JPS6358167B2 - - Google Patents
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- JPS6358167B2 JPS6358167B2 JP5302781A JP5302781A JPS6358167B2 JP S6358167 B2 JPS6358167 B2 JP S6358167B2 JP 5302781 A JP5302781 A JP 5302781A JP 5302781 A JP5302781 A JP 5302781A JP S6358167 B2 JPS6358167 B2 JP S6358167B2
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- Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
Description
本発明はp―クロロフエノールあるいはm―ア
ルキル置換フエノール類とm―クレゾールとの縮
合樹脂の製造方法である。さらに詳しくは、前記
フエノール類のレゾール型初期縮合物を経由する
ことによりポリエステル繊維とゴムとの接着剤等
として有用なノボラツク型重合体を製造する方法
である。
ポリエステル繊維は弾性率がナイロンに比べて
高く寸法安定性に優れ、またナイロンのようにフ
ラツトスポツトを生じにくいことから、乗用車向
けタイヤのタイヤコードとしてナイロンに対する
優位性を示しつつあるが、いくつかの短所を併せ
持つている。その最大の短所はポリエステルの構
造自身に由来する接着のしにくさである。
この問題を解決するために接着剤あるいは接着
方法に関しては多くの研究がなされ報告されてい
る。その多くは溶剤に溶解した反応性の高い化合
物を繊維に付着し乾燥せしめる1段処理後、レゾ
ルシン・ホルマリン・ラテツクス(以下RFLと
略称する)を用いて繊維に付着し乾燥せしめる2
段目の処理を行なう溶剤使用の2段処理でありし
たがつて溶剤による危険性、作業環境の汚染、お
よび工程の複雑さが欠点である。
これに対し、水を媒体としかつ接着剤とRFL
を1浴中で1段処理をすることにより高度の接着
力を発揮する接着剤および接着方法として、特公
昭46―11251号や特公昭48―8733号が知られてい
るが、これらの1浴型接着剤は、引火性や毒性に
よる環境汚染のないことおよび工程が簡略化され
能率的で工業的に有用であることは言うまでもな
いが、上記1段処理および2段処理を行なう2浴
型のそれにくらべ接着力が今一つ不充分である。
また、m―クレゾール使用ノボラツク樹脂につ
いては特開昭51―116847号に、末端に3―メチル
フエノールを有する2,6―ジメチロール―3メ
チルフエノール縮合物として一般式
の記載がある。この樹脂はm―クレゾールを酸性
触媒下ホルムアルデヒドと反応させて得ており、
その他の特許も含めレゾール初期縮合物を経由す
る例はない。またp―クロロフエノールとm―ク
レゾールの共重合にかかわる例は本発明以前には
ない。
本発明の目的はポリエステル繊維とゴムとの接
着等に於いて卓抜した効果を有する重合体の製造
方法の確立にある。
さらに詳しくは、水媒体に分散しかつ1浴処理
で充分な接着力を生ぜしめる重合体を工業的に容
易に提供し得る製造方法の確立にある。
本発明者等はこれらを勘案し鋭意検討した結
果、1価のフエノール類をレゾール化した後、m
―クレゾールと縮合せしめる方法を適用し、かつ
生成重合体が水に不溶であるが分散方法により安
定な水分散液を得ることが出来ることをつきとめ
た。工業的に容易に実施可能であり製造された重
合体の水分散液がポリエステルとゴムとの1浴型
接着剤として、現在最高級の効果を持つ重合体の
製造方法を確立し本発明を完成するに至つた。
すなわち本発明は、アルカリ触媒存在下に、p
―クロロフエノールあるいは一般式
The present invention is a method for producing a condensation resin of p-chlorophenol or m-alkyl substituted phenols and m-cresol. More specifically, it is a method for producing a novolac-type polymer useful as an adhesive between polyester fiber and rubber, etc., by using a resol-type initial condensate of the phenols. Polyester fiber has a higher modulus of elasticity than nylon and is superior in dimensional stability, and is less prone to flat spots like nylon, so it is showing superiority over nylon as a tire cord for passenger car tires.However, it has some disadvantages. It has both. Its biggest disadvantage is that it is difficult to bond due to the structure of polyester itself. In order to solve this problem, many studies have been conducted and reported on adhesives or bonding methods. In most cases, a highly reactive compound dissolved in a solvent is attached to the fibers and dried, followed by a one-step treatment, followed by a process in which resorcinol formalin latex (hereinafter referred to as RFL) is used to attach them to the fibers and dry them.
This is a two-stage process that uses a solvent to carry out the second stage treatment, and has drawbacks such as danger from the solvent, contamination of the working environment, and complexity of the process. In contrast, water is used as a medium and adhesive and RFL
Japanese Patent Publication No. 11251/1973 and Japanese Patent Publication No. 8733/1986 are known as adhesives and bonding methods that exhibit high adhesive strength by performing one step of treatment in one bath. It goes without saying that mold adhesives do not pollute the environment due to flammability or toxicity, and that the process is simplified, efficient, and industrially useful. Compared to that, the adhesive strength is still insufficient. Regarding novolac resin using m-cresol, it is described in JP-A-51-116847 as a 2,6-dimethylol-3methylphenol condensate having 3-methylphenol at the end. There is a description of. This resin is obtained by reacting m-cresol with formaldehyde under an acidic catalyst.
