脂的合成方法也可分为两种。一步法工艺是把双酚A和环氧氯丙烷在NaOH作用下进行缩聚，即开环和闭环反应在同一反应条件下进行的。双酚A型环氧树脂的工艺流程如下：环氧氯丙烷与双酚A摩尔比的变化其生成反应二原料及催化剂的作用原料：双酚A（简称DPP），环氧氯丙烷（简称ECH）双酚A学名2,2-二（4-羟基苯基）丙烷是重要的有机化工原料，苯酚和丙酮的重要衍【熔点】155158【沸点】250-252【闪点】79.4【分子量】228【密度】1.195（25/25）【毒性LD50(mg/kg)】大鼠经口4200。【性状】白色针状晶体。【溶解情况】不溶于水，溶于丙酮。【用途】用于制环氧树脂、聚碳酸酯、聚酚氧等。环氧氯丙烷：环氧氯丙烷的分子式分子式：C3H5ClO；CH2OCHCH2Cl外观与性状：无色油状液体，有氯仿刺激气味分子量：92.52蒸汽压1.8kPa/20闪点：34熔点：-25.6沸点：117.9溶解性：微溶于水，可混溶于醇、醚、四氯化碳、苯密度：相对密度(水=1)1.18(20)；相对密度(空气=1)3.29稳定性：稳定催化剂：氢氧化钠氢氧化钠起双重作用：第一作为环氧氯丙烷与双酚A的催化剂：第二使反应物脱去氯化氢而闭环。催化剂也可用季铵盐（如氯化苄基三甲基铵）。溶剂：笨，甲苯，二甲苯等。 三双酚A型环氧树脂的应用双酚A型环氧树脂在防腐蚀领域中常用的几种形式：环氧类涂料环氧树脂玻璃钢环氧树脂胶泥、砂浆环氧树脂整体地坪环氧-酚醛、环氧-呋喃树脂复合玻璃钢环氧树脂的各个应用领域中,其最终的使用性能是由环氧树脂固化物提供的。环氧树脂固化物的性能取决于固化物的分子结构。而固化物的分子结构及其形成则取决于环氧树脂的结构及性能、固化剂的结构及性能、添加剂的结构及性能，以及环氧树脂的固化历程。双酚A型环氧树脂的结构对环氧树脂及其固化物性能的影响如下：(1)双酚A型环氧树脂的大分子结构具有以下特征：1)大分子的两端是反应能力很强的环氧基2)分子主链上有许多醚键，是一种线型聚醚结构3)n值较大的树脂分子链上有规律地、相距较远地出现许多仲羟基，可以看成是一种长链多元醇4)主链上还有大量苯环、次甲基和异丙基(2)双酚A型环氧树脂的各结构单元赋予树脂以下功能：环氧基和羟基赋予树脂反应性，使树脂固化物具有很强的内聚力和粘接力；醚键和羟基是极性基团，有助于提高浸润性和粘附力；醚键和C-C键使大分子具有柔顺性；苯环赋予聚合物以耐热性和刚性；异丙基也赋与大分子一定的刚性；-C-O-键的键能高，从而提高了耐碱性。所以，双酚A型环氧树脂的分子结构决定了它的性能具有以下特点：1)是热塑性树脂，但具有热固性，能与多种固化剂、催化剂及添加剂形成多种性能优异的固化物，几乎能满足各种使用要求2)树脂的工艺性好。固化时基本上不产生小分子挥发物，可低压成型，能溶于多种溶剂3)固化物有很高的强度和粘接强度4)固化物有较高的耐腐蚀性和电性能5)固化物有一定的韧性和耐热性6)主要缺点是：耐候性差，在紫外线照射下会降解，造成性能下降，不能在户外长期使用；冲击强度低；不太耐高温四双酚A环氧树脂的各项指标指标名称浇铸料模塑料（玻璃纤维）波璃钢相对密度1.151.252.02.11.51.8吸水率（24h）0.070.160.050.010.150.40拉伸强度MPa30.9785.7541.16102.978.4411.6压缩强度MPa6174156.8102.9206.8103.88411.6弯曲强度MPa68.89151.988.2137.2137.2617.4伸长率1741.76.0耐热性100275200250100275体积电阻率cm101010171014101510101017介电强度（Mvm）0.0150.050.010.020.0150.05介电损耗角正切（106Hz）13.819.70.9813.811.817.7介电常数（lO5Hz）34.23.54.535标准：指标名称EP 01441- 310EP 01451- 310优等品一等品合格品优等品一等品合格品外观无明显的机械杂质环氧当量（gmol）184194184200184200210230210240210250黏度（25）Pas1114720626软化点120色度号135146无机氯（质量分数）1055018030050180300易皂化氯（质量分数）0.010.300.700.100.300.50挥发分（110，3h）0.21.01.80.30.61.0钠离子（质量分数）1061010凝胶时间指标名称BP 01551-310BP 01661-310优等品一等品合格品优等品一等品合格品外观无明显的机械杂质环氧当量（gmol）230270230280230290450500450530450560黏度（25）Pas软化点21276070色度号148148无机氯（质量分数）1055010030050100300易皂化氯（质量分数） 0.100.300.500.100.300.50挥发分（110，3h） 0.30.61.00.60.60.6钠离子（质量分数）10620型号企业型号环氧当量（g mol）环氧值 （mol（100g）黏度（25） Pa. s软化点无机氯值（mol100g）有机氯值（mol100g）挥发分色泽号E56D1761810.550.57570.0030.51E546161791920.520.565100.0010.021.52E52D1851960.510.541.11.40.0010.0112E516181852080.480.540.0010.0222E44B2222380.420.4514220.0010.01516E4461012132440.410.4712200.0010.0216E422222630.380.4520270.0010.0118E39D2452650.380.4124280.0010.010.53E392502700.370.4020350.0050.0116E356372943130.300.4039470.0050.0213E33D2514300.320.3440550.0010.020.26E316384555000.200.2260700.0010.00413E214555560.180.2264760.0050.020.56E2060155010000.100.1876850.0010.0213E146037148330.120.1488980.0010.00418E13604T75010000.100.1385950.00150.350.38E12A71411110.090