JPS58219251A - 熱硬化性樹脂水系乳濁液 - Google Patents

熱硬化性樹脂水系乳濁液

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JPS58219251A
JPS58219251A JP10057382A JP10057382A JPS58219251A JP S58219251 A JPS58219251 A JP S58219251A JP 10057382 A JP10057382 A JP 10057382A JP 10057382 A JP10057382 A JP 10057382A JP S58219251 A JPS58219251 A JP S58219251A
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resin
molecular weight
emulsion
average molecular
weight
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Takeshi Yoshioka
吉岡 斌
Akira Toko
都甲 明
Akinobu Kusuhara
楠原 明信
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、優れた安定性を有するレゾール型フェノール
系樹脂水系乳濁液に関するものである。
その目的とするところは、従来公知の有機溶剤溶性フェ
ノール系樹脂を使用した場合に見られる引火等の危険性
、中毒、臭気等の人体への衛生性、作業性、経済性等に
関する欠点を改良したフェノール系樹脂水系乳濁液を提
供することにある。
従来フェノール樹脂は耐熱性、機械的特性、電気絶縁性
などに優れ、その用途としては積層材料、接着剤、塗料
、成形材料等に用いられている。これらの用途にフェノ
ール樹脂を用いる場合、いずれもメタノール、エタノー
ル等のアルコール類や、アセトン、メチルエチルケトン
等のケトン類、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素
類などの有機溶剤に溶解して用いられるが、引火の危険
性、臭気、中毒等の人体への衛生上の問題、また経済的
に高価となることなどから、有機溶剤を用いないフェノ
ール系樹脂の開発が強く望まれている。
これに対し、従来ポリビニルアルコールを用いたフェノ
ール系樹脂水系乳濁液がいくつか報告されているが、そ
の乳濁液を成形品等に適用した時、ポリビニルアルコー
ルの影響で従来の有機溶剤溶性樹脂に比べ、耐水性、電
気性能等の特性が低下する。これはポリビニルアルコー
ルが悪影響を及ぼすためであるが、この影響が無くなる
まで添加量を減少すると乳濁液の安定性が悪くなるとい
う問題点があった。
本発明者らは、フェノール樹脂の性状、特に親水性、疎
水性について研究を重ね、それらより得られた知見に基
づき乳濁液を得るのに適した樹脂の構造特性等を見出し
、それらの特性を有するフェノール系樹脂を乳化剤の存
在下で水に分散させることにより、分散性、安定性に優
れ、また成形品等に適用した時、その耐水性、電気性能
等の特性も損なわないフェノール系樹脂水系乳濁液の得
られることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち本発明はフェノール類とホルムアルデヒド類とを塩
基性窒素化合物の存在下で反応させ、その樹脂の構造特
性として数平均分子量Mn = 300〜650、重量
平均分子量■r = 1500〜8000、生−ル樹脂
を、乳化剤の存在下で水に分散させたフェノール系樹脂
水系乳濁液に関するものである。
以下本発明を更に詳細に説明する。
本発明において用いられるフェノール類としては、フェ
ノール、オルソクレゾール、メタクレゾール、パラクレ
ゾール、キシレノール、パラフェニルフェノール、パラ
ターシャリ−ブチルフェノール、パラターシャリ−アミ
ルフェノール、ビスフェノール、レゾルシノール等のフ
ェノール類が好適に用いられる。
またフェノール類との反応に用いられるホルムアルデヒ
ド類としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒ
ド、ヘキサメチレンテトラミン、フルフラール等がある
反応触媒の塩基性窒素化合物としては、アンモニア、メ
チルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチ
ルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、n−プ