There is no example of using a resol initial condensate, including other patents. Moreover, there is no example related to copolymerization of p-chlorophenol and m-cresol before the present invention. The object of the present invention is to establish a method for producing a polymer that has outstanding effects on adhesion between polyester fibers and rubber. More specifically, the objective is to establish a manufacturing method that can easily provide industrially a polymer that is dispersed in an aqueous medium and that produces sufficient adhesive strength in one bath treatment. The present inventors took these into consideration and as a result of intensive study, after converting monovalent phenols into resols, m
-We applied a method of condensation with cresol and found that although the resulting polymer was insoluble in water, a stable aqueous dispersion could be obtained by a dispersion method. The present invention was completed by establishing a method for producing a polymer that is easily industrially produced and has the highest effectiveness as a one-bath adhesive for polyester and rubber. I came to the conclusion. That is, in the present invention, in the presence of an alkali catalyst, p
-chlorophenol or general formula
【式】(式中R1は炭素数1〜4のアル
キル基、R2はHまたはCH3基をあらわす)で示
されるフエノール類の1種または2種以上と、上
記フエノール類に対して0.7〜2.5倍モル比のホル
ムアルデヒドを反応させ、未反応ホルムアルデヒ
ドを仕込量に対して50%以下残存させたレゾール
型初期縮合物を得、次いで上記アルカリ触媒と当
量ないし上記フエノール類に対し10モル%過剰の
酸と、上記フエノール類に対して0.7〜2.5倍モル
のm―クレゾールとの混合物に、上記レゾール初
期縮合物を添加し共縮合反応させることを特徴と
する分散可能なメタ―クレゾール系重合体の製造
方法である。
本発明の第1の特徴は、m―クレゾールと縮合
せしめるレゾール初期縮合物の原料である1価フ
エノール類の構造にある。工業的に入手が容易な
アルキル置換フエノールとp―クロロフエノール
であり、m―クレゾールとの縮合物の溶解性パラ
メーターがポリエステルのそれと近い構造を有す
ることである。
さらにレゾール化でのホルマリンとの反応性を
良くするためアルキルフエノールのアルキル基置
換位置がメタ位であること、置換アルキル基の大
きさは炭素数4までの置換基の立体障害の少ない
ものを選ぶ必要がある。このフエノール類として
は、p―クロロフエノール、m―クレゾール、
3,5―キシレノール、m―エチルフエノール、
m―lso―プロピルフエノール、m―n―プロピ
ルフエノール、m―tert―ブチルフエノール、m
―lso―ブチルフエノール、m―sec―ブチルフエ
ノール、m―n―ブチルフエノールがあげられる
が好適なものは、p―クロロフエノール、m―ク
レゾール、3,5―キシレノール、m―エチルフ
エノール、m―lso―プロピルフエノール、m―
tert―ブチルフエノールを例示することができ
る。
本発明の第2の特徴は、レゾール型初期縮合物
を得る際、未反応ホルムアルデヒドを仕込量に対
して50%以下とすること、好ましくはほゞ1〜20
%とすることである。
レゾール化反応条件は、最終目的物であるレゾ
ルシン系共重合体の性能、特に接着性能に多大な
影響を与え重要である。一般にこの反応は大きな
発熱を生じ、しかもレゾール型初期縮合物は熱に
不安定であり、反応を進めすぎると即ち未反応ホ
ルムアルデヒドがほゞ仕込量の1%以下になると
脱水反応によりベンジルエーテル型化合物等好ま
しくない副反応生成物を生じ易くなる。一方反応
条件が穏やか過ぎても例えば未反応ホルムアルデ
ヒド量が仕込量の50%以上になると、未反応ホル
ムアルデヒドがノボラツク化反応の際m―クレゾ
ールと反応し、同様に求めるノボラツク共重合体
の割合が減少し接着剤としての性能低下を来す。
これをさけるには本発明方法においては未反応ホ
ルムアルデヒドの量を上記の特定範囲に残すよう
反応を制御する。
反応温度については、20゜〜100℃、好ましくは
40゜〜90℃の範囲が適当である。この温度は具体
的には他の条件、例えば使用するフエノールの種
類、触媒量、反応時間等の組み合わせ方によつて
適宜選択することが必要である。
例えば、一般に反応はほゞp―クロロフエノー
ル、m―tert―ブチルフエノール、m―エチルフ
エノール、m―クレゾール、3,5―キシレノー
ルの順に低い反応温度で進行する傾向がある。触
媒量を多くすると反応温度を低くすることがで
き、また反応温度の高低は、当然反応時間にも影
響するが、工程管理上1〜24時間、好ましくは2
〜10時間程度となるよう温度を選択することが好
ましい。
本発明の第3の特徴は上記フエノール類の縮合
をm―クレゾールと行なうことである。m―クレ
ゾールは高純度のものが安価に容易に入手でき
る。
本発明の第4の特徴は該レゾール初期縮合物と
m―クレゾールとの縮合反応方法にある。一般的
には該レゾール液に酸とm―クレゾールを添加し
ノボラツク化を行なうが、この方法は単一容器で
出来る利点はあるが、酸添加によるレゾール初期
縮合物同志のノボラツク化の副反応が生じる上、
縮合反応が一挙に進むため反応制御上反応温度を
徐々に上げる等の複雑な操作を強いられかつ危険
性を含んでいる。
本発明の方法ではアルカリ触媒と当量ないし使
用フエノール類に対し10モル%過剰の酸とm―ク
レゾールとの混合物と、上記レゾール型初期縮合
物とを徐々に反応させる方式を採つたところに特
徴がある。すなわち酸とm―クレゾールとの混合
物を水に懸濁し、レゾール化反応液に添加する従
来の方式はレゾール型初期縮合物自身が反応終了
