一种制备双酚F的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910165812.0

申请日:

2009.08.02

公开号:

CN101987812A

公开日:

2011.03.23

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C07C 39/16申请公布日:20110323|||实质审查的生效IPC(主分类):C07C 39/16申请日:20090802|||公开

IPC分类号:

C07C39/16; C07C37/20; B01J29/06; C08K5/13

主分类号:

C07C39/16

申请人:

中国石油化工集团公司

发明人:

唐光斌; 任六波; 段军飞; 李婧婧; 肖丽睛

地址:

100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号

优先权:

专利代理机构:

岳阳市科明专利事务所 43203

代理人:

彭乃恩

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内容摘要

本发明提供了一种双酚F的制造方法,以甲醛和苯酚为原料,酚醛摩尔比15~20∶1,加入催化剂,催化剂与甲醛的质量比为0.15~0.3∶1,在80~110℃反应4~6小时,静置分层后过滤回收催化剂,减压回收未反应苯酚后,加相当于双酚F质量1~5倍的溶剂溶解,搅拌冷却后即析出得双酚F。该方法具有产物分离提纯容易,目的产物纯度较高;催化剂环保且易于分离;重结晶所用之溶剂可循环利用;该方法,工艺简单,能耗低的优点。

权利要求书

1: 一种双酚 F 的制造方法, 其特征在于 : 以甲醛和苯酚为原料, 酚醛摩尔比 15 ~ 20 ∶ 1, 加入催化剂, 催化剂与甲醛的质量比为 0.15 ~ 0.3 ∶ 1, 在 80 ~ 110℃反应 4 ~ 6 小时, 静置分层后过滤回收催化剂, 减压回收未反应苯酚后, 加相当于双酚 F 质量 1 ~ 5 倍 的溶剂溶解, 搅拌冷却后即析出得双酚 F。
2: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于 : 甲醛为福尔马林溶液或三聚甲醛或多聚 甲醛。
3: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于 : 催化剂为硅铝比 60 ∶ 1 ~ 150 ∶ 1 的介 孔分子筛类催化剂。
4: 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于 : 溶剂为甲苯或二甲苯或两着的混合物。