ロピルアミン、イソプロピルアミン、ヘキサメチレンテ
トラミン、ベンジルアミン、トリエタノールアミン、ピ
リジン等がある。
フェノール系レゾール樹脂を得るための反応の触媒とし
て、一般にはアルカリ金属水酸化物、塩基性窒素化合物
が用いられるが、アルカリ金属水  □酸化物を用いて
得られる本発明で述べている構造特性を有する樹脂と、
塩基性窒素化合物を用いて得られる本発明で述べている
構造特性を有する樹脂とを比較すると、その乳濁液の安
定性で著しい差が現われ、塩基性窒素化合物の場合は、
1ケ月以上の優れた安定性を有するのに対し、アルカリ
金属水酸化物の場合では、数日で沈澱が生成した。
これは樹脂中に残存しているアルカリ金属水酸化物のア
ルカリ金属イオンが乳濁液の安定性に悪影響を及ぼすた
めと考えられる。
本発明において用いられる乳濁液に適した樹脂は、通常
のフェノール・ホルムアルデヒド反応を行なえばよいが
、その際反応触媒としては、アンモニアまたはアミン類
等の塩基性窒素化合物を用いる必要があり、更に生成樹
脂の構造特性として、数平均分子量Mn = 300〜
650、重量平均分子量なるように反応を制御する必要
がある。この為にはフェノール類とそのフェノール類1
モルに対しホルムアルデヒド類1.0〜1.5モルとを
、反応触媒として前記の塩基性窒素化合物の存在下で加
熱反応を行なえばよいが、反応触媒以外はこれに限るも
のではない。
本発明に適合するフェノール樹脂には、i柱側により変
性されものも含まれる。変性剤としてはアニリン、メラ
ミン、ジシアンジアミド、グアニジン、ベンゾグアナミ
ン、アセトグアナミン、尿素、デオ尿素、エチレン尿素
、ベンゼンスルホンアミド、ポリアミド、アルキルベン
ゼンホルムアルデヒド樹脂、キシレン樹脂、シリコーン
樹脂、桐油、亜麻仁油等が含まれる。変性されたフェノ
ール系樹脂を得るためには、フェノール類、アルデヒド
類、変性剤を同時に仕込み、反応を行なうか、フェノー
ル類とホルムアルデヒド類を反応させた後、変性剤を加
え(必要に応じてアルデヒド類を追加し)更に反応させ
るか、変性剤とアルデヒド類と反応させた後、フェノー
ル類を加え(必要に応じてアルデヒド類を追加し)更に
反応させるか、フェノール類とアルデヒド類との反応及
び変性剤とアルデヒド類との反応を別個に行なった後、
それらを混合または混合してから(必要に応亡てアルデ
ヒド類を追加し)更に反応させる方法が用いられ、いず
れの反応においても通常の温度、pi−i制御等が行な
われる。
本発明において安定な乳濁液を得るためには、樹脂の親
水性・疎水性のバランスが適切である必要があり、樹脂
の分子量、分子量分布、メチロール基量はそのバランス
の大きな要因となるので、本発明で述べている構造特性
が樹脂に要求される。
本発明で用いられるフェノール系樹脂の構造特性として
、数平均分子量がMn < 300、重量平均分子量が
Mw < 1500である場合、即ち分子量が小さいと
生成樹脂の親水性が強くなり、乳化分散化が困難になる
。一方数平均分子量がMn > 650、重量平均分子
量がFvfw > 8000である場合、即ち分子量が
大きいと生成樹脂の疎水性が強くなり過ぎ、乳濁液の安
定性が悪くなったり、分散化ができなくなったりする。
分子量が大き過ぎる場合、更にその樹脂を成形品に適用
する時、硬化するまでの時間的余裕が無くなり、樹脂使
用上支障をきたす恐れがでてくる。また数平均分子量は
Mn = 300〜6にOであるが、鼻駄平均分子量が
Mw < 1500またはMw > 8000の場合や
、重量平均分子量がMw = 1500〜8000  
であるが、数平均分子量がMn < 300またはMn
 > 650(7)場合、即チ分子量分布が大きく、親
水性の強い樹脂成分と疎水性の強い樹脂成分が混ざって
いると各々の成分を共に乳化分散させるのが非常に困難
になる。これは樹脂成分の親水性・疎水性のバランスが
異なるとそれぞれに適した乳化剤が必要であり、親水性
・疎水性のバランスの差が大きい樹脂成分が混ざってい
ると乳化剤によりすべての樹脂成分を乳化分散化させる
ことができなくなるためである。
< 0.30  であると樹脂の親水性が弱くなり過ぎ
、乳濁液の安定性が悪くなったり、分散化ができなくな
ったりすると共に、その樹脂を成形品等に適と樹脂の親
水性が強くなり過ぎ、乳化分散化が困難になる。
尚、ここで用いられるMn、Mwはゲル浸透クロ測定し
たものである。
GPCの測定条件は次の通りである。
分離カラム:ポリスチレンゲルで平均孔径が10オング
ストローム(以下Aと略す。)、100填した内径7.
