三聚氰胺甲醛樹(shù)脂 王超

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1、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂（MF）的制備與應(yīng)用王超1.三聚氰胺2.三聚氰胺甲醛樹(shù)脂3.三聚氰胺甲醛樹(shù)脂的應(yīng)用1.三聚氰胺三聚氰胺是一種重要的氮雜環(huán)有機(jī)化工原料，具有無(wú)毒、耐熱、阻燃、耐弧、絕緣性好、易于著色等特性。純?nèi)矍璋房勺髯枞紕?，也可作酚醛?shù)脂、脲醛樹(shù)脂的改性劑，其最主要的用途是作為生產(chǎn)三聚氰胺甲醛樹(shù)脂的原料。通過(guò)改性手段，可制得具有阻燃特性的三聚氰胺衍生物，此類阻燃劑具有無(wú)鹵、低煙、對(duì)熱和光穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在防火涂料、阻燃塑料、防火板材及其他阻燃材料中有著廣泛的應(yīng)用。物理性質(zhì)：又名蜜胺、氰尿酰胺、三聚氰酰胺，白色晶體粉末，密度(14

2、℃)1.573g/cm3，熔點(diǎn)354℃，沸點(diǎn)升華。三聚氰胺不溶于冷水，溶于熱水，微溶于乙二醇、甘油、乙醇，不溶于乙醚、苯、四氯化碳?；瘜W(xué)性質(zhì)：溶液呈弱堿性?？膳c鹽酸、硫酸、硝酸、乙酸、草酸等形成鹽。在中性或微堿性情況下，與甲醛縮合而成各種羥甲基三聚氰胺，但在微酸性中與羥甲基的衍生物進(jìn)行縮聚反應(yīng)而生成樹(shù)脂產(chǎn)物。三聚氰胺的結(jié)構(gòu)與性能，使其既可作阻燃劑，又可作合成高聚物的改性劑。三聚氰胺結(jié)構(gòu)式1.1用作阻燃劑三聚氰胺不可燃，加熱易升華，急劇加熱則分解，是一類廣泛使用的阻燃劑，已在聚氨酯泡沫、三嗪類樹(shù)脂阻燃方面獲得應(yīng)用。成為優(yōu)良阻燃劑

3、的原因：在250~450℃時(shí)三聚氰胺吸熱，發(fā)生分解反應(yīng)，放出氨氣，形成縮聚物；影響基體材料的熔化行為，并加速其炭化成焦。在聚氨酯泡沫中添加三聚氰胺，利用三聚氰胺高的熱穩(wěn)定性、阻燃性、耐化學(xué)試劑特性，在顯著提高聚氨酯阻燃性的同時(shí)，又賦予聚氨酯泡沫更高的強(qiáng)度和耐老化性能。在聚氨酯泡沫中使用三聚氰胺時(shí)，三聚氰胺往往以粉末形式添加到聚醚組分中，或者將三聚氰胺與聚醚一起研磨制成三聚氰胺粒度更小的分散體系。有時(shí)為進(jìn)一步提高聚氨酯泡沫的阻燃等特性，在添加三聚氰胺的同時(shí)，添加其他輔助性阻燃劑(如膨脹石墨)。例如，BASF公司以三聚氰胺作阻燃劑

4、，制備了親水、阻燃聚氨酯軟泡；以三聚氰胺、膨脹石墨協(xié)同作阻燃劑，制備出無(wú)鹵、工藝性好、熱穩(wěn)定性好、耐老化聚氨酯泡沫。1.2用作改性劑1.2.1改性酚醛樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂(PF)是最早人工合成的高分子材料，改變?cè)现斜椒优c甲醛的配比，選擇不同的催化劑，可得到不同類型的PF。酚醛樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)：耐酸、耐熱、防水、強(qiáng)度高。缺點(diǎn)：脆性大、顏色深。在酚醛樹(shù)脂中添加三聚氰胺可克服上述不足。三聚氰胺與甲醛、苯酚之間均可發(fā)生縮聚反應(yīng)，因而能降低PF的固化溫度、縮短熱壓周期，并可減少PF中游離酚、游離醛的含量，改善PF的環(huán)境應(yīng)用特性。三聚氰胺改性酚醛樹(shù)脂