说明书


一种制备双酚 F 的方法

    【技术领域】
     本发明涉及一种制备通用型双酚 F 的方法。背景技术 双酚 F(BPF) 是二酚基甲烷的俗称, 其化学名为二羟基二苯基甲烷, 由苯酚和甲醛 经特殊工艺条件缩合而成的双酚型化合物, 有 4, 4’ -、 2, 4’ -、 2, 2’ - 三种异构体, 其中特性 最佳的是 4, 4’ - 二羟基二苯基甲烷。
     双酚 F 的用途很多, 可用于低粘度环氧树脂、 特种聚酯的原料及信息记录纸添加 剂、 酚醛树脂的改性剂和稳定剂等。作为低粘度环氧树脂原材料时, 双酚 F 完全代替或部分 代替双酚 A 用于生产环氧树脂。与双酚 A 型 (BPA 型 ) 环氧树脂相比, 双酚 F 型 (BPF 型 ) 环氧树脂的最大特点是粘度低, 加工性能和力学性能好。因此, 双酚 F 环氧树脂的应用领域 更加广泛。 即使用双酚 F 部分代替双酚 A, 也会令双酚 A 型环氧树脂的综合应用性能得到明 显改善, 扩大其应用领域。
     在现有技术中, 专利申请 93101847.1 公开了同时制备高纯度双酚 F 和 / 或通用的 双酚 F 的方法, 使酚与醛在催化剂存在下反应并从反应产物除去酸催化剂、 水和未反应酚, 得到粗双酚 F ; 蒸馏该粗产物部分得到二环成分不低于 95%的高纯度双酚 F 馏出液和二环 成分不超过 15%的清漆酚树脂塔底产物 ; 混合此高纯度双酚 F 和剩余的粗双酚 F 得到通用 的双酚 F ; 该方法采用酚 / 醛的摩尔比为 20 ~ 50 ∶ 1, 需使用多台蒸发器蒸馏粗双酚 F, 存 在能耗高的缺陷。
     专利申请 96115169.2, 公开了一种双酚 F 的合成工艺, 其特征在于 : 采用二步法 合成双酚 F ; 第一步, 苯酚与甲醛反应生成中间体对羟基苯甲醇 ; 第二步, 对羟基苯甲醇 与苯酚在催化剂作用下脱水生成双酚 F ; 第一步的工艺条件为 : 投料 : 苯酚∶甲醛= 2 ~ 4 ∶ 1mol/mol, 温度 : 5 ~ 40 ℃ ; 碳酸∶甲醛= 0.1 ~ 0.8 ∶ 1mol/mol ; 时间 : 0.5 ~ 2 小 时; 第二步的工艺条件为 : 分离出第 1 步水相, 温度 5 ~ 40 ℃ ; 磷酸∶投料甲醛= 0.8 ~ 1.5 ∶ 1mol/mol ; 时间 1 ~ 6 小时, 反应产 物经直接过滤, 用溶剂精制处理后, 即得到质量 较佳的双酚 F 产品。该技术存在, 工艺复杂, 产物经过溶剂的洗涤后含量较低的缺陷。
     发明内容 本发明提供了一种通用双酚 F 的制造方法, 克服现有技术中存在的工艺复杂, 产 物经过溶剂的洗涤后含量较低以及酚 / 醛的摩尔比大, 能耗高等缺陷。
     本发明的具体步骤是 : 以甲醛和苯酚为原料, 酚醛摩尔比 15 ~ 20 ∶ 1, 加入催化 剂, 催化剂与甲醛的质量比为 0.15 ~ 0.3 ∶ 1, 在 80 ~ 110℃反应 4 ~ 6 小时, 静置分层后 过滤回收催化剂, 减压回收未反应苯酚后, 加相当于双酚 F 质量 1 ~ 5 倍的溶剂溶解, 搅拌 冷却后即析出双酚 F, 得通用型双酚 F。
     上述合成方法中使用的甲醛福尔马林溶液或三聚甲醛或多聚甲醛。
     上述合成方法中使用的催化剂为硅铝比 60 ∶ 1 ~ 150 ∶ 1 的介孔分子筛类催化
     剂。 上述合成方法中使用的溶剂溶剂为甲苯或二甲苯或两着的混合物。
     在实施本发明的过程中, 催化剂用量为固体醛质量的 15%~ 30%, 当催化剂用量 高于 30%时, 双酚 F 纯度及收率提高不再明显, 反应趋于稳定 ; 当催化剂用量小于 15%时, 反应时间延长且反应时间延长且双酚 F 纯度及收率降低。
     苯酚与甲醛的摩尔比为 15 ~ 25 ∶ 1, 当酚 / 醛> 25 时, 双酚 F 纯度及收率提高不 再明显, 反应趋于稳定 ; 当酚 / 醛< 15 时, 双酚 F 纯度及收率降低且反应体系中多核体比例 明显增多。
     与现有技术相比, 本发明具有以下明显的优点 :
     1. 产物分离提纯容易, 目的产物纯度较高 ;
     2. 催化剂环保且易于分离 ;
     3. 重结晶所用之溶剂可循环利用。
     4. 该方法, 工艺简单, 能耗低。
     具体实施方式 : 为了更好理解本发明, 下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明, 但是本发 明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。
     实施例 1
     在配有搅拌装置、 冷凝装置、 热电偶和氮气系统的反应釜中, 投入 1670g 经过预处 理的苯酚和 35.5g 固体甲醛, 水 60.5g, 通入氮气, 加热搅拌, 80℃时开始加入 5.3g 15%甲 醛质量的催化剂, 反应即开始, 维持反应 4h, 静止分层, 过滤除去催化剂 ( 催化剂经水洗、 溶 剂洗、 烘干回收即可循环使用 ), 减压条件下脱除水分以及未反应的苯酚, 再往反应釜中加 入 150g 甲苯溶液加热搅拌溶解, 过滤, 室温冷却重结晶析出双酚 F 154.0g, 纯度 88.0%, 熔 点 156-160℃。
     实施例 2
     在配有搅拌装置、 冷凝装置、 热电偶和氮气系统的反应釜中, 投入 835g 经过预处 理的苯酚和 95.5g 37%的甲醛水溶液, 通入氮气, 加热搅拌, 80℃时开始加入 5.3g 15%甲 醛质量的催化剂, 反应即开始, 维持反应 4h, 静止分层, 过滤除去催化剂, 减压条件下脱除水 分以及未反应的苯酚, 再往反应釜中加入 150g 甲苯溶液加热搅拌溶解, 过滤, 室温冷却重 结晶析出双酚 F 161.5g, 纯度 88.4%, 熔点 156-160℃。
     实施例 3
     在配有搅拌装置、 冷凝装置、 温度计和氮气系统的反应釜中, 投入 1670g 经过预处 理的苯酚和 35.5g 固体甲醛, 通入氮气, 加热搅拌, 80℃时开始加入上一批反应回收催化剂 10.6g(30%甲醛质量 ), 反应即开始, 维持反应 4h, 静止分层, 过滤除去催化剂, 减压条件下 脱除水分以及未反应的苯酚, 再往反应釜中加入 150g 甲苯溶液加热搅拌溶解, 过滤, 室温 冷却重结晶析出双酚 F 158g, 纯度 86.1%, 熔点 154-160℃。
     实施例 4
     在配有搅拌装置、 冷凝装置、 热电偶和氮气系统的反应釜中, 投入 835g 经过预处 理的苯酚和 95.5g 37%的甲醛水溶液, 通入氮气, 加热搅拌, 80℃时开始加入 5.3g 15%甲
     醛质量的催化剂, 反应即开始, 维持反应 4h, 静止分层, 过滤除去催化剂, 减压条件下脱除水 分以及未反应的苯酚, 再往反应釜中加入实验例 1 回收之溶剂 150g 甲苯溶液加热搅拌溶 解, 过滤, 室温冷却重结晶析出双酚 F 158.5g, 纯度 87.5%, 熔点 154-158℃。5

