年产3000吨环氧树脂车间工艺设计(2)

很大。我们必须用跳跃式发展模式，向着“规模化、高纯化、精细化、专用化、系列化、功能化”六化方向发展，才能满足各行各业对环氧树脂的需求。

1.3、环氧树脂的特点和用途

（1）粘接强度高，粘接面广。几乎可粘接所有的金属和非金属，有“万能胶”的美称。 （2）良好的加工性。加工时常温常压。广泛用作涂料、灌封料及浇注料等。 （3）优异的电绝缘性。用作绝缘材料、电工浇铸及电子灌封 （4）机械强度高。用作结构胶、高强耐磨地坪等。 （5）收縮卛低。尺寸稳定，不易变形，不易开裂等。 （6）稳定性好，防腐性能优异。广泛用作防腐涂料。

1.4、环氧树脂的常用技术术语和质量指标

（1）平均聚合度（n）

分子中重复结构单元的数目称为聚合度。由于环氧树脂是聚合度不同的同系物的混合物，其聚合度的平均值称为平均聚合度。平均聚合度决定了环氧树脂分子量的大小 （２）平均分子量（M）

环氧树脂的分子量与聚合度成正比例。所以也可以说环氧树脂是不同分子量的同系物的混合物，它们分子量的平均值称为平均分子量。 （3）分子量分布

由于环氧树脂是分子量不等的同系物组成的混合物，其分子量具有多分散性，通常用分子量分布来表示。

环氧树脂在合成过程中，由于原材料的差异、工艺操作条件不同等，导致产品的分子量分布亦不相同。平均分子量相同的环氧树脂，如果分子量分布不同，那么其某些物化性能也不同。分子量分布越窄，则树脂性能越稳定。 （４）环氧基含量

反应活性极大的环氧基是环氧树脂的重要官能团，其含量的大小直接影响使用性能，因此它是控制和鉴定环氧树脂质量的主要手段之一。实际生产中可根据环氧基含量来划分不同型号的环氧树脂。

环氧基含量有以下三种表示方法： a、环氧值（Ev）

环氧值是我国环氧树脂生产厂家习惯采用的表示方法。它是指每100g环氧树脂中所含的环氧当量数称为环氧值。单位：eq/100g。 b、环氧当量（En）

环氧当量是美国、西欧和日本习惯使用的表示方法。它是指含有１克当量环氧基的环氧树脂的克数称为环氧当量。单位：g/eq。

环氧当量、分子量和环氧值之间的换算关系： En=M/2=100/Ev。 c、环氧基百分含量（Ec）

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环氧基百分含量是俄罗斯、东欧等国习惯采用的表示方法。它是指环氧树脂的每一分子中所含环氧基的百分比含量。单位：％ 。它与环氧值之间的关系Ec=Ev×43。 （５）软化点

环氧树脂是一种混合物，没有明确的熔点，只有一个熔融温度范围，称为软化点。单位：℃。 （６）黏度

黏度是环氧树脂应用时十分重要的指标，它对操作性、脱泡性等有很大影响。单位：Pa.s或mpa.s。黏度与分子量成正比例，黏度和软化点在一定程度上反映出平均分子量和分子量分布的大小。单位换算１Pa.s(帕斯秒)=1000mpa.s(毫帕斯秒)＝1000cP(厘帕斯)。

（７）杂质含量

环氧树脂的主要杂质包括总氯（有机氯、无机氯）、挥发份及带色基团等。现生产中要尽量减少杂质的含量。 1.5、环氧树脂的分类

由于原材料与生产工艺的不同，环氧树脂有许多种类和型号，也有多种不同的分类方法，若按其化学结构和环氧基的结合方式可分为以下六大类：

缩水甘油醚型、缩水甘油酯型、缩水甘油胺型、脂环族型、线性脂肪族型和混合型环氧化烯烃。

以双酚A（BPA）为主要原材料，合成的环氧树脂称为双酚A（BPA）型环氧树脂，是目前产量最大、用途最广的环氧树脂，由于它的应用遍及国民经济的众多领域，因此又称为通用型环氧树脂。它属于缩水甘油醚型。