までの間の加熱で変化するため、本発明方法では
該混合物にレゾール化反応液を添加するという逆
の方式により上記種々の問題点を一挙に解決する
ことができる。添加するレゾール型初期縮合物は
必要に応じて冷却して使用でき経時変化の進行は
抑えられる利点を有する。
本発明で使用するホルムアルデヒドのフエノー
ル類に対するモル比は好ましい分子量分布を持つ
共重合体を得るのに重要であり、該フエノール類
に対して0.7〜2.5倍モル比の使用が好ましく、1.0
〜2.2倍モル比が特に好適である。分子量分布は
ゲル・パーミエーシヨン・クロマトグラフイ(以
下GPCと称する)で測定し、その波形と実際の
接着力から平均分子量は200〜1500の分布範囲の
もの、好ましくは250〜800の間である。
また本発明で使用するm―クレゾールの量は、
レゾール型初期縮合物のメチロール基1当量に対
して0.8〜1.2当量が好ましく、該フエノール類の
0.7〜2.5倍モル比の範囲である。使用するホルム
アルデヒドの相当部分が反応するため生成レゾー
ル初期縮合物中のメチロール基の数と使用するm
―クレゾールの数がほゞ等しく、縮合反応により
末端にm―クレゾールが位置した重合体を得るこ
とが出来る。
アルカリ触媒としては公知のものを使用するこ
とが出来、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金
属の水酸化物あるいは炭酸塩が用いられる。触媒
量はフエノール類に対して0.2〜20モル%を、好
ましくは0.5〜10モル%の範囲である。
またレゾール化反応は水溶媒系で行なうのであ
るが、他の有機溶媒と併用した系で行なうことも
可能である。この場合原料フエノール類を溶解
し、かつ生成レゾール型初期縮合物も溶解させ得
る溶媒を使用することが好ましく、例としてメチ
ルアルコール、エチルアルコール等の脂肪族アル
コール、アセトン、メチルエチルケトン等の脂肪
族ケトン等をあげることができる。
縮合反応で使用する酸触媒は上記使用アルカリ
触媒と当量ないしフエノール類に対し10モル%好
ましくは0.3〜3モル%過剰で使用するが、既知
の塩酸、硫酸、硝酸、蟻酸、蓚酸、酢酸、p―ト
ルエンスルホン酸等が使用できる。
使用する触媒量は生成樹脂中に残留するので出
来得る限り少量使用が望ましい。
共縮合反応ではm―クレゾールの懸濁のため少
量の水を添加しているが他の溶媒を併用すること
もさしつかえない。
このようにして製造された重合体を接着剤とす
る場合、蒸留、抽出等の公知の分離方法により残
存しているモノマーを除去し、可融性樹脂とした
上で水分散液とすることが望ましい。
かくして本発明方法により製造された重合体
は、従来公知の方法により製造されたものにくら
べて接着性能、取り扱い性等において非常に優れ
た性質を有し本発明の工業的価値は高度なもので
ある。
接着性能は1浴型接着剤としてゴム―ポリエス
テル繊維に広く使用されているインペリヤル・ケ
ミカル・インダストリーズ・リミテツド(I.C.I
社)製バルカボンドEを大きく上廻り、また取り
扱い性についても安定な水分散液であり本発明の
目的に充分適合するものである。また保存安定性
についてもノボラツク型樹脂であるため問題はな
い。
本発明の製造方法による重合体は最も特徴的に
はポリエステル繊維用接着剤処理液に使われる。
すなわちレゾルシンとホルムアルデヒドのアルカ
リ性初期縮合物とゴムラテツクスとを混合したい
わゆるRFLと混合して用いる。
周知のとおりRFLは、一般的にはレゾルシン
1モルに対し、ホルムアルデヒド1〜4モルを、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アン
モニウム等のアルカリ触媒下で縮合させておいて
ビニルピリジン―スチレン―ブタジエン―ラテツ
クス、スチレン―ブタジエンラテツクス、ポリブ
タジエンラテツクス、天然ゴムラテツクス等の一
種か二種以上を混合して得られる。
接着剤処理液中に存在する各2成分は、接着剤
総固形分重量100に対し重合体固形分は30〜50、
RFLは50〜70が好ましい。
ポリエステル繊維は上記接着剤処理液に浸漬す
るか他の適当な手段により接着剤を付着せしめ、
次いで200℃〜250℃の範囲の温度で熱処理し、こ
の処理コードを未加硫ゴムにうめ込み加硫接着す
る。
以下、実施例をもつて本発明の製造方法を、比
較例をもつて本発明と比較のための製造方法を、
また参考例をもつて、製造したそれぞれの重合体
をポリエステル繊維とゴムとの接着剤として使用
した接着力評価結果を詳細に説明する。
また文中、部とあるのは特に断わらない限り重
量部を示す。
実施例 1
2000mlの4ツ口コルベン中で257部のp―クロ
ロフエノールを500部の水、8部の苛性ソーダと
ともに撹拌しながら80℃の温度で324部の37%ホ
ルマリン水溶液を3時間かけてゆつくり滴下し
た。さらに同温度で2時間撹拌を続け未反応のホ
ルマリン量が仕込量に対して10%になつたところ
で25℃に冷却し500部のエチルアルコールを添加
し均一液とし反応を停止した。
次に3000mlのセパラプルフラスコに432部のm
―クレゾール、500部の水、および12.5部のシユ
ウ酸を仕込み、70℃で撹拌しながら上記p―クロ
ロフエノール―ホルマリン反応液を3時間かけて
ゆつくり滴下した。さらに同温度で3時間撹拌を
続けた後、系内の水、エチルアルコールを除去し
次に未反応のm―クレゾールおよびp―クロロフ
エノールは減圧蒸留によつて除去し、p―クロロ
フエノール―m―クレゾール―ホルムアデヒド樹
脂(A)753部を得た。上記樹脂は赤褐色の固体で90
℃の軟化点を持つ可融性オリゴマーであり平均分
子量は580であつた。
実施例 2
2000mlの4ツ口コルベン中で257部のp―クロ
ロフエノールを500部の水、8部の苛性ソーダと
ともに撹拌しながら80℃の温度で283.5部の37%
ホルマリン水溶液を3時間かけてゆつくり滴下し
た。さらに同温度で2時間撹拌を続け未反応のホ
ルマリン量が仕込量に対して9%になつたところ
で25℃に冷却し500部のエチルアルコールを添加
し均一液とし反応を停止した。
次に3000mlのセパラブルフラスコに378部のm
―クレゾール、430部の水、および12.2部のシユ
ウ酸を仕込み70℃で撹拌しながら上記p―クロロ
フエノール―ホルマリン反応液を3時間かけてゆ
つくり滴下した。さらに同温度で3時間撹拌を続
けた後系内の水、エチルアルコールを除去し、次
に未反応のm―クレゾールおよびp―クロロフエ
ノールは減圧蒸留によつて除去し、p―クロロフ
エノール―m―クレゾール―ホルムアデヒド樹脂
(B)688部を得た。
実施例 3
1000mlの4ツ口コルベン中で216部のm―クレ
ゾールを250部の水、1.6部の苛性ソーダとともに
撹拌しながら50℃の温度で324部の37%ホルマリ
ン水溶液を3時間かけてゆつくり滴下した。さら
に同温度で2時間撹拌を続け未反応のホルマリン
量が仕込量に対して10%になつたところで25℃に
冷却し反応を停止した。
次に2000mlのセパラブルフラスコに432部のm
―クレゾール、500部の水、および5部のシユウ
酸を仕込み、70℃で撹拌しながら上記m―クレゾ
ール―ホルマリン反応液を3時間かけてゆつくり
滴下した。さらに同温度で3時間撹拌を続けた後
系内の水を除去し、次に未反応のm―クレゾール
