JPH0433803B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0433803B2 JPH0433803B2 JP58065277A JP6527783A JPH0433803B2 JP H0433803 B2 JPH0433803 B2 JP H0433803B2 JP 58065277 A JP58065277 A JP 58065277A JP 6527783 A JP6527783 A JP 6527783A JP H0433803 B2 JPH0433803 B2 JP H0433803B2
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- JP
- Japan
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- phenols
- range
- mol
- molecular weight
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- Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
Description
本発明は、実質上線状にある高分子量ノボラツ
ク型置換フエノール樹脂を容易な反応操作により
迅速にかつ高収率で製造する方法に関する。さら
に詳細には、種々の硬化型樹脂に配合することに
より、耐熱特性および機械的特性に優れた樹脂組
成物が得られ、種々の用途に利用することのでき
る高分子量ノボラツク型置換フエノール樹脂を工
業的に製造するに適した方法を提供するものであ
る。
従来、多くの研究者により高分子量のノボラツ
ク型フエノール樹脂を製造しようとする種々の試
みがなされていたが、実質上線状であつてかつ高
分子量ノボラツク型置換フエノール樹脂は本出願
人の提案した特開昭56−92908号公報、特開昭57
−14615号公報、特開昭57−113号公報、特開昭57
−10644号公報、特開昭57−10645号公報、特開昭
58−11551号公報などの方法によつて最初に製造
された。しかし、これらの公開公報に提案した方
法はいずれも二官能性フエノール類を主成分とす
る低分子量のノボラツク型またはレゾール型置換
フエノール樹脂を鎖延長剤と反応させることによ
り高分子量化させるものであつたが、これらの方
法によるといずれも実質上線状であつて高分子量
ノボラツク型置換フエノール樹脂が高収率で製造
できるという利点があるものの、二段階の反応工
程を必要としかつ操作が煩雑となるので、工業的
規模で製造する際には必ずしも適しているとは言
い難かつた。
また、その後に、二官能性フエノール類を主成
分とする高分子量ノボラツク型置換フエノール樹
脂を製造する方法が特開昭56−103215号公報、特
開昭57−80417号公報、特開昭57−187311号公報、
特開昭57−205417号公報および特開昭58−32622
号公報などに提案されている。これらの方法のう
ちで特開昭56−103215号公報に提案された方法
は、その実施例の記載からも明らかなように、二
官能性フエノール類、パラホルムアルデヒド、リ
ン酸および溶媒からなる混合物を還流条件下に
100℃から200℃まで昇温させながら10時間かかつ
て反応させ、さらに260℃まで昇温させながら2
時間脱水縮合させることにより製造するものであ
るので、操作が多段階で煩雑であつてしかも高分
子量の樹脂が得られていないという欠点がある。
また、これらの方法のうちでその他の前記公開公
報に提案された方法は、2官能性フエノール類と
大過剰のホルムアルデヒドとを溶媒および酸性触
媒の存在下に第一次の縮合反応を行い、さらに脱
水操作を行つた後に第二次の縮合反応を極めて長
時間を要して実施している。たとえば、この第二
次縮合反応に関してみるならば、前記いずれの公
開公報の実施例からも明らかなように、この第二
次縮合反応には最も短かい場合でも12時間を要
し、通常の場合には数十時間と長時間を要してお
り、しかもその操作は特開昭57−80417号公報お
よび特開昭57−187311号公報のいずれの実施例か
らも明らかなように極めて煩雑であるという欠点
を有している。
本発明者らは、実質上線状の高分子量ノボラツ
ク型置換フエノール樹脂の製造技術が前述の状況
にあることを認識し、一段階の縮合反応であつて
容易な反応操作によつてしかも迅速に実質上線状
にある高分子量ノボラツク型置換フエノール樹脂
を高収率で製造する方法を検討したところ、二官
能性フエノール類を主成分とするフエノール類と
アルデヒドとを特定の条件下で縮合反応を行うこ
とにより、前記目的が達成できることを見出し、
本発明に到達した。本発明の方法によれば、一段
階の容易な縮合反応操作により迅速にかつ高収率
で高分子量ノボラツク型置換フエノール樹脂が得
られるので、工業的な製造法として適していると
いう特徴がある。
本発明を概説すれば、本発明は、酸性触媒の存
在下に、溶媒中で、二官能性フエノール類を主成
分とするフエノール類とアルデヒドとを縮合させ
ることによりノボラツク型置換フエノール樹脂を
製造する方法において、
[a] 該フエノール類中の二官能性フエノールが、
ベンゼン核上に置換反応に対して二個の活性水
素を有するフエノール類であつて、
一般式
(式中、3個のR1のうちの2個は水素原子で
あり、かつ残りの1個はアルキル基、アリール
