線圈骨架用酚醛樹脂及其制備方法技術

本申請公開了一種線圈骨架用酚醛樹脂及其制備方法，其中制備方法包括如下步驟：將苯酚和間甲酚混合，在弱酸催化劑作用下，于60～66℃滴加甲醛水溶液進行第一階段反應，滴加甲醛水溶液的時間為2～4h；第一階段反應結束后通過強酸催化劑調節反應體系的pH值為1～2，再升溫至回流進行第二階段反應，第二階段反應結束后經脫水得到所述線圈骨架用酚醛樹脂。本申請可進一步提高線圈骨架的尺寸穩定性。

Phenolic resin for coil framework and its preparation

【技術實現步驟摘要】
線圈骨架用酚醛樹脂及其制備方法
本申請涉及線圈骨架用酚醛樹脂
，特別是涉及一種線圈骨架用酚醛樹脂及其制備方法。
技術介紹
線圈骨架主要應用于變壓器、繼電器、接觸器等產品中，要求具有良好的電絕緣性能、耐熱性、尺寸穩定性，由電木粉通過注塑成型方法制備而成。電木粉又名酚醛塑料粉或膠木粉，主要由酚醛樹脂和添加一定比例的填充料、硬化劑和添加劑，經過熱煉混料破碎而成，是一種熱固性塑料，具有良好的耐酸性及耐水性，介電性能和耐電絕緣性能良好。線圈骨架的電木粉中酚醛樹脂含量約35％。目前使用的普通酚醛樹脂熱變形溫度較低、注塑成型后線收縮大，影響線圈骨架的尺寸穩定性。
技術實現思路
為了解決現有技術存在的問題，本申請提供了一種線圈骨架用酚醛樹脂的制備方法，以此提高提高線圈骨架的尺寸穩定性。本申請提供一種線圈骨架用酚醛樹脂的制備方法，包括如下步驟：將苯酚和間甲酚混合，在弱酸催化劑作用下，于60～66℃滴加甲醛水溶液進行第一階段反應，滴加甲醛水溶液的時間為2～4h；第一階段反應結束后通過強酸催化劑調節反應體系的pH值為1～2，再升溫至回流進行第二階段反應，第二階段反應結束后經脫水得到所述線圈骨架用酚醛樹脂。可選的，所述苯酚與間甲酚的質量比為3.0～1.0：1。可選的，所述苯酚與間甲酚的質量比為3.0～1.5：1。可選的，所述弱酸催化劑為乙酸酐；所述弱酸催化劑的用量為苯酚和間甲酚總質量的2％～5％?？蛇x的，所述甲醛水溶液滴加的時間為2h～3h?？蛇x的，所述苯酚和間甲酚的總質量與甲醛水溶液中甲醛的質量比為1:0.15～0.22?？蛇x的，所述苯酚和間甲酚的總質量與甲醛水溶液中甲醛的質量比為1:0.18～0.22?？蛇x的，所述強酸催化劑為硫酸?？蛇x的，所述第二階段反應的回流溫度為100℃～110℃，時間為2h～4h。本申請還提供一種線圈骨架用酚醛樹脂，采用本申請所述的制備方法得到。本申請的線圈骨架用酚醛樹脂至少具有以下技術效果之一：通過原料配比及工藝控制，使生成的酚醛樹脂分子結構規整、活性基團多、固化速度快，注塑成型的線圈骨架料的線收縮率小。具體實施方式下面通過實施例對本申請進行進一步的闡述。本申請提供一種線圈骨架用酚醛樹脂的制備方法，包括如下步驟：將苯酚和間甲酚混合，在弱酸催化劑作用下，于60～66℃滴加甲醛水溶液進行第一階段反應，滴加甲醛水溶液的時間為2～4h；第一階段反應結束后通過強酸催化劑調節反應體系的pH值為1～2，再升溫至回流進行第二階段反應，第二階段反應結束后經脫水得到所述線圈骨架用酚醛樹脂。本實施例中，在弱酸催化劑的作用下，選擇60～66℃作為反應溫度，反應溫度過低時會影響反應速度，提高反應溫度能增加反應速度，但同時該反應為放熱反應，反應溫度太高，反應會激烈進行，放出大量的熱和白熱煙霧，苯酚和間甲酚兩者與甲醛也會反應不完全，致使最后生成的酚醛樹脂的相對分子質量大小相差懸殊，游離酚含量增大，酚醛樹脂的質量下降。甲醛水溶液采用滴加的方式，對于整個反應體系中的甲醛而言，苯酚和間甲酚處于過量狀態，在弱酸催化劑的作用下，苯酚與間甲酚均能與甲醛充分接觸，緩慢發生加成反應，使得分子分布規整。且反應時間長一些使得生成相對分子質量分布更均勻的加成產物。在強酸催化劑的作用下，調節pH值為1～2，增加反應體系中的H+濃度，升高反應的溫度，使反應物發生快速聚合反應，生成的酚醛樹脂結構中含有較多的活性基團，提高樹脂的固化速度。故首先在溫和的環境下進行，利用苯酚和間甲酚兩種酚，在低溫條件下以及弱酸催化劑的存在下，將甲醛水溶液滴加入苯酚與間甲酚的混合溶液中，使苯酚和間甲酚兩者均與甲醛水溶液中的甲醛發生加成反應，加成反應較為緩慢，加成反應生成的羥甲基逐步縮聚，使分子分布規整。再利用強酸催化劑的催化作用，使反應更加徹底，同時強酸作用下加成和縮聚反應更為劇烈快速，使聚合成的分子結構中含有一定量的活性基團。提高了酚醛樹脂的固化速度和分子規整結構度，進而能提高線圈骨架件的體積穩定性。本申請中的反應條件均指常溫常壓下，即溫度為25℃，壓強為101.325kP。