双酚A（BPA)型环氧树脂，市场占有量约占环氧树脂总量的85%。本书中所说的环氧树脂，如不加具体说明，便是指BPA型环氧树脂（又称E型环氧树脂）。

双酚A（BPA）型环氧树脂，根据其分子量的高低，可分为低分子量树脂（M≤400）、中等分子量树脂（M＝400-1400）、高分子量树脂（M＝1400－8000）和超高分子量树脂（M＝10万－45万）。

双酚A（BPA）型环氧树脂的理化性能，随分子量而呈现规律性的变化，其变化规律如下：

分子量↑软化点↑环氧值↓环氧当量↑羟基含量↑ 固化物柔韧性↑固化物硬度↓固化温度↑

低分子量环氧树脂的固化主要通过环氧基反应，随着分子量的增大，环氧基的作用减少，羟基作用增大，超高分子量的环氧树脂则不需要借助固化剂便能形成坚韧的涂膜。

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第二章 环氧树脂生产的主要原材料

1、环氧树脂生产的主要原材料及规格

表2-1 环氧树脂生产的主要原材料及规格 原材料名称 结构式 双酚A (BPA) HO—分子量M CCHH—CC—质量指标 外观：白色粒状（或粉状）结晶体熔点℃：≥155.5 色度号（铂－钴）：≤40 外观：无色透明液体 纯度wt％：≥99.5 密度（20℃）g/cm3：1.180～1.184色度（Pt-Co）:≤15 ---OH-. 228 92.5 CHCH环氧氯丙烷 （ECH） 甲苯 （TOL) 液碱 CH3 ClO 92 纯度wt％：≥99.5 馏程℃：109～112 密度（20℃）g/cm3:0.862～0.868 色度（Pt-Co）号：≤15 40 NaOH含量wt％：≥48 Fe2O3含量wt％：≤0.003 （48％NaOH） NaOH 2、环氧树脂生产的主要原材料的性质

（1）BPA：白色片状或粒状晶体，不溶于水，能溶于醇、 醚、丙酮及碱性溶 中，室温下微溶于甲苯、二甲苯，加温下溶解度急剧增加。

（2）ECH：是一种易挥发、无色透明液体，有毒！对皮肤有灼伤作用，能严重刺激眼睛，具有和氯气相似的刺激性气味，有麻醉性，能溶解于醇、醚及甲苯中，微溶于水。比重１.18，纯品沸点116.2℃。取样化验时，要取上层。

（3）液碱：淡紫色液体，无机械杂质，强碱性，腐蚀性较强。

（4）甲苯：无色有芳香性气味的易燃液体，有毒！不溶于水，能溶于醇、醚和丙酮。比重0.866，纯品沸点110.28℃，取样化验时，要取下层。

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第3章 工艺流程设计

3.1 工艺流程框图：

上一章已对工艺路线进行了选择，在此基础上全面而细致地分析了整个生产过程的组成和顺序如下图所示： 3.1. 1 合成：

700C 双酚A 溶解 环氧氯丙烷

循环使用

反应 NaOH

环氧氯丙烷 减压 溶解 苯

反应 下层盐脚 萃取 NaOH

回流

冷却

静置

过滤

脱苯

成品 7

3.2工艺流程叙述：

下面流程是从中试角度来进行描述的，其中所用投料量

1. 把双酚A投入溶解釜中，然后通过环氧氯丙烷，将夹套通水蒸气的温度加热升温到70OC左右。

2. 溶解后，用泵压入带搅拌的反应釜内，开始搅拌，并滴加碱液。控制反应温度为50-55OC，维持一定时间至反应结束后，再在 100减压至94.661kPa，回收过量环氧氯丙烷供循环使用。

3. 回收结束后再次加入苯溶解，在 65~700C下再次加碱液，反应结束后用夹套水冷却，静置，把苯溶液抽吸到回流脱水釜内，下层的盐脚可以加苯萃取一两次，抽吸后放掉。

4 在回流脱水釜内回流至蒸出的苯清晰天水珠为止。然后冷却，静置. 经过滤器至贮槽，沉降后抽人脱苯釜脱除苯，先常压无液温110OC以上开始减压至140-143OC无馏出液为止，放料，即得成品。

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