5、，外觀色澤較未改性PF變淺，接近木材本色；此外，三聚氰胺改性酚醛樹(shù)脂仍具有高的防水特性。因此，三聚氰胺改性PF是拓寬PF用途的一種有效手段。1.2.2改性脲醛樹(shù)脂脲醛樹(shù)脂(UF)是由尿素與甲醛合成的氨基樹(shù)脂。UF具有原料充足、價(jià)格低廉、固化迅速、粘接強(qiáng)度高、制品色淺、不易燃燒等優(yōu)點(diǎn)，但存在貯存期短、游離甲醛含量高、膠層脆、耐水性差等缺點(diǎn)。解決UF不足，除改進(jìn)UF合成工藝外，采用三聚氰胺對(duì)其改性則是較常用的方法。由于三聚氰胺呈六元環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其側(cè)基活性基團(tuán)可與UF中羥甲基反應(yīng)形成支鏈結(jié)構(gòu)，促使脲醛樹(shù)脂交聯(lián)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高了

6、脲醛樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性、耐水性和使用壽命。三聚氰胺與甲醛的反應(yīng)可降低UF中游離甲醛含量，制成環(huán)保型UF產(chǎn)品。2.三聚氰胺甲醛樹(shù)脂三聚氰胺甲醛樹(shù)脂又名蜜胺樹(shù)脂(MF)制備方法：第一步是由三聚氰胺和甲醛在一定反應(yīng)條件下經(jīng)輕甲基化反應(yīng)得到。第二步是在加成后進(jìn)一步發(fā)生縮聚反應(yīng),生成樹(shù)脂。三聚氰胺與甲醛在微堿性條件下經(jīng)羥甲基化反應(yīng)縮聚而成的熱固性氨基樹(shù)脂。物理性質(zhì)：無(wú)色透明，在沸水中穩(wěn)定，甚至可以在150℃使用，且具有自熄性、抗電弧性和良好的力學(xué)性能。化學(xué)性質(zhì)：反應(yīng)條件不同，產(chǎn)物分子量不同，可從水溶性到難溶于水，甚至不溶不熔的固體，pH值對(duì)

7、反應(yīng)速率影響極大。上述反應(yīng)制得的樹(shù)脂溶液不宜貯存，工業(yè)上常用噴霧干燥法制成粉狀固體。蜜胺樹(shù)脂在室溫下不固化，一般在130～150℃熱固化，加少量酸催化可提高固化速度。用途：膠黏劑、層壓材料、涂料、模塑料用樹(shù)脂，又可作織物、紙張、皮革等的處理劑。優(yōu)點(diǎn)：色澤鮮艷，具有無(wú)臭、無(wú)味、耐熱、耐水、自熄、耐霉菌、抗電弧、粘接強(qiáng)度高、固化速率快。缺點(diǎn)：彈性差、固含量低、貯存穩(wěn)定性差、游離甲醛含量高。對(duì)MF進(jìn)行改性，則可克服其性能的不足，并擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。MF的改性方法包括：①使用改性劑(如低分子醇類)封閉MF分子中活性羥甲基，降低其活性，阻

8、止分子間進(jìn)一步縮聚，或在分子結(jié)構(gòu)上引入親水基團(tuán)，提高樹(shù)脂的水溶性和貯存穩(wěn)定性；②在MF合成過(guò)程中，加入雙氧水、亞硫酸氫鈉等物質(zhì)，可降低聚合反應(yīng)過(guò)程中剩余的游離甲醛含量；③使用多聚甲醛部分代替甲醛溶液與三聚氰胺反應(yīng)，使用減壓蒸餾等方法提高固含量；④加入陽(yáng)離子化試劑(如甲基二乙醇