涂料用高醚化三聚氰胺甲醛樹(shù)脂的合成.doc

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1、涂料用高醚化三聚氰胺甲醛樹(shù)脂的合成關(guān)鍵字：涂料?三聚氰胺甲醛樹(shù)脂　　對(duì)合成六羥甲基三聚氰胺（HMM）及其醚化的反應(yīng)條件（物料配比、pH值、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度）進(jìn)行了探討，解決了傳統(tǒng)生產(chǎn)方法出現(xiàn)的問(wèn)題，并對(duì)合成的樣品進(jìn)行了分析，其結(jié)果達(dá)到了國(guó)標(biāo)相關(guān)規(guī)定的要求?！　???關(guān)鍵詞：六羥甲基三聚氰胺（HMM）；高醚化三聚氰胺甲醛樹(shù)脂（HMMM）；涂料　　???1引言　　?氨基樹(shù)脂中很重要的一類(lèi)甲醇醚化三聚氰胺甲醛樹(shù)脂,在國(guó)外60年代發(fā)展很快，美國(guó)該類(lèi)樹(shù)脂已占三聚氰胺樹(shù)脂中很大的比例。例如，1985年美國(guó)三聚氰胺類(lèi)樹(shù)脂消耗量為3.5萬(wàn)t，甲醇醚化樹(shù)脂占70％。而

2、我國(guó)在上世紀(jì)80年代中期后，三聚氰胺類(lèi)樹(shù)脂才進(jìn)入全面的發(fā)展階段，特別由四川化工總廠(chǎng)從荷蘭引進(jìn)三聚氰胺的生產(chǎn)設(shè)備以來(lái)，三聚氰胺產(chǎn)量才很快上升。但氨基樹(shù)脂除丁醇醚化的三聚氰胺樹(shù)脂早已成熟外，高醚化度的甲醇醚化三聚氰胺甲醛樹(shù)脂仍處于研制階段?！　‰S著我國(guó)卷鋼工業(yè)、轎車(chē)工業(yè)的發(fā)展以及對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，開(kāi)發(fā)和研究高固體分甲醇醚化三聚氰胺甲醛樹(shù)脂已經(jīng)成為涂料樹(shù)脂研究領(lǐng)域的一個(gè)重要課題〔1〕。美國(guó)的氰特公司氨基樹(shù)脂的生產(chǎn)在世界上處于領(lǐng)先地位，其樹(shù)脂品種多、質(zhì)量好。氰特公司生產(chǎn)的三聚氰胺類(lèi)樹(shù)脂牌號(hào)主要有：Cymel300、301、303、323、327、335等，

3、其中以Cymel303用途最廣。本文合成的HMMM樹(shù)脂，經(jīng)過(guò)紅外與核磁共振檢測(cè)發(fā)現(xiàn)與美國(guó)氰特公司Cymel303樹(shù)脂類(lèi)似，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程在生產(chǎn)時(shí)，可以在同一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行，降低了物料在轉(zhuǎn)移過(guò)程中甲醛對(duì)環(huán)境的污染；同時(shí)，使生成物的游離甲醛含量降低到0.2％以下，達(dá)到環(huán)保要求；并且解決了傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法出現(xiàn)的凝結(jié)問(wèn)題，具有合成工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)。???2實(shí)驗(yàn)部分???2.1主要試劑及儀器???主要試劑：三聚氰胺（工業(yè)級(jí)）；甲醇，化學(xué)醇（上?；瘜W(xué)試劑分公司）；甲醛、碳酸鈉均為化學(xué)醇（宜興市第二化學(xué)試劑廠(chǎng)）。???儀器：恒溫水浴鍋，　電動(dòng)攪拌，真空