基、ハロゲン原子または水酸基を示し、Rは水
素原子、アルキル基、ハロゲン原子または水酸
基を示し、R1およびRはいずれもそれぞれ同
一または異なる基を示す。)
で表されるフエノール類であり、
[b] 該二官能性フエノール類成分の含有率が70
モル%以上であり、且つ三官能性フエノール類
の含有率が30モル%以下の範囲にあること、
[c] 該フエノール類に対するアルデヒドのモル
比が1.3ないし2.0の範囲にあること、
[d] 該酸性触媒の使用割合が該フエノール類に
対して3ないし15モル%の範囲にあること、
[e] 該溶媒が芳香族炭化水素、ハロゲン化芳香
族炭化水素、ニトロ化芳香族炭化水素および芳
香族エーテルからなる群から選ばれた少なくと
も1種であり、
その使用割合が該フエノール類100重量部に
対して80ないし500重量部の範囲にあること、
および
[f] 反応の際の温度が160ないし250℃の範囲に
あること、
を特徴とする数平均分子量が1500以上の範囲にあ
りかつ実質上線状の高分子量ノボラツク型置換フ
エノール樹脂の製法を発明の要旨とするものであ
る。
本発明の方法において使用されるフエノール類
は、上記特定二官能性フエノール類を主成分とす
るものであり、さらに具体的には二官能性フエノ
ール類の含有率が70モル%以上の範囲にありかつ
三官能性フエノール類の含有率が30モル%以下の
範囲にあることが必要であり、さらには二官能性
フエノール類を好ましくは80モル%以上、とくに
好ましくは90モル%以上の範囲で含有し、かつ三
官能性フエノール類を好ましくは20モル%以下、
とくに好ましくは10モル%以下の範囲で含有する
フエノール類である。ここで、両者の合計は100
モル%である。原料フエノール類中の二官能性フ
エノール類の含有率が70モル%より低下すると、
ゲル状重合体が生成するようになり実質上線状の
高分子量ノボラツク型置換フエノール樹脂が得ら
れなくなる。
また、本発明の方法において使用される二官能
性フエノール類はベンゼン核上に置換反応に対し
て二個の活性水素を有するフエノール類であり、
通常一般式〔〕
(式中、3個のR1のうちの2個は水素原子であ
りかつ残りの1個はアルキル基、アリール基、ハ
ロゲン原子または水酸基を示し、Rは水素原子、
アルキル基、ハロゲン原子または水酸基を示し、
R1およびRはいずれもそれぞれ同一または異な
る基を示す。)で表わされるフエノール類であり、
さらに具体的には次に示すフエノール類のオルト
異性体またはパラ異性体を例示することができ
る。たとえば、クレゾール、エチルフエノール、
n−プロピルフエノール、イソプロピルフエノー
ル、n−ブチルフエノール、sec−ブチルフエノ
ール、tert−ブチルフエノール、sec−アミルフ
エノール、tert−アルミフエノール、ヘキシルフ
エノール、オクチルフエノールなどのアルキルフ
エノール;フロロフエノール、クロロフエノー
ル、ブロモフエノールなどのハロフエノール、フ
エニルフエノール、トリルフエノールなどのアリ
ールフエノールなどのフエノール類のオルト異性
体またはパラ異性体を例示することができ、さら
に2,3−キシレノール、3,4−キシレノー
ル、2,5−キシレノール、2,3−ジエチルフ
エノール、3,4−ジエチルフエノール、2,5
−ジエチルフエノール、2,3−ジイソプロピル
フエノール、3,4−ジイソプロピルフエノー
ル、2,5−ジイソプロピルフエノール、2,3
−ジクロロフエノール、3,4−ジクロロフエノ
ール、2,5−ジクロロフエノール、2,5−ジ
クロロフエノール、2−メチル−3−フエニルフ
エノール、3−メチル−4−フエニルフエノー
ル、2−メチル−5−フエニルフエノールなどを
例示することができる。また、三官能性フエノー
ル類はベンゼン核上に置換反応に対して三個の活
性水素を有するフエノール類であり、具体的には
フエノールまたはフエノールのメタ置換体または
フエノールの3,5−置換体である。これらの三
官能性フエノール類は通常一般式〔〕
(式中、Rは水素原子、アルキル基、ハロゲンま
たは水酸基であり、同一または異なる基を示す。)
で表わされるフエノール類である。さらに具体的
には、フエノール、m−クレゾール、m−エチル
フエノール、m−プロピルフエノール、m−イソ
プロピルフエノール、m−ブチルフエノール、m
−アミルフエノール、m−ヘキシルフエノール、
m−ヘプチルフエノール、m−オクチルフエノー
ル、m−フロロフエノール、m−クロロフエノー
ル、m−プロモフエノール、レゾルシンなどのメ
タ位置換フエノール類、3,5−キシレノール、
3,5−ジエチルフエノール、3,5−ジイソプ
ロピルフエノール、3,5−ジブチルフエノー
ル、3,5−ジアミルフエノール、3,5−ジヘ
キシルフエノール、3,5−ジオクチルフエノー
ル、3,5−ジフロロフエノール、3,5−ジク
ロロフエノール、3,5−ジブロモフエノールな
どの3,5−ジ置換フエノール類などを例示する
ことができる。
本発明の方法において使用されるアルデヒドは
通常一般式〔〕
R2−CHO 〔〕
(式中、R2は水素原子、メチル基またはハロゲ
ン化メチル基を示す。)で表わされるアルデヒド
であり、さらに具体的にはホルムアルデヒド、ア
セトアルデヒド、モノクロロアセトアルデヒド、
ジクロロアセトアルデヒド、トリクロロアセトア
ルデヒドなどを例示することができる。該アルデ
ヒドの使用割合は前記フエノール類に対するモル
比が1.3ないし2.0の範囲にあることが必要であ