5m、長さ60αのカラムを各1 本直列に延べ4本連
結したカラム。・ 分離カラムの理論段数:30c!L当り8000段、プ
レカラム:理論段数が301当り8000段以上のポリ
スチレンゲルを充填した内径7.5 II@、長さ5c
WLのカラム1本。
溶 離 液 : テトラヒドロフラン 流     速  :  14/分 分離カラム温度  :40°C 試料注入材 : 約1.1重量係のテトラヒドロフラン 溶液を300μl、分子量標定用検量線作成には単分散
標準ポリスチレンを用いた。
本発明で、分子量測定に用いたGPC装置は東洋曹達工
業株式会社製801型装置であり、GPC分離カラムは
東洋曹達工業株式会社製TSk−GELG−1000H
,、G−2000HいG−2000H。
及びG 3000 Haの4本である。またプレカラム
はGH8Pである。
分子量の計算に当ってはクロマトグラムの区分の面積の
取扱いとして次のような取扱いを行なった。未反応モノ
マーについては除外して分子量計算には用いない。分子
量の計算には、3−メチル・6−メチロールフェノール
と2−メチル・3−メチロールフェノールの重複したピ
ーク(50〜60カウント)のピーク頂点の溶出カウン
トな起点として、ピーク幅の拡がりを考慮して最小溶出
カウントより2カウント大きい溶出カウントを終点とす
るクロマトグラムの区分を用いた。各区分の求積は各カ
ウントの1力ウント間隔毎のピーク高さの測定により行
なった。但し、3−メチル・6−メチロールフェノール
と2−メチロールフェノールのピーク(50〜60カウ
ント)の場合のみピーク頂点のピーク高さを用いた。
NMRの測定条件は次の通りである。
溶媒:アセトン−d6  又はジメチルスルホキシド−
d6、 温度:室温、 試料濃度及び量:約20〜30重量%の溶液を300μ
l用いた。
また測定に際し、メチロールビークとジメチレンエーテ
ルビークとを区別するために、メチロール基をアセチル
化して測定を行なった。
本発明において用いられる乳化剤としては、水溶性高分
子化合物が含まれ、ポリビニルアルコール、ヒドロキシ
エチルセルローズ、ポリアクリルアミド等がある。これ
らの中には、ポリビニルアルコールとして完全けん化さ
れたもの、部分けん化されたもの、界面活性官能基で変
性されたもの等が、またヒドロキシエチルセルローズで
は各種重合度のものが、またポリアクリルアミドではア
ニオン性のもの、カチオン性のもの等も含まれる。
また必要に応じて、これらの水溶性高分子化合物と同時
に界面活性剤を併用することもできる。
界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエー
テル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、
ポリオキンエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチ
レンポリオキシプロピレンエーテル、ポリオキシエチレ
ンソルビタンアルキルエステル等がある。
乳化剤の添加量は、フェノール系樹脂固形分に対し0.
5〜10重量%、好ましくは1〜5重量%である。これ
より添加量が多くなると、その乳濁液を用い製造した積
層板、接着剤、塗料、成形材料等の耐熱性、耐水性、機
械特性等が有機溶剤溶性樹脂を用いた場合に比べ劣るも
のであり、これより添加量を少なくすると乳濁液の分散
性、安定性が悪くなる。
本発明におけるフェノール系レゾール樹脂水系   □
乳濁液の製造方法としては、一般的な乳濁液の製造方法
と同様であり、フェノール系樹脂の反応前、または反応
中、または反応後に乳化剤を添加し、攪拌混合しながら
水を添加することにより使用に適した樹脂固形分量を含
んだ水系乳濁液が得られる。
本発明により得られたフェノール系レゾール樹脂水系乳
濁液は、それを用いて製造された製品、たとえば成形品
等の耐水性、電気特性等が従来のポリビニルアルコール
を用いた乳濁液のものより良好で、乳濁液の分散性、安
定性に優れ、従来の有機溶剤を用いた樹脂溶液に比べ、
引火点等の危険性及び臭気、中毒等の人体への衛生上、
また作業性、経済性等の問題を改良したものである。ま
た成形材料、積層材料、接着剤、塗料、結合材、電気絶
縁材、摩擦材、研磨材、注型材、バルブ等の含浸材、印
刷インク、鋳物、砥石等の用途にあっても、各種フィラ
ーとの組合せにおいて良好な特性が得られる。
以下実施例により更に本発明の詳細な説明する。
実施例1゜ フェノール750gと37チホルマリン800gとを2
5%アンモニア水201/の存在下で加熱反応し、得ら
れたMn = 350、Mw = 1820 、 QM