另一實施例中，苯酚與間甲酚的質量比為3.0～1.0：1。苯酚的對位氫的活性更大，聚合更多形成對位鏈接的分子結構；間甲酚的2、6鄰位和對位的氫的活性不一，加成反應時有優先順序，聚合形成的支鏈分子更多，活性更大。苯酚和間甲酚用量比的選擇上既要考慮聚合分子的規整性，又要考慮聚合分子的活性，使樹脂分子在固化交聯過程中快速固化，體積收縮小。苯酚與間甲酚的質量比以收縮率較小為宜。另一實施例中，苯酚與間甲酚的質量比為3.0～1.5：1。弱酸催化劑主要是為了在合適的溫度下發揮催化作用，弱酸催化劑可以是包含羧酸的弱酸。例如：乙酸、丙酸、丁酸或者檸檬酸。弱酸催化劑還可以是包含羧酸的弱酸的酸酐。另一實施例中，弱酸催化劑為乙酸酐；弱酸催化劑的用量為苯酚和間甲酚總質量的2％～5％。乙酸酐在遇水的情況下會與水發生反應，生成乙酸，發揮酸性作用。另一實施例中，甲醛水溶液滴加的時間為2h～3h。甲醛水溶液采用常用的濃度即可，如市售的質量百分含量為37％甲醛水溶液。對于本實施例中的滴加時間即為反應時間，反應時間的長短對酚醛樹脂也有很大的影響，反應時間太短，使得苯酚和間甲酚兩者與甲醛的反應不充分；反應時間太長，也會浪費不必要的資源。另一實施例中，苯酚和間甲酚的總質量與甲醛水溶液中甲醛的質量比為1:0.15～0.22。苯酚和間甲酚的總質量與甲醛的質量比影響歷程反應和分子結構，在弱酸催化劑的催化反應中，苯酚和間甲酚的總質量應當適當過量。當苯酚和間甲酚的總用量過少時，加成反應中不能形成足夠的羥甲基，使得在強酸催化劑作用下的縮合反應進行到一定程度便停止。另一實施例中，苯酚和間甲酚的總質量與甲醛水溶液中甲醛的質量比為1:0.18～0.22。在強酸催化劑下，反應體系中的苯酚、間甲酚以及生成的加成產物均與甲醛水溶液中的甲醛發生縮聚反應，由于苯酚上含有多個羥基，且各個位置上的反應活性不同，甲醛的用量會影響鄰位上的羥基與對位上的羥基的反應，如果甲醛的用量過少，則鄰位與對位羥基不發生反應，反應不夠徹底；如果甲醛的用量過多，會降低酚醛樹脂的生產質量。強酸催化劑的選擇可以選擇硝酸，硫酸或者其組合。對于強酸催化劑的濃度以及用量均沒有準確的定數，主要以所調節的反應體系的pH值為準?？梢酝ㄟ^選擇合適的試劑、試劑的濃度和試劑的用量，調節反應體系的pH值為1～2即可。pH值反映催化劑的效果，在一定范圍內視為催化劑是恒定的，對化學反應的催化效果也是相當的。另一實施例中，強酸催化劑為硫酸。硫酸濃度沒有嚴格限制，例如可以選擇市售的質量濃度為97％濃硫酸(以水為溶劑)。另一實施例中，第二階段反應的回流溫度為100℃～110℃，時間為2h～4h。回流，在化學上是指一種實驗裝置。室溫下本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.線圈骨架用酚醛樹脂的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：/n將苯酚和間甲酚混合，在弱酸催化劑作用下，于60～66℃滴加甲醛水溶液進行第一階段反應，滴加甲醛水溶液的時間為2～4h；/n第一階段反應結束后通過強酸催化劑調節反應體系的pH值為1～2，再升溫至回流進行第二階段反應，第二階段反應結束后經脫水得到所述線圈骨架用酚醛樹脂。/n

【技術特征摘要】
1.線圈骨架用酚醛樹脂的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
將苯酚和間甲酚混合，在弱酸催化劑作用下，于60～66℃滴加甲醛水溶液進行第一階段反應，滴加甲醛水溶液的時間為2～4h；
第一階段反應結束后通過強酸催化劑調節反應體系的pH值為1～2，再升溫至回流進行第二階段反應，第二階段反應結束后經脫水得到所述線圈骨架用酚醛樹脂。


2.根據權利要求1所述的線圈骨架用酚醛樹脂的制備方法，其特征在于，所述苯酚與間甲酚的質量比為3.0～1.0：1。


3.根據權利要求2所述的線圈骨架用酚醛樹脂的制備方法，其特征在于，所述苯酚與間甲酚的質量比為3.0～1.5：1。


4.根據權利要求1所述的線圈骨架用酚醛樹脂的制備方法，其特征在于，所述弱酸催化劑為乙酸酐；所述弱酸催化劑的用量為苯酚和間甲酚總質量的2％～5％。


5.根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王富成，樊華鋒，王繼滿，李波，陶小鵬，張志遠，
申請(專利權)人：紹興上虞自強高分子化工材料有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33