り、さらに1.4ないし1.8の範囲にあることが好ま
しく、とくに1.5ないし1.7の範囲にあることが好
ましい。前記フエノール類に対するモル比で表わ
したアルデヒドの使用割合が1.3より小さくなる
と高分子量が得られなくなり、また2.0より大き
くなると高品質の高分子量体が得難くなると共に
消失分が増大して経済性に劣るようになる。
本発明の方法において使用される酸性触媒とし
て具体的には、硝酸、硫酸、塩酸、過塩素酸、リ
ン酸などの無機プロトン酸、トルエンスルホン
酸、メタンスルホン酸、蓚酸、マレイン酸などの
有機プロトン酸、三弗化ホウ素、三弗化ホウ素エ
ーテル錯体などの三弗化ホウ素の各種錯体、三塩
化アルミニウム、四塩化スズ、塩化亜鉛、塩化第
二鉄、四塩化チタンなどのルイス酸などを例示す
ることができる。これらの酸性触媒のうちではプ
ロトン酸を使用することが好ましい。該酸性触媒
の使用割合は前記フエノール類に対して3ないし
15モル%の範囲にあることが必要であり、さらに
は5ないし10モル%の範囲にあることが好まし
い。該酸性触媒の使用割合が3モル%より小さく
なると高分子量ノボラツク型置換フエノール樹脂
が高収率で得られなくなり、15モル%より多くな
ると生成樹脂がゲル化して不溶化するようにな
る。
本発明の方法において縮合反応は溶媒中で実施
される。溶媒としては、芳香族炭化水素、ハロゲ
ン化芳香族炭化水素、ニトロ化芳香族炭化水素お
よび芳香族エーテルからなる群から選ばれた少な
くとも1種が使用される。
溶媒として具体的には、ベンゼン、トルエン、
キシレン、クメン、シメン、ジイソプロピルベン
ゼン、デカリンなどの芳香族炭化水素、クロロベ
ンゼン、ブロモベンゼン、ジクロロベンゼンなど
のハロゲン化芳香族炭化水素、ニトロベンゼン、
クロロニトロベンゼンなどのニトロ化芳香族炭化
水素、ジフエニルエーテルなどの芳香族エーテル
等を例示することができる。該溶媒の使用割合は
前記フエノール類100重量部に対して80ないし500
重量部の範囲にあることが必要であり、さらには
100ないし300重量部の範囲にあることが好まし
い。該溶媒の使用割合が80重量部より少なくなる
と、高分子量体が得難くなるとともに生成樹脂が
固化して後処理が困難となり、500重量部より大
きくなると、反応進行が遅く高分子量が得難くな
る。
本発明の方法において、フエノール類とアルデ
ヒドとの縮合反応は前記溶媒中で加熱下に実施さ
れる。反応の際の温度は160ないし250℃の範囲に
あることが必要であり、さらには160ないし200℃
の範囲にあることが好ましく、縮合反応の際の圧
力は通常1ないし20Kg/cm2−G、好ましくは5な
いし15Kg/cm2−Gの範囲であり、反応に要する時
間は通常2ないし10時間、好ましくは4ないし8
時間の範囲である。反応の際の温度が160℃より
低くなると高分子量のノボラツク型置換フエノー
ル樹脂が得られなくなり、250℃より高くなると
生成樹脂の一部がゲル化して不溶化し易くなる。
縮合反応の際には水が生成するが、生成水を除去
することなく反応を実施することもできるし、反
応の際に生成した水を共沸などの手段で反応系外
に除去しながら実施することもできる。本発明の
方法において、縮合反応はフエノール類、アルデ
ヒド、酸性触媒および溶媒からなる混合物を前述
の条件下で加熱し、撹拌することにより実施され
る。縮合反応の終了した反応混合物をメタノー
ル、アセトン、水などの貧溶媒中に投入すること
により析出させるか、あるいは加熱下に溶媒を留
去することにより、高分子量ノボラツク型置換フ
エノール樹脂が得られる。
本発明の方法によつて得られる高分子量ノボラ
ツク型置換フエノール樹脂は、N,N−ジメチル
アセトアミド溶媒中で蒸気圧浸透圧法によつて測
定した数平均分子量(n)が通常1500以上、好
ましくは1700ないし15000の範囲、とくに好まし
くは2000ないし10000の範囲にあり、その数平均
分子量に対する重量平均分子量の比で表わした分
子量分布(w/n)が通常1.8ないし20、好
ましくは2ないし10の範囲にあり、また数平均分
子量が2000以上の樹脂成分の含有率で表わした分
子量分率は通常50重量%以上、好ましくは60重量
%以上、とくに好ましくは70重量%以上である。
また、本発明の方法によつて得られる高分子量ノ
ボラツク型置換フエノール樹脂は実質上線状であ
り、ここで実質上線状とは樹脂鎖が直鎖状ないし
は分枝鎖状を有する線状構造であることを意味
し、網状構造(すなわち、ゲル状架橋構造)を実
質上含まないことを意味する。このことは該高分
子量ノボラツク型置換フエノール樹脂が23℃の
N,N−ジメチルアセトアミドに完全に溶解する
ことによつて確認することができる。また、本発
明の方法によつて得られる高分子量ノボラツク型
置換フエノール樹脂の融点は通常120℃以上、好
ましくは150℃以上の範囲にあり、X線回折より
測定すると結晶性ないしは非晶性の構造を有して
いる。
次に、本発明の方法を実施例によつて具体的に
説明する。
実施例 1
p−クレゾール65g(0.6モル)、37%ホルマリ
ン73g(HCHO0.9モル)、マレイン酸3.5g(0.03
モル)、トルエン114gを容量500mlのオートクレ
ーブに入れ、175℃で4時間反応させた。次いで
反応液をメタノール600ml中に投入して生成物を
析出させ、これをメタノールで洗浄、過、乾燥
して樹脂67g(収率92%)を得た。蒸気圧浸透圧