は減圧蒸留によつて除去し、レゾール経由のm―
クレゾール―ホルムアデヒド樹脂(C)702部を得た。
実施例 4
1000mlの4ツ口コルベン中で150部のm―tert
―ブチルフエノールを250部の水、20部の苛性ソ
ーダとともに撹拌しながら70℃の温度で121.6部
の37%ホルマリン水溶液を3時間かけてゆつくり
滴下した。さらに同温度で2時間撹拌を続け未反
応のホルマリン量が仕込量に対して15%になつた
ところで25℃に冷却しエチルアルコール200部を
加え均一液とし反応を停止した。
次に2000mlのセパラブルフラスコに162部のm
―クレゾール、200部の水、6.2部のシユウ酸を仕
込み、70℃で撹拌しながら上記m―tert―ブチル
フエノール―ホルマリン反応液を3時間かけてゆ
つくり滴下した。さらに同温度で3時間撹拌を続
けた後系内の水、エチルアルコールを除去し、次
に未反応のm―クレゾールおよびm―tert―ブチ
ルフエノールは減圧蒸留によつて除去し、m―
tert―ブチルフエノールm―クレゾール―ホルム
アデヒド樹脂(D)332部を得た。
実施例 5
2000mlの4ツ口コルベン中で244部の3,5―
キシレノールを340部の水、4部の苛性ソーダと
ともに撹拌しながら50℃の温度で324部の37%ホ
ルマリン水溶液を3時間かけてゆつくり滴下し
た。さらに同温度で2時間撹拌を続け未反応のホ
ルマリン量が仕込量に対して4%になつたところ
で25℃に冷却し250部のエチルアルコールを加え
均一液とし反応を停止した。
次に3000mlのセパラブルフラスコに432部のm
―クレゾール、500部の水、および7.9部のシユウ
酸を仕込み、70℃で撹拌しながら上記3,5―キ
シレノール―ホルマリン反応液を3時間かけてゆ
つくり滴下した。さらに同温度で3時間撹拌を続
けた後系内の水、エチルアルコールを除去し、次
に未反応のm―クレゾールおよび3,5―キシレ
ノールは減圧蒸留によつて除去し、3,5―キシ
レノール―m―クレゾール―ホルムアデヒド樹脂
(E)731部を得た。
実施例 6
1000mlの4ツ口コルベン中で108部のm―クレ
ゾール、および122部のm―エチルフエノールを
250部の水、1.6部の苛性ソーダとともに撹拌しな
がら60℃の温度で324部の37%ホルマリン水溶液
を3時間かけてゆつくり滴下した。さらに同温度
で2時間撹拌を続け未反応のホルマリン量が仕込
量に対して7%になつたところで25℃に冷却し反
応を停止した。
次に2000mlのセパラブルフラスコに432部のm
―クレゾール、500部の水、5部のシユウ酸を仕
込み、70℃で撹拌しながら上記m―クレゾール―
m―エチルフエノール―ホルマリン反応液を3時
間かけてゆつくり滴下した。さらに同温度で3時
間撹拌を続けた後系内の水を除去し、次に未反応
のm―クレゾールおよびm―エチルフエノールは
減圧蒸留によつて除去し、m―クレゾール―m―
エチルフエノール―ホルムアルデヒド樹脂(F)704
部を得た。
比較例 1
2000mlの4ツ口コルベン中で、257部のp―ク
ロロフエノールを500部の水、8部の苛性ソーダ
とともに撹拌しながら、60℃の温度で、324部の
37%ホルマリン水溶液を3時間かけてゆつくり滴
下した。さらに同温度で2時間撹拌を続け、未反
応のホルマリン量が仕込量に対して35%になつた
ところで25℃に冷却し500部のエチルアルコール
を添加し均一液とし反応を停止した。
次に3000mlのセパラブルフラスコに432部のm
―クレゾール、500部の水、および12.5部のシユ
ウ酸を仕込み、70℃で撹拌しながら上記p―クロ
ロフエノール―ホルマリン反応液を3時間かけて
ゆつくり滴下した。さらに同温度で3時間撹拌を
続けた後、系内の水およびエチルアルコールを除
去し次に未反応のp―クロロフエノールおよびm
―クレゾールは減圧蒸留によつて除去し、p―ク
ロロフエノール―m―クレゾール―ホルムアルデ
ヒド樹脂(G)を730部得た。
参考例 1
以上の実施例、比較例で得た重合体樹脂をポリ
エステル繊維とゴムとの接着剤として使用し、そ
の接着力評価結果を試験方法も併せて以下説明す
る。
(ア) 接着剤処理液は
重合体水分散液 40部
RFL 60部
を混合して得た。重合体水分散液はアニオン系
界面活性剤デモールSSL(花王アトラス社製)
を用い実験室用サンドグラインダーを使用し水
に分散させた固形分15%のものである。
RFLは
水 635.5
レゾルシン 20.5
37%ホルムアルデヒド 18
5%苛性ソーダ水溶液 32
ビニルピリジンラテツクス(41%) 294
の組成からなり、固形分15%の水分散液であ
る。
(イ) 未加硫ゴムは次の組成からなる。
スモークドシート 30部
スチレン―ブタジエンゴム 70
カーボンブラツク 40
ステアリン酸 1.5
プロセスオイル(石油系) 5
亜 鉛 華 5
N―フエニル―β―ナフチルアミン 1
ベンゾチアジルジスルフイド 0.8
ジフエニルグアニジン 0.2
硫 黄 2
(ウ) ポリエステル繊維タイヤコードは
ポリエステル繊維として1500d/2(上撚数4
0/10cm、下撚数40/10cm)のものを用いた。
(エ) 処理法
ポリエステル繊維タイヤコード(ウ)を上記接着
剤処理液(ア)に浸漬し定長下で240℃、2分間の
熱処理を行なつた。
(オ) 試験法
前述の処理法(エ)によつて得た処理コードを前
記配合の未加硫ゴム(イ)に埋めて145℃、100Kg/
cm2の圧力下で30分間加硫しHテストにより常温
で接着力を測定した。
(カ) 接着力の測定結果を第1表に示す。この表か
ら本発明の方法により製造した共重合体の接着
力が既知の共重合体(比較例2)に比べてより
はるかに優れていることは明らかである。又本
発明方法の範囲をはずれる未反応ホルムアルデ
ヒドを残すと、その接着力は著しく低下する
(比較例1)。[Formula] (in the formula, R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 is H or CH 3 group), and one or more phenols represented by the above phenols and 0.7 ~2.5 times the molar ratio of formaldehyde is reacted to obtain a resol-type initial condensate in which unreacted formaldehyde remains at 50% or less based on the charged amount, and then an amount equivalent to the above alkali catalyst or 10 mol% excess relative to the above phenols is obtained. A dispersible meta-cresol polymer, characterized in that the above-mentioned resol initial condensate is added to a mixture of 0.7 to 2.5 times the molar amount of m-cresol to the