一種雙酚a型氰酸酯樹脂單體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)高分子材料合成領(lǐng)域,涉及一種雙酚A型氰酸酯樹脂單體的制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氰酸酯樹脂是一種新型的高性能熱固性樹脂,具有突出的電性能,在寬頻帶范圍 內(nèi)具有優(yōu)異的介電性能和介電損耗值,是制造高頻高速印刷電路板、高性能透波材料和航 空結(jié)構(gòu)材料的基礎(chǔ)原材料,氰酸酯樹脂已被公認(rèn)為二十一世紀(jì)最具競(jìng)爭(zhēng)力的樹脂品質(zhì)之 〇
[0003] 目前,市場(chǎng)上氰酸酯品種主要有雙酚A型、雙環(huán)戊二烯型、雙酚E型、酚醛型、雙酚 M型等型號(hào)。其中,雙酚A型氰酸酯具有性價(jià)比優(yōu)異、合成工藝成熟、耐熱性高等特點(diǎn),而得 到廣泛應(yīng)用。
[0004] 中國發(fā)明專利CN1629137A公開了一種氰酸酯的制備方法,但其溶劑使用量大,反 應(yīng)時(shí)間長(zhǎng),氰酸酯提取工藝涉及減壓蒸餾濃縮和結(jié)晶等較繁瑣工序,廢氣和廢水產(chǎn)生量較 大。
[0005] 因此,開發(fā)一種反應(yīng)時(shí)間快,溶劑使用量小,產(chǎn)品提取迅捷,產(chǎn)污量低的雙酷A型 氰酸酯樹脂單體的制備方法,具有積極和符合時(shí)代要求的現(xiàn)實(shí)意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明目的是提供一種實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)、工序簡(jiǎn)單的雙酚A型氰酸酯樹脂單體的制 備方法。
[0007] 為達(dá)到上述的目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明包含以下步驟: 1) 將雙酚A溶解在含5到8個(gè)C原子的烷烴類有機(jī)溶劑中,鹵化氰冷卻在液體狀態(tài); 2) 將雙酚A溶液、鹵化氰、三乙胺通過不同進(jìn)料管噴入至反應(yīng)容器,雙酚A:鹵化氰:三 乙胺反應(yīng)物摩爾比為:1 :1. 1-1.5 :1.2-1.9 ;反應(yīng)溫度在-5°C - 15°C,反應(yīng)時(shí)間在3-15分 鐘; 3) 反應(yīng)完成后,雙酚A氰酸酯自行析出。
[0008] 所述1)步驟中,所述溶劑優(yōu)先選用為下列之一或一種以上的混合溶劑:環(huán)戊烷、 甲基環(huán)己烷、環(huán)己烷。
[0009] 所述2)步驟中:所述進(jìn)料管內(nèi)徑為5-10 cm,雙酚A溶液、鹵化氰、三乙胺進(jìn)料速 度控制范圍分別為 25_35kg/min、6. 5-8kg/min、ll_13kg/min。
[0010] 所述1)步驟中溶解雙酚A的有機(jī)溶劑量為100- 400ml/mol。
[0011] 所述2)步驟中,所述雙酚A溶液、鹵化氰、三乙胺噴入實(shí)現(xiàn)湍流的階梯反應(yīng)容器。
[0012] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:1)本發(fā)明摒除普通的滴加方式,采用液體狀的三乙胺、液化的鹵 化氰直接和溶于少量溶劑的雙酚A反應(yīng),確保反應(yīng)的快速進(jìn)行,因?yàn)榉磻?yīng)中溶劑量較少,反 應(yīng)物濃度較高,從而導(dǎo)致合成過程中的副產(chǎn)物產(chǎn)生少,純度高; 2) 本發(fā)明由于采用高濃度反應(yīng)物的直接和有效反應(yīng),導(dǎo)致反應(yīng)物配比進(jìn)一步降低,工 藝效率得到提升,也有效避免了三乙胺和鹵化氰的過量而反應(yīng)生成二乙基胺氰等副產(chǎn)物; 3) 本發(fā)明和滴加式非連續(xù)生產(chǎn)模式不同的是,通過噴射料管持續(xù)、較高速度進(jìn)入到帶 強(qiáng)烈攪拌的裝置中反應(yīng),反應(yīng)快速,可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)化作業(yè),操作簡(jiǎn)單可靠、成本低; 4) 反應(yīng)完成后,由于雙酚A氰酸酯樹脂單體在含5到8個(gè)c原子的烷烴類溶劑中的溶 解度很低,導(dǎo)致產(chǎn)品自行析出,不需要提取工藝,從而大幅縮短生產(chǎn)周期; 5) 因?yàn)楫a(chǎn)品自動(dòng)析出,所以不需要產(chǎn)品的后提取工藝,從而避免了減壓蒸餾濃縮和結(jié) 晶工序所帶來的污染物的產(chǎn)生,實(shí)現(xiàn)了真正意義上的清潔生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 本方案合成的氰酸酯樹脂單體,純度多99. 2%,熔點(diǎn)在80-82°C之間。
[0014] 本發(fā)明產(chǎn)品雙酚A氰酸酯樹脂單體分子式為:
[0015] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述: 實(shí)施例一: 取22. 8kg雙酚A溶解在25L環(huán)己烷中,降溫至0°C,然后將7. 4g液態(tài)氯化氰、13. 2kg 三乙胺,通過管內(nèi)徑為Icm的三根不同的進(jìn)料管,分別以25kg/min、6. 5kg/min、llkg/min噴 入激烈湍流的反應(yīng)器,控制反應(yīng)溫度_5°C - 5°C,反應(yīng)結(jié)束后,水洗、過濾、烘干,得到雙酚A 型氰酸酯樹脂單體。
[0016] 實(shí)施例二: 取22. 8kg雙酚A溶解在30L環(huán)戊烷中,降溫至0°C,然后將8kg液態(tài)氯化氰、15. 2kg三 乙胺,通過管內(nèi)徑為I. 5cm的三根不同的進(jìn)料管,分別以28kg/min、7. lkg/min、ll. 8kg/min 噴入激烈湍流的反應(yīng)器,控制反應(yīng)溫度〇°C - 5°C,反應(yīng)結(jié)束后,水洗、過濾、烘干,得到雙酚 A型氰酸酯樹脂單體。
[0017] 實(shí)施例三: 取22. 8kg雙酚A溶解在35L甲基環(huán)己烷中,降溫至-2 °C,然后將9kg液態(tài)氯化氰、18kg 三乙胺,通過管內(nèi)徑為3cm的三根不同的進(jìn)料管,分別以30kg/min、7. 5kg/min、12. 3kg/min 噴入激烈湍流的反應(yīng)器,控制反應(yīng)溫度5°C - 10°C,反應(yīng)結(jié)束后,水洗、過濾、烘干,得到雙酚 A型氰酸酯樹脂單體。
[0018] 實(shí)施例四: 取22. 8kg雙酚A溶解在40L甲基環(huán)己烷中,降溫至0°C,然后將9. 2kg液態(tài)氯化氰、 19. Ikg三乙胺,通過管內(nèi)徑為6. 5cm的三根不同的進(jìn)料管,分別以33kg/min、7. 8kg/min、 12. 8kg/min噴入激烈湍流的反應(yīng)器,控制反應(yīng)溫度0°C - 10°C,反應(yīng)結(jié)束后,水洗、過濾、烘 干,得到雙酚A型氰酸酯樹脂單體。
[0019] 本發(fā)明得到的雙酚A型氰酸酯樹脂單體的物理化學(xué)性能如下(含比對(duì)專利的產(chǎn)品 性能對(duì)比):
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙酚A型氰酸酯樹脂單體的制備方法,其特征在于,包含以下步驟: 1) 將雙酚A溶解在含5到8個(gè)C原子的烷烴類有機(jī)溶劑中,鹵化氰冷卻在液體狀態(tài); 2) 將雙酚A溶液、鹵化氰、三乙胺通過不同進(jìn)料管噴入至反應(yīng)容器,雙酚A:鹵化氰:三 乙胺反應(yīng)物摩爾比為:1 :1. 1-1.5 :1.2-1.9 ;反應(yīng)溫度在-5°C - 15°C,反應(yīng)時(shí)間在3-15分 鐘; 3) 反應(yīng)完成后,雙酚A氰酸酯自行析出。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙酚A型氰酸酯樹脂單體的制備方法,其特征在于,所 述1)步驟中,所述溶劑優(yōu)先選用為下列之一或一種以上的混合溶劑:環(huán)戊烷、甲基環(huán)己烷、 環(huán)己烷。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙酚A型氰酸酯樹脂單體的制備方法,其特征在于,所述 2)步驟中:所述進(jìn)料管內(nèi)徑為5-10 cm,雙酚A溶液、鹵化氰、三乙胺進(jìn)料速度控制范圍分別 為 25_35kg/min、6. 5-8kg/min、ll_13kg/min〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙酚A型氰酸酯樹脂單體的制備方法,其特征在于,所述 1) 步驟中溶解雙酚A的有機(jī)溶劑量為100- 400ml/mol。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙酚A型氰酸酯樹脂單體的制備方法,其特征在于,所述 2) 步驟中,所述雙酚A溶液、鹵化氰、三乙胺噴入實(shí)現(xiàn)湍流的階梯反應(yīng)容器。
【專利摘要】本發(fā)明屬于有機(jī)高分子材料合成領(lǐng)域,具體涉及一種雙酚A型氰酸酯樹脂單體的合成方法。具體步驟是:把雙酚A溶解在含5到8個(gè)c原子的烷烴類有機(jī)溶劑中,然后將雙酚A溶液、鹵化氰、三乙胺通過不同進(jìn)料管道,以較高速度噴入實(shí)現(xiàn)湍流的反應(yīng)容器,雙酚A:鹵化氰:三乙胺用量摩爾比為1:1.1~1.5:1.2~1.9。反應(yīng)溫度在-5℃-15℃,反應(yīng)時(shí)間在3-15分鐘,反應(yīng)結(jié)束后,雙酚A氰酸酯即自行析出,無需采用其他方法提取。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種雙酚A型氰酸酯樹脂單體的制備方法。
【IPC分類】C07C261/00
【公開號(hào)】CN104961652
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510286638
【發(fā)明人】季靜靜, 朱芝峰, 王躍彪, 金中寶, 柳義波, 范春暉
【申請(qǐng)人】揚(yáng)州天啟新材料股份有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年5月30日