法(ジメチルアセトアミド中、90℃)により測定
したこの樹脂の数平均分子量nは2000であり、
ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフイーにより
測定したこの樹脂の分子量分布(w/n)は
2.35であつた。
実施例2〜3、比較例1
実施例1において、37%ホルマリンを表1記載
の如く使用した以外は実施例1と同様に行つた。
その結果を表1に示した。
The present invention relates to a method for producing a substantially linear high molecular weight novolac-type substituted phenolic resin quickly and in high yield through easy reaction operations. More specifically, by blending with various curable resins, resin compositions with excellent heat resistance and mechanical properties can be obtained, and high molecular weight novolac-type substituted phenolic resins can be used for various purposes. The present invention provides a method suitable for production. In the past, many researchers have made various attempts to produce high-molecular-weight novolac-type phenolic resins. Publication No. 1982-92908, Japanese Patent Publication No. 1983
−14615 Publication, JP-A-57-113, JP-A-57
-10644 Publication, JP-A-57-10645, JP-A-Sho
It was first produced by a method such as that disclosed in Japanese Patent No. 58-11551. However, the methods proposed in these publications all involve increasing the molecular weight of a low molecular weight novolac type or resol type substituted phenol resin, which is mainly composed of difunctional phenols, by reacting it with a chain extender. However, all of these methods have the advantage of being able to produce substantially linear, high molecular weight novolac-type substituted phenolic resins in high yields, but they require a two-step reaction process and are complicated to operate. Therefore, it could not be said that it is necessarily suitable for manufacturing on an industrial scale. Subsequently, methods for producing high molecular weight novolac-type substituted phenolic resins containing difunctional phenols as main components were disclosed in JP-A-56-103215, JP-A-57-80417, and JP-A-57-80417. Publication No. 187311,
JP-A-57-205417 and JP-A-58-32622
It has been proposed in the Publication No. Among these methods, the method proposed in JP-A-56-103215 uses a mixture of bifunctional phenols, paraformaldehyde, phosphoric acid, and a solvent, as is clear from the description of the examples. under reflux conditions
The reaction was carried out for 10 hours while raising the temperature from 100℃ to 200℃, and then for 2 hours while increasing the temperature to 260℃.