above-mentioned phenols, and a co-condensation reaction is carried out. This is a manufacturing method. The first feature of the present invention lies in the structure of monovalent phenols, which are the raw materials for the resol initial condensate to be condensed with m-cresol. The alkyl-substituted phenol and p-chlorophenol are industrially easily available, and the solubility parameter of the condensate with m-cresol has a structure close to that of polyester. Furthermore, in order to improve the reactivity with formalin during resolization, the alkyl group substitution position of the alkylphenol should be at the meta position, and the size of the substituted alkyl group should be selected so that it has up to 4 carbon atoms and has little steric hindrance. There is a need. These phenols include p-chlorophenol, m-cresol,
3,5-xylenol, m-ethylphenol,
m-lso-propylphenol, m-n-propylphenol, m-tert-butylphenol, m
-lso-butylphenol, m-sec-butylphenol, m-n-butylphenol are mentioned, but preferred ones are p-chlorophenol, m-cresol, 3,5-xylenol, m-ethylphenol, m- lso-propylphenol, m-
An example is tert-butylphenol. The second feature of the present invention is that when obtaining a resol-type initial condensate, the amount of unreacted formaldehyde is 50% or less based on the amount charged, preferably approximately 1 to 20%.
%. The resol-forming reaction conditions are important because they have a great influence on the performance of the resorcinol copolymer, which is the final target product, particularly on the adhesive performance. Generally, this reaction generates a large amount of heat, and the resol-type initial condensate is unstable to heat. If the reaction is allowed to proceed too much, that is, when unreacted formaldehyde becomes less than 1% of the charged amount, a benzyl ether-type compound is formed due to a dehydration reaction. Undesirable side reaction products such as these are likely to be produced. On the other hand, if the reaction conditions are too mild, for example, if the amount of unreacted formaldehyde exceeds 50% of the charged amount, the unreacted formaldehyde will react with m-cresol during the novolacification reaction, and the proportion of the novolac copolymer similarly sought will decrease. This results in a decrease in performance as an adhesive.
In order to avoid this, in the method of the present invention, the reaction is controlled so that the amount of unreacted formaldehyde remains within the above specified range. Regarding the reaction temperature, 20° to 100°C, preferably
A range of 40° to 90°C is suitable. Specifically, this temperature needs to be appropriately selected depending on the combination of other conditions, such as the type of phenol used, the amount of catalyst, and the reaction time. For example, the reaction generally tends to proceed at lower reaction temperatures in the order of p-chlorophenol, m-tert-butylphenol, m-ethylphenol, m-cresol, and 3,5-xylenol. If the amount of catalyst is increased, the reaction temperature can be lowered, and the reaction temperature will naturally affect the reaction time, but for process control purposes, it will take 1 to 24 hours, preferably 2 hours.
