施乃臣 徐丽 孙祥

摘  要：利用新型催化剂能够提高双酚A型液态环氧树脂的转化率，降低醚化反应后的残余量。本文对双酚A环氧树脂问题进行研究，分析新工艺合成低黏度环氧树脂的过程以及醚化反应中催化剂对合成树脂的影响，意在利用新工艺提高环氧树脂的质量，希望对相关的工作人员具有一定的借鉴意义。

关键词：低黏度;环氧树脂;双酚A;催化剂

前言：

环氧树脂具有良好的物理性能，具有收缩率较小、强度高、绝缘性良好等特点，同时其粘度较高，在涂料以及填充胶等方面应用广泛。然而传统环氧树脂的合成，不仅生产效率较低，而且反应后环氧树脂的品质不高，因此提升环氧树脂的合成工艺，降低醚化副反应的发生，提高环氧树脂的产量与质量，是现阶段研究液态双酚A环氧树脂的重要内容。

1环氧树脂的合成工艺分析

环氧树脂是一种线性的、具有良好的热塑型的化学材料，其本身不具备使用价值，只有将环氧树脂与固化剂加热后，才具备良好的强度和粘性，才能在生产中被使用，同时反应时添加的固化剂与添加剂也决定了环氧树脂的材料性能。由于工业化经常使用的是液态双酚A型的环氧树脂，其耐热性与电性能良好，但是由于粘度较高，导致其流动性较差[1]。因此将液态双酚A型进行改性，降低环氧树脂的粘性、环氧当量以及有机氯的含量，保证其他性能的前提下，提高液态双酚A型环氧树脂的流动性，有助于将环氧树脂大面积的应用在填充剂与涂料的制造中。通常来说，基础树脂的质量与环氧树脂合成中副反应产物的含量有关，因此降低副反应的发生，提升环氧树脂的产量与质量，是合成低黏度液态双酚A型环氧树脂的工艺重点。现阶段液态双酚A型环氧树脂在工业生产中主要使用一步法的工艺技术，合成的环氧树脂质量不佳，而采用复合的醚化反应，则能有效提升醚化反应中液态双酚A的转化量，减少副反应的产生，降低反应中有机氯、环氧当量的含量以及合成产物的粘性，提高环氧树脂的流动性，有效解决了环氧树脂在工业生产中的难题，目前已经取得了较好的生产效果。

2环氧树脂合成的实验分析

2.1实验过程分析

在合成环氧树脂的过程中主要使用的实验原料有：韩国生产的聚碳级双酚A、工业生产用的纯度在99%以上的环氧氯丙烷、工业纯度为50%的NaOH溶液、甲苯、自制催化剂，另外还需要1L的四口烧瓶、回流冷凝管、搅拌器以及温度计等仪器，在实验时，首先在搅拌器、冷凝管以及烧瓶中加入配置好的双酚A以及环氧氯丙烷，然后进行加热，保持温度在40到60摄氏度，真空度在0.085到0.090MPa之间，促进醚化反应的发生，与此同时在容器中加入NaOH，令其发生闭环反应，待反应完全后回收容器内部的环氧氯丙烷，并用甲苯处理溶剂，重复三次水洗、脱盐的过程，得到环氧树脂[2]。

2.2实验结果分析

在分析醚化反应后含氧当量主要采用盐酸-丙酮法，而有机氯的含量则利用KOH-乙醇进行测量，传统的环氧树脂的生产缺点较多，如醚化反应后液态双酚A残留量较多，致使链增长发生变化，醚化反应后产物的分子质量分布较宽，而且反应中使用的NaOH含量利于化学反应的理论值，导致环氧树脂中有机氯的含量增高。本实验采用自制的催化剂，主要由四甲基溴化铵、KOH、HCL等组成，有效降低了反应后双酚A的残留，其残留量减少了约15%，同时环氧树脂中环氧当量也大幅度降低，反应后约为182g/eq，远高于当前国内环氧树脂的指标。在实验中NaOH的用量对实验结果的影响较大，能否充分进行化学反应是决定环氧树脂中環氧当量与氯含量的主要因素，从化学反应上分析，NaOH化学反应发生的越完全，其利用效率越高，则环氧当量与氯的含量越低，同时NaOH含量的增加，也提升了环氧树脂中氯羟基的反应程度，而羟基的减少有助于减少氯醇的总量，降低反应后的环氧当量，提升液态双酚A环氧树脂的品质，而采用自制催化剂代替传统的NaOH水溶液，首先，利用该种工艺合成的环氧树脂其性能较好、稳定性较高，而且在醚化反应结束后双酚A的含量较低，醚化反应结束后的得到的环氧树脂其双酚A的含量在15%以下，而传统的一步法含量高达25%。其次，采用新工艺得到的环氧树脂粘度较低，流动性强，其高分子粘度在7.8到8Pa·S，而传统方式提炼的环氧树脂高分子组量在12.6Pa·S。最后，利用新工艺中的醚化反应，反应后树脂的环氧当量在182g/eq，而氯的含量则可以降到200μg/g，而传统方式含氧当量在188g/eq，氯含量在300到500μg/g左右。总而言之，采用新工艺技术合成的环氧树脂具有粘度低、含氧当量低以及有机氯含量低等特点，在确保环氧树脂性能稳定的前提下，提高了环氧树脂的流动性以及品质，有助于环氧树脂在工业生产中的推广使用。

结束语：

总而言之，传统的一步工艺法合成的环氧树脂流动性较差，而且树脂中含氧当量与氯元素的含量较高，工业中使用效果不佳。因此提高工艺水平，利用自制新型催化剂进行醚化反应，能够有效降低反应后双酚A的残留以及副反应的发生，提升低黏度双酚A型环氧树脂的质量，有助于环氧树脂在工业中被广泛应用。

参考文献

[1]  郭睿，闫育蒙，马丽娟，等.双酚A戊二醛酚醛树脂的合成及表征[J].中国胶粘剂，2020，29（04）：23-28.

[2]  高印，姚婷婷，刘玉婷，等.热熔融性环氧树脂的合成及结构与性能研究[J].化工新型材料，2020，48（04）：108-111.

作者简介：施乃臣（1988年12月），男，江苏省盐城市，汉族，助理工程师，本科，从事环氧树脂新材料产品生产管理，工艺管理。