Since it is produced by dehydration condensation over a period of time, it has the disadvantage that the operation is multi-step and complicated, and moreover, a high molecular weight resin cannot be obtained.
Among these methods, another method proposed in the above-mentioned publication involves performing a first condensation reaction of bifunctional phenols and a large excess of formaldehyde in the presence of a solvent and an acidic catalyst, and then After the dehydration operation, the second condensation reaction takes a very long time. For example, if we look at this second condensation reaction, as is clear from the examples in all of the above-mentioned publications, this second condensation reaction takes 12 hours at the shortest time; It takes a long time, several tens of hours, and the operation is extremely complicated, as is clear from the examples in both Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 57-80417 and 187311-1987. It has the following drawbacks. The present inventors recognized that the technology for producing a substantially linear high molecular weight novolac-type substituted phenolic resin exists in the above-mentioned situation, and realized that it is a one-step condensation reaction, a simple reaction operation, and a rapid process. We investigated a method for producing high-yield high-molecular-weight novolac-type substituted phenolic resins in the above line, and found that a condensation reaction between phenols, mainly composed of difunctional phenols, and aldehydes could be carried out under specific conditions. We found that the above purpose can be achieved by
We have arrived at the present invention. According to the method of the present invention, a high molecular weight novolak-type substituted phenolic resin can be obtained quickly and in high yield through a simple one-step condensation reaction operation, and is therefore suitable as an industrial production method. To summarize the present invention, in the present invention, a novolak-type substituted phenolic resin is produced by condensing a phenol containing difunctional phenols as a main component with an aldehyde in a solvent in the presence of an acidic catalyst. In the method, [a] the difunctional phenol in the phenols is
A phenol having two active hydrogens for substitution reaction on the benzene nucleus, which has the general formula (In the formula, two of the three R 1 are hydrogen atoms, and the remaining one represents an alkyl group, an aryl group, a halogen atom, or a hydroxyl group, and R is a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen atom, or hydroxyl group, and R 1 and R each represent the same or different groups.) [b] The content of the bifunctional phenol component is 70
mol% or more, and the content of trifunctional phenols is in the range of 30 mol% or less, [c] the molar ratio of aldehyde to the phenols is in the range of 1.3 to 2.0, [d] The proportion of the acidic catalyst used is in the range of 3 to 15 mol% based on the phenols; [e] The solvent is an aromatic hydrocarbon, a halogenated aromatic hydrocarbon, a nitrated aromatic hydrocarbon, or an aromatic at least one kind selected from the group consisting of group ethers, and the proportion used is in the range of 80 to 500 parts by weight per 100 parts by weight of the phenols;
and [f] Invention of a process for producing a substantially linear high molecular weight novolac-type substituted phenolic resin having a number average molecular weight in the range of 1500 or more and characterized in that the temperature during the reaction is in the range of 160 to 250°C. This is the gist of the report. The phenols used in the method of the present invention are mainly composed of the above-mentioned specific difunctional phenols, and more specifically, the content of the difunctional phenols is in the range of 70 mol% or more. In addition, the content of trifunctional phenols must be in the range of 30 mol% or less, and furthermore, the content of difunctional phenols is preferably 80 mol% or more, particularly preferably 90 mol% or more. and preferably 20 mol% or less of trifunctional phenols,
Particularly preferred are phenols contained in a range of 10 mol% or less. Here, the total of both is 100
It is mole%. When the content of difunctional phenols in the raw material phenols decreases below 70 mol%,
A gel-like polymer is produced, and a substantially linear high molecular weight novolak-type substituted phenolic resin cannot be obtained. Further, the difunctional phenols used in the method of the present invention are phenols having two active hydrogens for substitution reaction on the benzene nucleus, and usually have the general formula [] (In the formula, two of the three R 1 are hydrogen atoms, and the remaining one represents an alkyl group, an aryl group, a halogen atom, or a hydroxyl group, and R is a hydrogen atom,
Indicates an alkyl group, halogen atom or hydroxyl group,
R 1 and R each represent the same or different groups. ) is a phenol expressed by
More specifically, the following ortho isomers or para isomers of phenols can be exemplified. For example, cresol, ethylphenol,
Alkylphenols such as n-propylphenol, isopropylphenol, n-butylphenol, sec-butylphenol, tert-butylphenol, sec-amylphenol, tert-aluminumphenol, hexylphenol, octylphenol; fluorophenol, chlorophenol, bromo Examples include ortho isomers or para isomers of phenols such as halophenols such as phenol, arylphenols such as phenylphenol and tolylphenol, and further 2,3-xylenol, 3,4-xylenol, 2, 5-xylenol, 2,3-diethylphenol, 3,4-diethylphenol, 2,5
-diethylphenol, 2,3-diisopropylphenol, 3,4-diisopropylphenol, 2,5-diisopropylphenol, 2,3
-dichlorophenol, 3,4-dichlorophenol, 2,5-dichlorophenol, 2,5-dichlorophenol, 2-methyl-3-phenylphenol, 3-methyl-4-phenylphenol, 2-methyl-5 -Phenylphenol can be exemplified. In addition, trifunctional phenols are phenols that have three active hydrogens on the benzene nucleus for substitution reactions, and specifically, they are phenols, meta-substituted phenols, or 3,5-substituted phenols. be. These trifunctional phenols usually have the general formula [] (In the formula, R is a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen, or a hydroxyl group, and represents the same or different groups.)