It is preferable to select the temperature so that the heating time is about 10 hours. The third feature of the present invention is that the above-mentioned phenols are condensed with m-cresol. High purity m-cresol is easily available at low cost. The fourth feature of the present invention resides in a method of condensation reaction between the resol initial condensate and m-cresol. Generally, acid and m-cresol are added to the resol liquid to perform novolacification, but although this method has the advantage of being able to be done in a single container, it also causes the side reaction of novolacification between the resol initial condensates due to acid addition. As it occurs,
Since the condensation reaction proceeds all at once, complicated operations such as gradually raising the reaction temperature are required for reaction control, and this involves risks. The method of the present invention is characterized in that a mixture of an alkaline catalyst, an equivalent amount or a 10 mol% excess of acid relative to the phenol used, and m-cresol is gradually reacted with the resol type initial condensate. be. In other words, in the conventional method in which a mixture of acid and m-cresol is suspended in water and added to the resolization reaction solution, the resol-type initial condensate itself changes due to heating until the reaction is completed; The various problems mentioned above can be solved all at once by the reverse method of adding the resol-forming reaction liquid to the mixture. The added resol-type initial condensate can be used after being cooled if necessary, and has the advantage that progress of deterioration over time can be suppressed. The molar ratio of formaldehyde to the phenols used in the present invention is important to obtain a copolymer with a preferable molecular weight distribution, and it is preferable to use a molar ratio of 0.7 to 2.5 times the molar ratio of formaldehyde to the phenols.
A molar ratio of ~2.2 times is particularly preferred. The molecular weight distribution is measured by gel permeation chromatography (hereinafter referred to as GPC), and based on the waveform and actual adhesive strength, the average molecular weight is in the distribution range of 200 to 1500, preferably 250 to 800. be. Furthermore, the amount of m-cresol used in the present invention is
The amount is preferably 0.8 to 1.2 equivalents per equivalent of methylol group of the resol type initial condensate, and the amount of the phenols
The molar ratio ranges from 0.7 to 2.5 times. Since a considerable portion of the formaldehyde used reacts, the number of methylol groups in the resol initial condensate formed and m used
- It is possible to obtain a polymer in which the number of cresols is approximately equal and m-cresol is located at the end by a condensation reaction. Known alkali catalysts can be used, and hydroxides or carbonates of alkali metals or alkaline earth metals are used. The amount of catalyst is in the range of 0.2 to 20 mol%, preferably 0.5 to 10 mol%, based on the phenols. Further, although the resolization reaction is carried out in an aqueous solvent system, it can also be carried out in a system in which other organic solvents are used in combination. In this case, it is preferable to use a solvent that can dissolve the raw material phenols and also dissolve the generated resol-type initial condensate. Examples include aliphatic alcohols such as methyl alcohol and ethyl alcohol, aliphatic ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, etc. can be given. The acid catalyst used in the condensation reaction is used in an amount equivalent to the alkali catalyst used above or in an excess of 10 mol %, preferably 0.3 to 3 mol %, relative to the phenols, and may be any of the known hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, formic acid, oxalic acid, acetic acid, p -Toluenesulfonic acid etc. can be used. Since the amount of catalyst used remains in the produced resin, it is desirable to use as little as possible. In the co-condensation reaction, a small amount of water is added to suspend m-cresol, but other solvents may also be used in combination. When using the polymer produced in this way as an adhesive, the remaining monomers can be removed by known separation methods such as distillation or extraction to form a fusible resin, which is then made into an aqueous dispersion. desirable. Thus, the polymer produced by the method of the present invention has extremely superior properties in terms of adhesive performance, ease of handling, etc. compared to those produced by conventionally known methods, and the industrial value of the present invention is high. be. Adhesive performance is measured by Imperial Chemical Industries Limited (ICI), which is widely used for rubber-polyester fibers as a one-bath adhesive.
It is an aqueous dispersion that is much superior to Valkabond E manufactured by Co., Ltd., and is also stable in terms of handling, and is fully suitable for the purpose of the present invention. There is also no problem with storage stability since it is a novolak type resin. The polymer produced by the production method of the present invention is most characteristically used in an adhesive treatment solution for polyester fibers.
That is, it is used by mixing it with so-called RFL, which is a mixture of an alkaline initial condensate of resorcinol and formaldehyde and rubber latex. As is well known, RFL generally consists of 1 to 4 moles of formaldehyde per 1 mole of resorcinol.
One or more types of vinyl pyridine-styrene-butadiene latex, styrene-butadiene latex, polybutadiene latex, natural rubber latex, etc. are produced by condensation under an alkali catalyst such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, or ammonium hydroxide. obtained by mixing. Each of the two components present in the adhesive treatment liquid has a polymer solid content of 30 to 50% of the total adhesive solids weight of 100%,
RFL is preferably 50-70. The polyester fibers are immersed in the adhesive treatment solution or coated with an adhesive by other suitable means,
Then, it is heat treated at a temperature in the range of 200°C to 250°C, and the treated cord is embedded in unvulcanized rubber and vulcanized and bonded. Hereinafter, examples will be given to explain the manufacturing method of the present invention, and comparative examples will be given to explain the manufacturing method of the present invention and for comparison.
Further, referring to reference examples, the results of evaluation of adhesive strength using each of the produced polymers as an adhesive between polyester fiber and rubber will be explained in detail. Furthermore, in the text, parts refer to parts by weight unless otherwise specified. Example 1 While stirring 257 parts of p-chlorophenol with 500 parts of water and 8 parts of caustic soda in a 2000 ml four-necked kolben, 324 parts of a 37% formalin aqueous solution was boiled over 3 hours at a temperature of 80°C. Made and dripped. Stirring was continued for another 2 hours at the same temperature, and when the amount of unreacted formalin reached 10% of the charged amount, the mixture was cooled to 25°C and 500 parts of ethyl alcohol was added to form a homogeneous liquid, and the reaction was stopped. Next, add 432 parts of m to a 3,000 ml separate flask.
