雙酚A型液體環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)工藝芻議

余登祥 孫祥 李莉

摘? 要：雙酚A型環(huán)氧樹脂具有很高的透明度，在環(huán)氧樹脂中是產(chǎn)量最大、應(yīng)用最為廣泛的品種。本文對(duì)雙酚A型液體環(huán)氧樹脂的一步法、二步法兩種生產(chǎn)工藝進(jìn)行簡(jiǎn)要評(píng)述，并針對(duì)兩種生產(chǎn)工藝的不同進(jìn)行對(duì)比分析，兩種工藝方法各有優(yōu)劣，需根據(jù)不同情況選擇合適的生產(chǎn)工藝。

關(guān)鍵詞：環(huán)氧樹脂;雙酚A型環(huán)氧樹脂;液體環(huán)氧樹脂

引言：

雙酚A型液體環(huán)氧樹脂是由雙酚A和環(huán)氧氯丙烷在氫氧化鈉（堿性催化劑）條件下發(fā)生反應(yīng)生成的一種材料。因雙酚A型液體環(huán)氧樹脂的應(yīng)用廣泛，其需求量逐漸增加，這對(duì)雙酚A型環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)工藝提出了更大的要求，如何在現(xiàn)有生產(chǎn)工藝中提升產(chǎn)品品質(zhì)與產(chǎn)量，具有十分重要的實(shí)踐意義。

一、雙酚A型液體環(huán)氧樹脂生產(chǎn)工藝評(píng)述

現(xiàn)階段，雙酚A型液體環(huán)氧樹脂主要有兩種生產(chǎn)工藝，一種是一步法，主要分為一次加堿法、二次加堿法，另一種是二步法，二步法又可以分為間歇法和連續(xù)法^[1]。

（一）一步法工藝評(píng)述

目前，國內(nèi)產(chǎn)量最大的E-44環(huán)氧樹脂則是在一步法生產(chǎn)工藝下合成生產(chǎn)的，一步法工藝合成雙酚A型環(huán)氧樹脂是雙酚A和環(huán)氧氯丙烷直接在氫氧化鈉的作用下進(jìn)行縮聚，同時(shí)展開開環(huán)和閉環(huán)反應(yīng)，再經(jīng)過一定的處理工序，得到液體雙酚A型環(huán)氧樹脂。在進(jìn)行一步法合成雙酚A型環(huán)氧樹脂時(shí)，應(yīng)盡可能選擇高反應(yīng)活性的催化劑，合成工藝的化學(xué)反應(yīng)屬于相轉(zhuǎn)移感應(yīng)，適合一步法工藝合成的催化劑中，效果較為理想的為氯化銨、四乙基氯化銨和四甲基氨氯化銨等。為使生產(chǎn)工藝的順利進(jìn)行，選在溶解參數(shù)時(shí)應(yīng)選擇與樹脂接近的溶劑，在反應(yīng)過程中要求溶劑具有適合的沸點(diǎn)及揮發(fā)性。為了避免在反應(yīng)過程中出現(xiàn)軟化點(diǎn)上升級(jí)快導(dǎo)致出現(xiàn)結(jié)鍋現(xiàn)象，在合適的生產(chǎn)控制條件下進(jìn)行，如醚化反應(yīng)和閉環(huán)反應(yīng)及后處理反應(yīng)，這樣能夠降低能耗并減少污染，在一定程度上提高產(chǎn)品質(zhì)量。

在七十年代，無錫樹脂廠在一次加減法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，通過一二次用堿量重新分配，提出二次加堿法，與一次加堿法相比，二次加堿法大大縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，液堿及環(huán)氧氯丙烷用量減少，節(jié)約了合成成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，相對(duì)于一次加堿法而言，是一次質(zhì)的提升。

（二）二步法工藝評(píng)述

二步法合成工藝是由雙酚A和環(huán)氧氯丙烷在季銨鹽的作用下，通過加成反應(yīng)先生成中間體，再經(jīng)過氫氧化鈉的作用下進(jìn)行閉環(huán)反應(yīng)，進(jìn)而形成雙酚A型環(huán)氧樹脂，進(jìn)行二步法時(shí)，開環(huán)反應(yīng)和閉環(huán)反應(yīng)分別進(jìn)行。