4、泵。???2.2生產(chǎn)工藝及原理???2.2.1工藝路線(xiàn)???第一，將甲醛與三聚氰胺在堿性條件下進(jìn)行羥化反應(yīng)，生成六羥甲基三聚氰胺（HMM）；第二，將HMM與過(guò)量的甲醇在強(qiáng)酸性介質(zhì)中進(jìn)行醚化;第三，進(jìn)行脫醇脫水處理。???2.2.2化學(xué)反應(yīng)原理?????2.3試驗(yàn)步驟???2.3.1羥化反應(yīng)???將稱(chēng)好后的料加入反應(yīng)儀器內(nèi)，調(diào)節(jié)其pH；用天平稱(chēng)取適量三聚氰胺后置于已經(jīng)調(diào)好pH值的甲醛溶液中，攪拌物料，并將燒瓶放在水浴鍋中，使水浴鍋慢慢加熱。?2.3.2脫水???在醚化反應(yīng)過(guò)程中,醚化反應(yīng)是可逆過(guò)程HMM結(jié)晶中包含水不利于醚化,有利于縮聚，為了避免縮聚和降

5、低游離甲醛含量,在醚化前必須除去游離甲醛和水分。???2.3.3醚化反應(yīng)???與羥化試驗(yàn)使用同一套儀器，稱(chēng)料后加料，調(diào)節(jié)pH后，加入脫水的HMM，加上攪拌頭，置于水浴鍋上加熱反應(yīng)。???2.3.4HMMM的脫醇脫水處理???將醚化反應(yīng)生成的產(chǎn)物，在減壓加熱下進(jìn)行蒸餾，基本完全蒸出甲醇和水分。???3結(jié)果與分析???在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中,通過(guò)改變物料配比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、pH值、以及操作工藝，找出了比較理想的合成工藝路線(xiàn)及反應(yīng)條件，試驗(yàn)結(jié)果比較如下。???3.1羥化反應(yīng)???（1）物料比的選擇???理論反應(yīng)量為1∶6（密胺∶甲醛），因在反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生的是

6、羥甲基化反應(yīng)，生成的是羥甲基數(shù)不同的羥甲基三聚氰胺聚合物。制造高羥甲基化的產(chǎn)品甲醛用量一般為（3～8）mol；且在試驗(yàn)過(guò)程中有甲醛的損失，必須使用過(guò)量的甲醛，其他條件時(shí)間為3.5h,pH值=9，溫度75℃。通過(guò)試驗(yàn)分析可以看出1∶8的反應(yīng)量生成的物質(zhì)為六羥甲基三聚氰胺與1∶8.5生成的在結(jié)合甲醛含量上沒(méi)有很大的提高。羥化反應(yīng)物料配比的影響見(jiàn)表1。?表1羥化反應(yīng)物料配比的影響???考慮到經(jīng)濟(jì)及操作方面的因素可以采用1∶8的物料配比進(jìn)行反應(yīng)。???（2）溫度的選擇（見(jiàn)表2）?表2羥化反應(yīng)溫度的影響???其他條件時(shí)間為3.5h,pH值＝9,比例1∶8。???

7、通過(guò)試驗(yàn)可以看出：溫度太高生成縮聚物不利于過(guò)濾；溫度太低反應(yīng)速度慢;一般反應(yīng)為(75～80)℃,最好80℃。???（3）pH值的選擇???羥甲基化反應(yīng)在堿性條件下進(jìn)行,pH值≤7.5羥甲基化反應(yīng)緩慢；pH值>9反應(yīng)太快,羥甲基結(jié)晶析出太快反應(yīng)不完全,反應(yīng)體系結(jié)晶粘稠較硬,不利于下一步脫水工序的操作,反應(yīng)比較如表3所示。表3羥化反應(yīng)pH值的影響???通過(guò)比較選擇pH值=8.5～9比較合適,試驗(yàn)過(guò)程中pH值的控制至關(guān)重要。（4）時(shí)間的選擇???反應(yīng)時(shí)間太短,反應(yīng)不完全；反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),結(jié)合的甲醛又可能脫落。羥化反應(yīng)時(shí)間的影響見(jiàn)表4。表4羥化反應(yīng)時(shí)間的影響??

8、?通過(guò)比較得出：反應(yīng)時(shí)間為3.5h比較合適，在保溫反應(yīng)過(guò)程中要保持?jǐn)嚢琛???3.2醚化反應(yīng)?