-Cresol, 500 parts of water, and 12.5 parts of oxalic acid were charged, and the above p-chlorophenol-formalin reaction solution was slowly added dropwise over 3 hours while stirring at 70°C. After further stirring at the same temperature for 3 hours, water and ethyl alcohol in the system were removed, unreacted m-cresol and p-chlorophenol were removed by vacuum distillation, and p-chlorophenol-m -Cresol-formadehyde resin (A) 753 parts were obtained. The above resin is a reddish brown solid with 90%
It was a fusible oligomer with a softening point of °C and an average molecular weight of 580. Example 2 257 parts of p-chlorophenol was mixed with 500 parts of water and 8 parts of caustic soda in a 2000 ml four-necked kolben at a temperature of 80° C. while stirring at a temperature of 283.5 parts of 37%.
An aqueous formalin solution was slowly added dropwise over a period of 3 hours. Stirring was further continued at the same temperature for 2 hours, and when the amount of unreacted formalin reached 9% of the charged amount, the mixture was cooled to 25°C and 500 parts of ethyl alcohol was added to form a homogeneous liquid, and the reaction was stopped. Next, add 378 parts of m to a 3000 ml separable flask.
-Cresol, 430 parts of water, and 12.2 parts of oxalic acid were charged, and the above p-chlorophenol-formalin reaction solution was slowly added dropwise over 3 hours while stirring at 70°C. After further stirring at the same temperature for 3 hours, water and ethyl alcohol in the system were removed, unreacted m-cresol and p-chlorophenol were removed by vacuum distillation, and p-chlorophenol-m -Cresol-formadehyde resin
(B) 688 copies were obtained. Example 3 216 parts of m-cresol was stirred with 250 parts of water and 1.6 parts of caustic soda in a 1000 ml four-necked Kolben at a temperature of 50°C, and 324 parts of a 37% formalin aqueous solution was slowly prepared over 3 hours. dripped. Stirring was further continued for 2 hours at the same temperature, and when the amount of unreacted formalin reached 10% of the charged amount, the reaction was stopped by cooling to 25°C. Next, add 432 parts of m to a 2000 ml separable flask.
-Cresol, 500 parts of water, and 5 parts of oxalic acid were charged, and the above m-cresol-formalin reaction solution was slowly added dropwise over 3 hours while stirring at 70°C. After further stirring at the same temperature for 3 hours, the water in the system was removed, and unreacted m-cresol was removed by vacuum distillation.
702 parts of cresol-formadehyde resin (C) was obtained. Example 4 150 parts m-tert in a 1000 ml four-necked Kolben
-While stirring butylphenol with 250 parts of water and 20 parts of caustic soda, 121.6 parts of a 37% aqueous formalin solution was slowly added dropwise at a temperature of 70°C over 3 hours. Stirring was further continued at the same temperature for 2 hours, and when the amount of unreacted formalin reached 15% of the charged amount, the mixture was cooled to 25°C, and 200 parts of ethyl alcohol was added to form a homogeneous liquid, and the reaction was stopped. Next, add 162 parts of m to a 2000 ml separable flask.
-Cresol, 200 parts of water, and 6.2 parts of oxalic acid were charged, and the above m-tert-butylphenol-formalin reaction solution was slowly added dropwise over 3 hours while stirring at 70°C. After further stirring at the same temperature for 3 hours, water and ethyl alcohol in the system were removed, and unreacted m-cresol and m-tert-butylphenol were removed by vacuum distillation.
332 parts of tert-butylphenol m-cresol-formadehyde resin (D) was obtained. Example 5 244 parts of 3,5- in a 2000 ml four-necked Kolben
While stirring xylenol with 340 parts of water and 4 parts of caustic soda, 324 parts of a 37% formalin aqueous solution was slowly added dropwise at a temperature of 50°C over 3 hours. Stirring was further continued at the same temperature for 2 hours, and when the amount of unreacted formalin reached 4% of the charged amount, the mixture was cooled to 25°C, and 250 parts of ethyl alcohol was added to form a homogeneous liquid, and the reaction was stopped. Next, add 432 parts of m to a 3000 ml separable flask.
-Cresol, 500 parts of water, and 7.9 parts of oxalic acid were charged, and the above 3,5-xylenol-formalin reaction solution was slowly added dropwise over 3 hours while stirring at 70°C. After further stirring at the same temperature for 3 hours, water and ethyl alcohol in the system were removed, and unreacted m-cresol and 3,5-xylenol were removed by vacuum distillation. -m-cresol-formadehyde resin
(E) Obtained 731 copies. Example 6 108 parts of m-cresol and 122 parts of m-ethylphenol were added in a 1000 ml four-necked Kolben.
While stirring with 250 parts of water and 1.6 parts of caustic soda, 324 parts of a 37% formalin aqueous solution was slowly added dropwise over 3 hours at a temperature of 60°C. Stirring was further continued at the same temperature for 2 hours, and when the amount of unreacted formalin reached 7% of the charged amount, the reaction was stopped by cooling to 25°C. Next, add 432 parts of m to a 2000 ml separable flask.
-Cresol, 500 parts of water, and 5 parts of oxalic acid were added, and the above m-cresol was mixed with stirring at 70℃.