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资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 101987812 A(43)申请公布日 2011.03.23CN101987812A*CN101987812A*(21)申请号 200910165812.0(22)申请日 2009.08.02C07C 39/16(2006.01)C07C 37/20(2006.01)B01J 29/06(2006.01)C08K 5/13(2006.01)(71)申请人中国石油化工集团公司地址 100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号(72)发明人唐光斌 任六波 段军飞 李婧婧肖丽睛(74)专利代理机构岳阳市科明专利事务所 43203代理人彭乃恩(54) 发明名称一种制备双酚F。

2、的方法(57) 摘要本发明提供了一种双酚F的制造方法,以甲醛和苯酚为原料,酚醛摩尔比15201,加入催化剂,催化剂与甲醛的质量比为0.150.31,在80110反应46小时,静置分层后过滤回收催化剂,减压回收未反应苯酚后,加相当于双酚F质量15倍的溶剂溶解,搅拌冷却后即析出得双酚F。该方法具有产物分离提纯容易,目的产物纯度较高;催化剂环保且易于分离;重结晶所用之溶剂可循环利用;该方法,工艺简单,能耗低的优点。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页CN 101987812 A 1/1页21.一种双酚F的制造方法,其特征在于。

3、:以甲醛和苯酚为原料,酚醛摩尔比15201,加入催化剂,催化剂与甲醛的质量比为0.150.31,在80110反应46小时,静置分层后过滤回收催化剂,减压回收未反应苯酚后,加相当于双酚F质量15倍的溶剂溶解,搅拌冷却后即析出得双酚F。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:甲醛为福尔马林溶液或三聚甲醛或多聚甲醛。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:催化剂为硅铝比6011501的介孔分子筛类催化剂。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:溶剂为甲苯或二甲苯或两着的混合物。权 利 要 求 书CN 101987812 A 1/3页3一种制备双酚 F 的方法技术领域0001 本发明涉及一种制备。

4、通用型双酚F的方法。背景技术0002 双酚F(BPF)是二酚基甲烷的俗称,其化学名为二羟基二苯基甲烷,由苯酚和甲醛经特殊工艺条件缩合而成的双酚型化合物,有4,4-、2,4-、2,2-三种异构体,其中特性最佳的是4,4-二羟基二苯基甲烷。0003 双酚F的用途很多,可用于低粘度环氧树脂、特种聚酯的原料及信息记录纸添加剂、酚醛树脂的改性剂和稳定剂等。作为低粘度环氧树脂原材料时,双酚F完全代替或部分代替双酚A用于生产环氧树脂。与双酚A型(BPA型)环氧树脂相比,双酚F型(BPF型)环氧树脂的最大特点是粘度低,加工性能和力学性能好。因此,双酚F环氧树脂的应用领域更加广泛。即使用双酚F部分代替双酚A,也。

5、会令双酚A型环氧树脂的综合应用性能得到明显改善,扩大其应用领域。0004 在现有技术中,专利申请93101847.1公开了同时制备高纯度双酚F和/或通用的双酚F的方法,使酚与醛在催化剂存在下反应并从反应产物除去酸催化剂、水和未反应酚,得到粗双酚F;蒸馏该粗产物部分得到二环成分不低于95的高纯度双酚F馏出液和二环成分不超过15的清漆酚树脂塔底产物;混合此高纯度双酚F和剩余的粗双酚F得到通用的双酚F;该方法采用酚/醛的摩尔比为20501,需使用多台蒸发器蒸馏粗双酚F,存在能耗高的缺陷。0005 专利申请96115169.2,公开了一种双酚F的合成工艺,其特征在于:采用二步法合成双酚F;第一步,苯酚。