These are phenols represented by More specifically, phenol, m-cresol, m-ethylphenol, m-propylphenol, m-isopropylphenol, m-butylphenol, m-
-amylphenol, m-hexylphenol,
Meta-substituted phenols such as m-heptylphenol, m-octylphenol, m-fluorophenol, m-chlorophenol, m-promophenol, resorcinol, 3,5-xylenol,
3,5-diethylphenol, 3,5-diisopropylphenol, 3,5-dibutylphenol, 3,5-diamylphenol, 3,5-dihexylphenol, 3,5-dioctylphenol, 3,5-difluorophenol , 3,5-disubstituted phenols such as 3,5-dichlorophenol and 3,5-dibromophenol. The aldehyde used in the method of the present invention is usually an aldehyde represented by the general formula [] R 2 -CHO [] (wherein R 2 represents a hydrogen atom, a methyl group or a halogenated methyl group), and Specifically, formaldehyde, acetaldehyde, monochloroacetaldehyde,
Examples include dichloroacetaldehyde and trichloroacetaldehyde. The molar ratio of the aldehyde to the phenols must be in the range of 1.3 to 2.0, preferably in the range of 1.4 to 1.8, particularly preferably in the range of 1.5 to 1.7. If the molar ratio of aldehyde to the phenols is less than 1.3, it will not be possible to obtain a high molecular weight, and if it is larger than 2.0, it will be difficult to obtain a high-quality polymer and the amount lost will increase, making it uneconomical. become inferior. Specifically, the acidic catalyst used in the method of the present invention includes inorganic protonic acids such as nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, perchloric acid, and phosphoric acid, and organic protonic acids such as toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, oxalic acid, and maleic acid. Examples include acids, boron trifluoride, various complexes of boron trifluoride such as boron trifluoride ether complexes, Lewis acids such as aluminum trichloride, tin tetrachloride, zinc chloride, ferric chloride, and titanium tetrachloride. be able to. Among these acidic catalysts, it is preferable to use protonic acids. The ratio of the acidic catalyst used is 3 to 3 to the phenols.
It is necessary that the content be in the range of 15 mol%, and more preferably in the range of 5 to 10 mol%. If the proportion of the acidic catalyst used is less than 3 mol %, a high molecular weight novolac-type substituted phenol resin cannot be obtained in high yield, and if it exceeds 15 mol %, the resulting resin will gel and become insolubilized. In the method of the invention the condensation reaction is carried out in a solvent. As the solvent, at least one selected from the group consisting of aromatic hydrocarbons, halogenated aromatic hydrocarbons, nitrated aromatic hydrocarbons, and aromatic ethers is used. Specifically, the solvents include benzene, toluene,
Aromatic hydrocarbons such as xylene, cumene, cymene, diisopropylbenzene, decalin, halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene, bromobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene,
Examples include nitrated aromatic hydrocarbons such as chloronitrobenzene, aromatic ethers such as diphenyl ether, and the like. The proportion of the solvent used is 80 to 500 parts by weight per 100 parts by weight of the phenols.
It must be within the range of parts by weight, and
Preferably it is in the range of 100 to 300 parts by weight. If the proportion of the solvent used is less than 80 parts by weight, it will be difficult to obtain a high molecular weight product and the resulting resin will solidify, making post-treatment difficult; if it is greater than 500 parts by weight, the reaction will proceed slowly and it will be difficult to obtain a high molecular weight. . In the method of the present invention, the condensation reaction between phenols and aldehydes is carried out in the aforementioned solvent under heating. The temperature during the reaction must be in the range of 160 to 250℃, and more preferably 160 to 200℃.