The m-ethylphenol-formalin reaction solution was slowly added dropwise over 3 hours. After further stirring at the same temperature for 3 hours, water in the system was removed, unreacted m-cresol and m-ethylphenol were removed by vacuum distillation, and m-cresol-m-
Ethylphenol-formaldehyde resin (F)704
I got the department. Comparative Example 1 In a 2000 ml four-necked Kolben, 324 parts of p-chlorophenol was stirred with 500 parts of water and 8 parts of caustic soda at a temperature of 60°C.
A 37% formalin aqueous solution was slowly added dropwise over 3 hours. Stirring was further continued at the same temperature for 2 hours, and when the amount of unreacted formalin reached 35% of the charged amount, the mixture was cooled to 25°C and 500 parts of ethyl alcohol was added to form a homogeneous liquid, and the reaction was stopped. Next, add 432 parts of m to a 3000 ml separable flask.
-Cresol, 500 parts of water, and 12.5 parts of oxalic acid were charged, and the above p-chlorophenol-formalin reaction solution was slowly added dropwise over 3 hours while stirring at 70°C. After further stirring at the same temperature for 3 hours, water and ethyl alcohol in the system were removed, and unreacted p-chlorophenol and m
-Cresol was removed by vacuum distillation to obtain 730 parts of p-chlorophenol-m-cresol-formaldehyde resin (G). Reference Example 1 The polymer resin obtained in the above Examples and Comparative Examples was used as an adhesive between polyester fiber and rubber, and the results of evaluating the adhesive force thereof will be explained below along with the test method. (a) The adhesive treatment liquid was obtained by mixing 40 parts of polymer aqueous dispersion and 60 parts of RFL. The polymer aqueous dispersion is anionic surfactant Demol SSL (manufactured by Kao Atlas Co., Ltd.)
15% solids dispersed in water using a laboratory sand grinder. RFL consists of water, 635.5 resorcinol, 20.5, 37% formaldehyde, 18, 5% caustic soda aqueous solution, 32 vinylpyridine latex (41%), 294 and is an aqueous dispersion with a solid content of 15%. (a) Unvulcanized rubber consists of the following composition: Smoked sheet 30 parts Styrene-butadiene rubber 70 Carbon black 40 Stearic acid 1.5 Process oil (petroleum) 5 Zinc Flower 5 N-phenyl-β-naphthylamine 1 Benzothiazyl disulfide 0.8 Diphenylguanidine 0.2 Sulfur 2 ) Polyester fiber tire cord is 1500d/2 as polyester fiber (number of twists is 4).
0/10 cm and the number of first twists was 40/10 cm). (d) Treatment method The polyester fiber tire cord (c) was immersed in the above adhesive treatment solution (a) and heat treated at 240°C for 2 minutes at a fixed length. (e) Test method The processing code obtained by the above processing method (d) was buried in unvulcanized rubber (a) of the above composition and heated at 145°C with 100kg/
The adhesive strength was measured by H test at room temperature after vulcanization for 30 minutes under a pressure of cm 2 . (F) The measurement results of adhesive strength are shown in Table 1. It is clear from this table that the adhesive strength of the copolymer produced by the method of the invention is much better than that of the known copolymer (Comparative Example 2). Furthermore, if unreacted formaldehyde, which is out of the scope of the method of the present invention, remains, the adhesive strength is significantly reduced (Comparative Example 1).
Claims (1)
ルあるいは、一般式【式】(式中R1は 炭素数1〜4のアルキル基R2はHまたはCH3基
をあらわす)で示されるフエノール類の1種また
は2種以上と、上記フエノール類に対して0.7〜
2.5倍モル比のホルムアルデヒドを反応させ、未
反応ホルムアルデヒドを仕込量に対して50%以下
残存させたレゾール型初期縮合物を得、次いで上
記アルカリ触媒と当量ないし上記フエノール類に
対し10モル%過剰の酸と、上記フエノール類に対
して0.7〜2.5倍モルのm―クレゾールとの混合物
に、上記レゾール初期縮合物を添加し、縮合反応
させることを特徴とする分散可能なメタ―クレゾ
ール系重合体の製造方法。[Claims] 1. In the presence of an alkali catalyst, p-chlorophenol or the general formula [Formula] (wherein R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 represents H or CH 3 group) One or more of the phenols shown and 0.7 to 0.7 to the above phenols.
A resol-type initial condensate was obtained by reacting formaldehyde at a molar ratio of 2.5 times to obtain a resol-type initial condensate in which unreacted formaldehyde remained at 50% or less based on the charged amount, and then an amount equivalent to the above-mentioned alkali catalyst or an excess of 10 mol% relative to the above-mentioned phenols was obtained. A dispersible meta-cresol polymer characterized by adding the above-mentioned resol initial condensate to a mixture of acid and m-cresol in an amount of 0.7 to 2.5 times the mole of the above-mentioned phenols, and causing a condensation reaction. Production method.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP5302781A JPS57167314A (en) | 1981-04-10 | 1981-04-10 | Production of m-cresol polymer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP5302781A JPS57167314A (en) | 1981-04-10 | 1981-04-10 | Production of m-cresol polymer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57167314A JPS57167314A (en) | 1982-10-15 |
| JPS6358167B2 true JPS6358167B2 (en) | 1988-11-15 |
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| JP5302781A Granted JPS57167314A (en) | 1981-04-10 | 1981-04-10 | Production of m-cresol polymer |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS6445844U (en) * | 1987-09-14 | 1989-03-20 |
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|---|---|---|---|---|
| CN109160986B (en) * | 2018-08-22 | 2021-08-17 | 江苏麒祥高新材料有限公司 | Modified m-cresol-phenol-formaldehyde resin, preparation method and rubber composition thereof |
-
1981
- 1981-04-10 JP JP5302781A patent/JPS57167314A/en active Granted
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| JPS6445844U (en) * | 1987-09-14 | 1989-03-20 |
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