6、与甲醛反应生成中间体对羟基苯甲醇;第二步,对羟基苯甲醇与苯酚在催化剂作用下脱水生成双酚F;第一步的工艺条件为:投料:苯酚甲醛241mol/mol,温度:540;碳酸甲醛0.10.81mol/mol;时间:0.52小时;第二步的工艺条件为:分离出第1步水相,温度540;磷酸投料甲醛0.81.51mol/mol;时间16小时,反应产 物经直接过滤,用溶剂精制处理后,即得到质量较佳的双酚F产品。该技术存在,工艺复杂,产物经过溶剂的洗涤后含量较低的缺陷。发明内容0006 本发明提供了一种通用双酚F的制造方法,克服现有技术中存在的工艺复杂,产物经过溶剂的洗涤后含量较低以及酚/醛的摩尔比大,能耗高等缺陷。。

7、0007 本发明的具体步骤是:以甲醛和苯酚为原料,酚醛摩尔比15201,加入催化剂,催化剂与甲醛的质量比为0.150.31,在80110反应46小时,静置分层后过滤回收催化剂,减压回收未反应苯酚后,加相当于双酚F质量15倍的溶剂溶解,搅拌冷却后即析出双酚F,得通用型双酚F。0008 上述合成方法中使用的甲醛福尔马林溶液或三聚甲醛或多聚甲醛。0009 上述合成方法中使用的催化剂为硅铝比6011501的介孔分子筛类催化说 明 书CN 101987812 A 2/3页4剂。0010 上述合成方法中使用的溶剂溶剂为甲苯或二甲苯或两着的混合物。0011 在实施本发明的过程中,催化剂用量为固体醛质量的15。

8、30,当催化剂用量高于30时,双酚F纯度及收率提高不再明显,反应趋于稳定;当催化剂用量小于15时,反应时间延长且反应时间延长且双酚F纯度及收率降低。0012 苯酚与甲醛的摩尔比为15251,当酚/醛25时,双酚F纯度及收率提高不再明显,反应趋于稳定;当酚/醛15时,双酚F纯度及收率降低且反应体系中多核体比例明显增多。0013 与现有技术相比,本发明具有以下明显的优点:0014 1.产物分离提纯容易,目的产物纯度较高;0015 2.催化剂环保且易于分离;0016 3.重结晶所用之溶剂可循环利用。0017 4.该方法,工艺简单,能耗低。具体实施方式 :0018 为了更好理解本发明,下面结合实施例对。

9、本发明做进一步的详细说明,但是本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。0019 实施例10020 在配有搅拌装置、冷凝装置、热电偶和氮气系统的反应釜中,投入1670g经过预处理的苯酚和35.5g固体甲醛,水60.5g,通入氮气,加热搅拌,80时开始加入5.3g 15甲醛质量的催化剂,反应即开始,维持反应4h,静止分层,过滤除去催化剂(催化剂经水洗、溶剂洗、烘干回收即可循环使用),减压条件下脱除水分以及未反应的苯酚,再往反应釜中加入150g甲苯溶液加热搅拌溶解,过滤,室温冷却重结晶析出双酚F 154.0g,纯度88.0,熔点156-160。0021 实施例20022 在配有搅拌装置、冷凝。

10、装置、热电偶和氮气系统的反应釜中,投入835g经过预处理的苯酚和95.5g 37的甲醛水溶液,通入氮气,加热搅拌,80时开始加入5.3g 15甲醛质量的催化剂,反应即开始,维持反应4h,静止分层,过滤除去催化剂,减压条件下脱除水分以及未反应的苯酚,再往反应釜中加入150g甲苯溶液加热搅拌溶解,过滤,室温冷却重结晶析出双酚F 161.5g,纯度88.4,熔点156-160。0023 实施例30024 在配有搅拌装置、冷凝装置、温度计和氮气系统的反应釜中,投入1670g经过预处理的苯酚和35.5g固体甲醛,通入氮气,加热搅拌,80时开始加入上一批反应回收催化剂10.6g(30甲醛质量),反应即开始。

11、,维持反应4h,静止分层,过滤除去催化剂,减压条件下脱除水分以及未反应的苯酚,再往反应釜中加入150g甲苯溶液加热搅拌溶解,过滤,室温冷却重结晶析出双酚F 158g,纯度86.1,熔点154-160。0025 实施例40026 在配有搅拌装置、冷凝装置、热电偶和氮气系统的反应釜中,投入835g经过预处理的苯酚和95.5g 37的甲醛水溶液,通入氮气,加热搅拌,80时开始加入5.3g 15甲说 明 书CN 101987812 A 3/3页5醛质量的催化剂,反应即开始,维持反应4h,静止分层,过滤除去催化剂,减压条件下脱除水分以及未反应的苯酚,再往反应釜中加入实验例1回收之溶剂150g甲苯溶液加热搅拌溶解,过滤,室温冷却重结晶析出双酚F 158.5g,纯度87.5,熔点154-158。说 明 书。

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