The pressure during the condensation reaction is usually in the range of 1 to 20 kg/cm 2 -G, preferably 5 to 15 kg/cm 2 -G, and the time required for the reaction is usually 2 to 10 hours. , preferably 4 to 8
It is a range of time. If the reaction temperature is lower than 160°C, a high molecular weight novolak-type substituted phenolic resin cannot be obtained, and if it is higher than 250°C, a part of the resulting resin tends to gel and become insolubilized.
Water is produced during the condensation reaction, but the reaction can be carried out without removing the produced water, or the reaction can be carried out while the water produced during the reaction is removed from the reaction system by means such as azeotropy. You can also. In the method of the present invention, the condensation reaction is carried out by heating and stirring a mixture of phenols, aldehydes, acidic catalysts and solvents under the aforementioned conditions. A high molecular weight novolac-type substituted phenol resin can be obtained by pouring the reaction mixture after the condensation reaction into a poor solvent such as methanol, acetone, or water to cause precipitation, or by distilling off the solvent under heating. The high molecular weight novolac-type substituted phenolic resin obtained by the method of the present invention has a number average molecular weight (n) of usually 1500 or more, preferably 1700 or more, as measured by vapor pressure osmometry in N,N-dimethylacetamide solvent. 15,000 to 15,000, particularly preferably 2,000 to 10,000, and the molecular weight distribution (w/n) expressed as the ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight is usually 1.8 to 20, preferably 2 to 10. The molecular weight fraction expressed as the content of resin components having a number average molecular weight of 2000 or more is usually 50% by weight or more, preferably 60% by weight or more, and particularly preferably 70% by weight or more.
Furthermore, the high molecular weight novolac-type substituted phenolic resin obtained by the method of the present invention is substantially linear, and here, substantially linear refers to a linear structure in which the resin chain is linear or branched. This means that it does not substantially contain a network structure (that is, a gel-like crosslinked structure). This can be confirmed by the fact that the high molecular weight novolak type substituted phenolic resin completely dissolves in N,N-dimethylacetamide at 23°C. Furthermore, the melting point of the high molecular weight novolac-type substituted phenol resin obtained by the method of the present invention is usually in the range of 120°C or higher, preferably 150°C or higher, and when measured by X-ray diffraction, it has a crystalline or amorphous structure. have. Next, the method of the present invention will be specifically explained using examples. Example 1 65 g (0.6 mol) of p-cresol, 73 g (0.9 mol) of 37% formalin, 3.5 g (0.03 mol) of maleic acid
mol) and 114 g of toluene were placed in a 500 ml autoclave and reacted at 175°C for 4 hours. Next, the reaction solution was poured into 600 ml of methanol to precipitate the product, which was washed with methanol, filtered, and dried to obtain 67 g of resin (yield: 92%). The number average molecular weight n of this resin measured by vapor pressure osmometry (in dimethylacetamide, 90°C) is 2000,
The molecular weight distribution (w/n) of this resin measured by gel permeation chromatography is
It was 2.35. Examples 2 to 3, Comparative Example 1 The same procedure as in Example 1 was conducted except that 37% formalin was used as shown in Table 1. The results are shown in Table 1.
【表】
実施例4〜5、比較例2
p−クレゾールおよびm−クレゾールを表2記
載の如く使用し、37%ホルマリン73g
(HCHO0.9モル)、61%硝酸3.1g(0.03モル)、ト
ルエン131mlと共にオートクレーブに入れて、175
℃で6時間反応を行つた。次いで実施例1と同様
に行つて表2の結果を得た。[Table] Examples 4 to 5, Comparative Example 2 p-cresol and m-cresol were used as shown in Table 2, and 73 g of 37% formalin was added.
(0.9 mol of HCHO), 3.1 g (0.03 mol) of 61% nitric acid, and 131 ml of toluene in an autoclave,
The reaction was carried out at ℃ for 6 hours. Next, the same procedure as in Example 1 was carried out to obtain the results shown in Table 2.
【表】
実施例 6〜8
実施例1において、p−クレゾールの代りにo
−クレゾール、p−tert−ブチルフエノール、p
−クロルフエノールをそれぞれ表3記載の如く使
用した以外は実施例1と同様に行つた。その結果
を表3に示した。[Table] Examples 6 to 8 In Example 1, p-cresol was replaced with o
-cresol, p-tert-butylphenol, p
- The same procedure as in Example 1 was carried out except that chlorophenol was used as shown in Table 3. The results are shown in Table 3.
【表】
実施例9〜12、比較例3
実施例1において、マレイン酸の代りに硝酸、
硫酸、p−トルエンスルホン酸をそれぞれ表4記
載の如く使用した以外は実施例1と同様に行つ
た。その結果を表4に示した。[Table] Examples 9 to 12, Comparative Example 3 In Example 1, nitric acid, instead of maleic acid,
The same procedure as in Example 1 was conducted except that sulfuric acid and p-toluenesulfonic acid were used as shown in Table 4. The results are shown in Table 4.
