摘要：氢化双酚A和环氧氯丙烷在催化剂作用下开环反应生成了氯醇醚，辽宁环氧树脂而后加碱进行闭环反应，制备了低分子质量氢化双酚A型环氧树脂，再将其进一步与氢化双酚A等进行加聚反应，得到高分子质量环氧树脂。通过对产物的环氧值、力学性能和电性能的测试，研究了环氧氯丙烷用量、碱用量、环化反应温度、时间、溶剂及催化剂对合成反应的影响。结果表明，最佳反应条件为：环氧氯丙烷与醇羟基的物质的量比为3·0~3·5∶1，n(NaOH)∶n(醇羟基)=1∶1·1~1·2，环化反应温度25~30℃、时间4h，甲苯为溶剂，催化剂为自制EH-10。所得氢化双酚A环氧树脂质量稳定，可替代进口。
关键词：氢化双酚A；环氧树脂；合成；耐候性
中图分类号：TQ323·5文献标识码：A文章编号：1002-7432(2009)01-0005-05
0引言
目前在交通运输机械、大电流、高电压远距离输变电工程、原油管道远距离输送、旧城改造、户外建筑工程加固等项目中大量使用具有耐候性的特种环氧树脂。耐候性环氧树脂包括六氢邻苯二甲酸酐缩水甘油醚、多元醇缩水甘油醚、氢化双酚A型环氧树脂、环己二醇缩水甘油醚、环氧化烯烃；脂环族环氧树脂，对苯二甲酸缩水甘油酯、均苯三酸缩甘油酯、三聚氰酸三缩水甘油酯(TGIC)、1，4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯，TDE-85环氧树脂、AFG-90环氧树脂等；缩水甘油胺类；杂环类环氧树脂如海因(Hydantion)环氧树脂等以及酮醛环氧树脂等[1~3]。
上述耐候性环氧树脂中，大部分品种存在原料来源匮乏、生产工艺复杂、成本高、有毒，使用不便等缺点，只能作为环氧树脂的改性剂使用。相对传统的脂环族环氧树脂，氢化双酚A缩水甘油醚生产工艺不复杂，成本相对较低，具有良好的发展前景。氢化双酚A型环氧树脂具有如下特性：
1)其分子结构完全类似于双酚A型环氧树脂，性能相近，由于苯环转变成为饱和六元环，克服了双键的断裂缺陷，表现出良好的耐候性，耐电晕，耐漏电痕迹性，高介电强度、耐化学药品性。具体对比数据见表1。
表1 氢化双酚A型与双酚A型环氧树脂固化性能比较
表1 氢化双酚A型与双酚A型环氧树脂固化性能比较
2)氢化双酚A型环氧树脂与脂环族环氧树脂的显著区别是其环氧基团不是直接连在脂环上，而是连接在侧链醚键的缩水甘油基，具有类似双酚A型环氧树脂的反应活性，可采用胺类固化剂室温固化，拓宽了应用领域。
3)粘度小，与双酚F型环氧树脂相当，只是通用双酚A型环氧树脂的1/5~1/4。作为浇铸材料，填料填充率可达150%~200%，可以显著降低树脂固化物的线膨胀率和收缩率、吸水率，生产制造成本大大降低。
4)凝胶时间约为双酚A型环氧树脂的2倍左右，具有较长的适用期，赋予了环氧树脂优异的工艺稳定性和加工工艺性。总之，应用厂家无需改动固化工艺，即可顺利实现户外环氧树脂的品种调整和产品结构的升级换代。
目前，氢化双酚A型环氧树脂国内研制、生产单位主要有天津合成材料研究所，烟台奥利福化工有限公司、浙江江山江环化学、中昊晨光化工研究院等[4，5]。国外相关产品为ST系列牌号(见表2)。
表2 ST系列氢化双酚A型环氧树脂主要指标
表2 ST系列氢化双酚A型环氧树脂主要指标
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本研究利用氢化双酚A的分子结构特点，设计采用独特的催化体系，制备了液态和不同软化点(70~105℃)的固态氢化双酚A型环氧树脂系列产品。
1实验部分
1·1原料及仪器
氢化双酚A(HBPA)：工业级，日本理化株式会社进口；环氧氯丙烷(ECH)：工业级；甲苯：工业级；路易斯酸催化剂；原料C，工业级，99%，片碱：工业级，99%。
1·2实验方法
低分子质量氢化双酚A型环氧树脂的制备：在装有搅拌器、回流冷凝器、滴液漏斗、温度计的烧瓶中，加入一定量的氢化双酚A、环氧氯丙烷在路易斯酸催化剂作用下开环生成氯醇醚，温度60~95℃，反应时间2~8h。然后在一定的的反应条件下加碱进行闭环反应，加入溶剂甲苯萃取，水洗后处理制得液态氢化双酚A型环氧树脂。
高分子质量氢化双酚A型环氧树脂的制备：首先制备一定环氧值的液态氢化双酚A树脂如EH-40等，然后在自制催化剂作用下与氢化双酚A和C原料进行扩链加成反应制得。
1·3测试方法
环氧树脂环氧值测试：Q/45090448—8；软化点测定方法，环球法：GB/T12007·6—1989；无机氯的测定：GB/T4613—1984；易皂化氯的测定：GB/T4618·2—2008；粘度的测定：GB/T13657—1992；挥发分测试：Q/45090448—8；环氧树脂颜色测定方法，加德纳色度法：GB/T12007·1—1989剪切强度测试：GB/T13936；拉伸强度测试：GB/T1040；弯曲强度测试：GB/T9341；压缩强度测试：GB/T1041—2008；邵氏硬度测试：GB/T2411—2008
电气性能测试：参照国家有关标准。老化性能测试：GB/T14049—1993。