為完善雙酚A型環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)工藝，提升其用途，在化學(xué)反應(yīng)時(shí)通過控制原材料質(zhì)量來降低環(huán)氧樹脂的色澤，對(duì)于雙酚A型環(huán)氧樹脂而言，淺色甚至是無色更能凸顯其作用，原材料的質(zhì)量與成品顏色的深淺有緊密聯(lián)系，所以在成本可控的情況下，應(yīng)盡量選擇高質(zhì)量材料。在反應(yīng)過程中，環(huán)氧氯丙烷的消耗量直接影響了雙酚A型環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)成本，在生產(chǎn)工藝中，應(yīng)注意回收過量的環(huán)氧氯丙烷，節(jié)約成本，環(huán)氧氯丙烷在水中時(shí)間越長(zhǎng)，其水解損失就越大，成本就越高，故而在雙酚A型環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)工藝中應(yīng)著重予以環(huán)氧氯丙烷的回收工作，逐漸完善工藝細(xì)節(jié)，降低環(huán)氧氯丙烷的消耗。為了降低能耗提高產(chǎn)量，在進(jìn)行雙酚A型環(huán)氧樹脂生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)注意抑制反應(yīng)過程中的副反應(yīng)，氯具有兩種形式，有機(jī)氯喝無機(jī)氯，在環(huán)氧樹脂成品中，無機(jī)氯以晶體形式存在，而反應(yīng)中因有機(jī)氯對(duì)樹脂的形成具有較大的影響，在二步法中，易皂化氯容易使樹脂支鏈化，容易引起交聯(lián)結(jié)鍋的現(xiàn)象^[2]。在雙酚A型環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)工藝中，仍有很多需要注意需要改進(jìn)的地方，為推進(jìn)我國材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)于雙酚A性液體環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)工藝仍有很多需要研究探討的方向。

二、雙酚A型液體環(huán)氧樹脂的兩種生產(chǎn)工藝對(duì)比

在雙酚A型液體環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)工藝中，一步法和二步法各有優(yōu)劣。一步法主要是因?yàn)殚_環(huán)反應(yīng)和閉環(huán)反應(yīng)是在同一反應(yīng)條件下同時(shí)進(jìn)行，二步法則是開環(huán)反應(yīng)與閉環(huán)反應(yīng)分開進(jìn)行，需要第一步進(jìn)行反應(yīng)形成中間體，第二部在氫氧化鈉的催化下進(jìn)行閉環(huán)反應(yīng)。

雙酚A型液體環(huán)氧樹脂在進(jìn)行一步法合成制備高相分子質(zhì)量樹脂時(shí)，處理難度較大，并且在合成時(shí)，反應(yīng)在水中呈乳狀液狀態(tài)，運(yùn)用一步法得到的雙酚A型環(huán)氧樹脂有機(jī)氯含量較高，不易得到環(huán)氧值高且軟化點(diǎn)高的成品。相較于一步法而言，二步法具有反應(yīng)周期較短，操作穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，得到的雙酚A型液體環(huán)氧樹脂質(zhì)量更高，樹脂收率更高。所以經(jīng)過分析，二步法的優(yōu)勢(shì)更為顯著，在雙酚A型液體環(huán)氧樹脂的眾多生產(chǎn)工藝中，應(yīng)該得到重視，并加大研究力度，爭(zhēng)取得到二步法新的突破。

結(jié)語：

綜上所述，雙酚A型液體環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)工藝主要主要有一步法、二步法兩種，兩種生產(chǎn)方法都有其需要改進(jìn)提升的地方，現(xiàn)階段的兩種生產(chǎn)工藝，二步法的優(yōu)勢(shì)較為顯著，具有生產(chǎn)周期短、易操作的特點(diǎn)，因此研究力度可以適當(dāng)向二步法偏移，以期能夠加快雙酚A型環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)工藝突破。

參考文獻(xiàn)

[1]? 張明，陳明清，倪忠斌.四氨酯化合物的合成及其對(duì)液體雙酚A環(huán)氧樹脂的流變控制及固化性能的影響[J].塑料工業(yè)，2020，48（01）：137-141+156.

[2]? 徐磊. 聚砜增韌改性環(huán)氧樹脂及其層間增韌液體成型碳纖維復(fù)合材料的研究[D].東華大學(xué)，2019.

作者簡(jiǎn)介：余登祥（1985年4月）男，江蘇儀征，漢族，助理工程師，大專，從事環(huán)氧樹脂生產(chǎn)。