 −0,40なる生成樹脂1000 #に、けん化度8
8%、重合度1700のポリビニルアルコールの10重
t%水溶液300gを加え、40℃で10分間攪拌混合
した。その後直ちに攪拌しながら常温水を加え、樹脂固
形分が40重量%の乳濁液を得た。
この乳濁液は、分散性に優れ、1ケ月以上の安定性を保
有するものである。
またこの乳濁液を下記の処方、条件で成形材料に適用し
、得られた成形品の性能を第1表に示した。
(イ)処  方 乳濁液       1000重獣部 α−セルローズ      120重量部ステアリン酸
亜鉛      3重量部へキサメチレンテトラミン 
  0.5重量部((ロ)混線方法 シグマ羽根型ニーグーを用い、60℃、5分間混線。
(ハ)乾燥条件 熱風乾燥方式で110°C15分間乾燥。
に)成形条件 成形圧力  300 Ky/cr& 成形温度  160℃ 成形時間   4分 実施例2゜ フェノール850gと80チパラホルムアルテにド46
0gとを40%ジメチルアミン水溶液30gの存在下で
加熱反応し、得られたMn = 460、Mw−327
0、QM = 0.42なる生成樹脂1000 Fに、
けん化度98%、重合度2400のポリビニルアルコー
ルの10重量係水溶液200gとポリオキシエチレンノ
ニルフェニルエーテル20gとを加え、40℃で10分
間攪拌混合した。その後直ちに攪拌しながら常温水を加
え、樹脂固形分が40重量%の乳濁液を得た。
この乳濁液は、分散性に優れ、1ケ月以上の安定性を保
有するものである。
またこの乳濁液を実施例1と同様の処方で成形材料に適
用し、得られた成形品の性能を第1表に示した。
実施例3゜ メタ及びパラクレゾール72011と37%ホ ルマリ
ン700.9とを25%アンモニア水101の存在下で
加熱反応し、得られたMn = 520、Mw = 7
360、QM = 0.45なる生成樹脂1000 I
iに、酸化エチレン付加モル数3モル、セルロース重合
度400のヒドロキシエチルセルロースの10重量%水
溶液4001を加え、40℃で10分間攪拌混合した。
その後直ちに攪拌しながら常温水を加え、樹脂固形分が
40重量%の乳濁液を得た。
この乳濁液は、分散性に優れ、1ケ月以上の安定性を保
有するものである。
またこの乳濁液を実施例1と同様の処方で成形材料に適
用し、得られた成形品の性能を第1表に示した。
比較例1゜ フェノール750Iと37%ホルマリン950 Iiと
を25チアンモニア水30gの存在下で加熱反応し、得
られたMn = 720、Mw = 9740 、 Q
M =0.40  なる生成樹脂1000.9に、実施
例1と同様のポリビニルアルコール水溶液を1000 
Ii加え、40℃で10分間攪拌混合した。その後直ち
に攪拌しながら常温水を加え、樹脂固形分が40重1%
の乳濁液を得た。
しかしこの乳濁液は2日で沈澱が生成し、安定性は悪か
った。また実施例1と同様に成形材料に適用し、得られ
た成形品の性能を第1表に示した。
比較例2、 実施例1と同様の反応でアンモニアの代わりに水酸化ナ
トリウムを触媒として用いた生成樹脂1000 Fに、
実施例1で使用したものと同様のポリビニルアルコール
の10重量%水溶液を用い、添加量を1000 Fにし
て同じ操作を行なったが乳濁液は得られなかった。
第1表から明らかなように、本発明によれば耐水性、電
気性能に優れ、引張強度、曲げ強度が良好な成形品を得
ることができた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. フェノール類とホルムアルデヒド類とを塩基性窒素化合
    物の存在下で反応させた数平均分子量Mn = 300
    〜650、重量平均分子量Mw= 1500〜ゾール樹
    脂を、乳化剤の存在下で水に分散させたフェノール系樹
    脂水系乳濁液。
JP10057382A 1982-06-14 1982-06-14 熱硬化性樹脂水系乳濁液 Granted JPS58219251A (ja)

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JP2005272515A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Dainippon Ink & Chem Inc ポリスチレン樹脂用塗料組成物
CN111995723A (zh) * 2020-07-13 2020-11-27 杭摩新材料集团股份有限公司 一种固体热固性酚醛树脂以及采用悬浮法制备该酚醛树脂的方法

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