【表】
実施例13〜15、比較例4〜5
実施例1において、マレイン酸の代りに61%硝
酸3.1g(0.03モル)を使用し、反応温度および
時間を表5記載の如くにした以外は実施例1と同
様に行つた。その結果を表5に示した。[Table] Examples 13 to 15, Comparative Examples 4 to 5 Example 1 except that 3.1 g (0.03 mol) of 61% nitric acid was used instead of maleic acid, and the reaction temperature and time were as shown in Table 5. was carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 5.
【表】
実施例16〜18、比較例6
実施例1において、トルエンの代りにo−ジク
ロルベンゼン、ジフエニルエーテル、ニトロベン
ゼン、ジメチルアセトアミドを使用した以外は実
施例1と同様に行つた。その結果を表6に示し
た。[Table] Examples 16 to 18, Comparative Example 6 The same procedure as in Example 1 was conducted except that o-dichlorobenzene, diphenyl ether, nitrobenzene, and dimethylacetamide were used instead of toluene. The results are shown in Table 6.
Claims (1)
エノール類を主成分とするフエノール類とアルデ
ヒドとを縮合させることによりノボラツク型置換
フエノール樹脂を製造する方法において、 [a] 該フエノール類中の二官能性フエノールが、
ベンゼン核上に置換反応に対して二個の活性水
素を有するフエノール類であつて、 一般式 (式中、3個のR1のうちの2個は水素原子で
あり、かつ残りの1個はアルキル基、アリール
基、ハロゲン原子または水酸基を示し、Rは水
素原子、アルキル基、ハロゲン原子または水酸
基を示し、R1およびRはいずれもそれぞれ同
一または異なる基も示す。) で表わされるフエノール類であり、 [b] 該二官能性フエノール類成分の含有率が70
モル%以上であり、かつ三官能性フエノール類
の含有率が30モル%以下の範囲にあること、 [c] 該フエノール類に対するアルデヒドのモル
比が1.3ないし2.0の範囲にあること、 [d] 該酸性触媒の使用割合が該フエノール類に
対して3ないし15モル%の範囲にあること、 [e] 該溶媒が芳香族炭化水素、ハロゲン化芳香
族炭化水素、ニトロ化芳香族炭化水素および芳
香族エーテルからなる群から選ばれた少なくと
も1種であり、 その使用割合が該フエノール類100重量部に
対して80ないし500重量部の範囲にあること、
および [f] 反応の際の温度が160ないし250℃の範囲に
あること、 を特徴とする数平均分子量が1500以上の範囲にあ
りかつ実質上線状の高分子量ノボラツク型置換フ
エノール樹脂の製法。[Claims] 1. A method for producing a novolac-type substituted phenolic resin by condensing a phenol containing difunctional phenols as a main component with an aldehyde in a solvent in the presence of an acidic catalyst, [ a] The difunctional phenol in the phenols is
A phenol having two active hydrogens for substitution reaction on the benzene nucleus, which has the general formula (In the formula, two of the three R 1 are hydrogen atoms, and the remaining one represents an alkyl group, an aryl group, a halogen atom, or a hydroxyl group, and R is a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen atom, or (represents a hydroxyl group, and R 1 and R each represent the same or different groups), and [b] the content of the bifunctional phenol component is 70
mol% or more, and the content of trifunctional phenols is in the range of 30 mol% or less, [c] the molar ratio of aldehyde to the phenols is in the range of 1.3 to 2.0, [d] The proportion of the acidic catalyst used is in the range of 3 to 15 mol% based on the phenols; [e] The solvent is an aromatic hydrocarbon, a halogenated aromatic hydrocarbon, a nitrated aromatic hydrocarbon, or an aromatic at least one kind selected from the group consisting of group ethers, and the proportion used is in the range of 80 to 500 parts by weight per 100 parts by weight of the phenols;
and [f] a process for producing a substantially linear high molecular weight novolac-type substituted phenolic resin having a number average molecular weight in the range of 1500 or more and characterized in that the temperature during the reaction is in the range of 160 to 250°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6527783A JPS59191710A (en) | 1983-04-15 | 1983-04-15 | Production of high molecular weight novolak type substituted phenolic resin |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP6527783A JPS59191710A (en) | 1983-04-15 | 1983-04-15 | Production of high molecular weight novolak type substituted phenolic resin |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59191710A JPS59191710A (en) | 1984-10-30 |
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Family
ID=13282266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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-
1983
- 1983-04-15 JP JP6527783A patent/JPS59191710A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59191710A (en) | 1984-10-30 |
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