1.壹步法的壹步反應原理:
①甲階酚醛樹脂的合成:在熔融松香中加入烷基酚,多聚甲醛以顆粒狀存在於體系中,然後分解成單體甲醛,與烷基酚進行縮聚反應。
(2)亞甲基醌的形成:加熱脫水。在加熱過程中,體系中羥甲基的活性迅速增加,導致羥甲基分子內脫水和羥甲基分子間縮合醚化,形成不同聚合度的酚醛縮合物。
③松香與亞甲基醌和馬來酸酐的加成:在180℃下加入馬來酸酐,馬來酸酐的不飽和雙鍵和松香酸中的雙鍵加成,同時亞甲基醌和松香酸也發生Diels-Alder加成反應,生成馬來酸酐苯並二氫呋喃化合物。
④多元醇的酯化:體系中大量羧基的存在會破壞體系的平衡,引起樹脂的不穩定。所以我們加入多元醇,利用多元醇的羥基與體系中的羧基發生酯化反應,降低體系的酸值。同時,通過多元醇的酯化,形成了適用於膠印油墨的聚合物。
2.兩步法兩步反應原理:
①甲醛在特殊催化劑的作用下,在烷基酚溶液中形成多種含有大量活性羥甲基的甲階酚醛低聚物。由於該體系沒有松香酸的抑制作用,可以合成5個以上酚類結構單元的縮合物。(2)多元醇和松香在高溫下酯化,在堿性催化劑的作用下,能很快達到所需的酸值。(3)將合成的甲階酚醛樹脂緩慢滴加到反應後的松香多元醇酯中,控制滴加速度和溫度,滴加完畢。加熱脫水,最終形成所需的樹脂。
壹步法的優點是廢物以蒸汽的形式排出,易於環保。而熔融松香中的酚縮合反應由於反應溫度高,溶解不均勻,容易產生許多副反應,難以控制縮合產物的檢測和質量調節,難以獲得穩定的樹脂產品。兩步法的優點是可以得到結構和組成相對穩定的酚醛縮合低聚物,反應階段易於監控,產品質量相對穩定。缺點是傳統的酚醛紙漿縮合物必須用酸中和,再用大量水多次漂洗除鹽後才能與松香反應,從而產生大量含酚廢水,對環境造成很大破壞,而且耗費大量時間。
壹步法和兩步法孰是孰非的問題,壹直是油墨廠商關註的焦點。但最近,隨著不水洗合成酚醛縮合物工藝路線的開發成功,有效地促進了兩步合成工藝路線更加合理。