双酚A型环氧树脂的合成工艺.doc

1、 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

2、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

3、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

4、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(

5、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

6、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

7、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 1.151.25

8、2.02.1 1.51.8吸水率（24h） 0.070.16 0.050.01 0.150.40拉伸强度MPa 30.9785.75 41.16102.9 78.4411.6压缩强度MPa 6174156.8 102.9206.8 103.88411.6弯曲强度MPa 68.89151.9 88.2137.2 137.2617.4伸长率 17 4 1.76.0耐热性 100275 200250 100275体积电阻率cm 101010 17 101410 15 101010 17介电强度（Mvm） 0.0150.05 0.010.02 0.0150.05介电损耗角正切（10 6Hz） 13.8

9、19.7 0.9813.8 11.817.7介电常数（lO 5Hz） 34.2 3.54.5 35标准：EP 01441- 310 EP 01451- 310指标名称优等品 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） 184194 184200 184200 210230 210240 210250黏度（25）Pas 1114 720 626 软化点 120色度号 1 3 5 1 4 6无机氯（质量分数）10 5 50 180 300 50 180 300易皂化氯（质量分数） 0.01 0.30 0.70 0.10 0.30 0.50挥发分（110，3h）

10、 0.2 1.0 1.8 0.3 0.6 1.0钠离子（质量分数）10 6 10 10 凝胶时间 BP 01551-310 BP 01661-310指标名称优等品 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）230270 230280 230290 450500 450530 450560黏度（25）Pas 软化点 2127 6070色度号 1 4 8 1 4 8无机氯（质量分数）10 5 50 100 300 50 100 300易皂化氯（质量分数） 0.10 0.30 0.50 0.10 0.30 0.50挥发分（110，3h） 0.3 0.6 1.0

11、0.6 0.6 0.6钠离子（质量分数）10 6 20 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E56D 176181 0.550.57 57 0.003 0.5 1E54 616 179192 0.520.56 510 0.001 0.02 1.5 2E52D 185196 0.510.54 1.11.4 0.001 0.01 1 2E51 618 185208 0.480.54 0.001 0.02 2 2E44B 222238 0.420.45 1422 0.001

12、0.015 1 6E44 6101 213244 0.410.47 1220 0.001 0.02 1 6E42 222263 0.380.45 2027 0.001 0.01 1 8E39D 245265 0.380.41 2428 0.001 0.01 0.5 3E39 250270 0.370.40 2035 0.005 0.01 1 6E35 637 294313 0.300.40 3947 0.005 0.02 1 3E33D 251430 0.320.34 4055 0.001 0.02 0.2 6E31 638 455500 0.200.22 6070 0.001 0.004 1

13、 3E21 455556 0.180.22 6476 0.005 0.02 0.5 6E20 601 5501000 0.100.18 7685 0.001 0.02 1 3E14 603 714833 0.120.14 8898 0.001 0.004 1 8E13 604T 7501000 0.100.13 8595 0.0015 0.35 0.3 8E12A 7141111 0.090.14 95105 350106 0.002 0.5 3E12 604 8331250 0.080.12 110135 0.001 0.01 1 8E10 605 14292500 0.040.07 128136 0.005 2E06 607 250300 0.040.38 101120 6E05 16672381 0.0420.60 128136 3E03 609 22224000 0.0250.045 135150 3。