CN103665287A - 硬质三聚氰胺发泡材料用树脂合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种硬质三聚氰胺发泡材料用树脂合成方法。在pH8.0-9.0条件下，三聚氰胺与多聚甲醛在水做溶剂条件下发生羟甲基化反应生成多羟基三聚氰胺；多羟基三聚氰胺中加入酸调节pH至5.5-7.0，再加入醇，发生三维网状聚合反应。醇为甲醇、乙醇、乙二醇或聚乙二醇400中的一种或几种混合使用。本发明在多羟基三聚氰胺中加入酸，再加入醇，使得树脂稳定性更好，利于树脂的存储和利用。通过调节三聚氰胺与多聚甲醛的比例，并控制反应条件，得到的树脂分子量均匀。采用弱酸性条件，控制了树脂交联反应速度，有效的防止了树脂因交联过快导致树脂凝结成一团的问题。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种硬质三聚氰胺发泡材料用树脂合成方法。
技术背景
三聚氰胺树脂是一种传统的氨基树脂，三聚氰胺甲醛树脂可以在150℃下稳定使用，且具有自熄性、抗电弧性和良好的力学性能。目前，三聚氰胺甲醛树脂主要用于木材加工、模塑剂、涂料、减水剂、皮革涂饰剂等方面。
蜜胺树脂用于制备防火泡沫塑料，蜜胺泡沫塑料除了比其它泡沫塑料具有更低的容重和耐化学品腐蚀外，更具有突出的吸音尤其是对低频噪音的吸收特性，突出的热稳定性和耐老化性，突出的阻燃、低烟和卫生性。突出的后加工性不但使其固有的优势得到加强，同时还得到一系列功能被扩展了的难得的新型材料。这些具有突出特点的新材料被广泛地应用于建筑、交通和电子信息等工业领域，特别是在有阻燃、高温、低频噪音吸收要求的工况条件下成为不可替代的材料。另外在工业领域，由于火灾安全隐患多，环境条件苛刻，如机房、车间、合成塔的噪声治理和保温节能，安装三聚氰胺泡沫塑料板可降低噪音，保护人们的健康。容重低于10kg/m3的软质三聚氰胺泡沫可用于体育运动、休闲、娱乐场馆等的室内吸音材料，它既能起到一定的防火效果，又能达到吸音效果，是一种很好建筑材料。
由于普通三聚氰胺树脂稳定性较差，最终获得的树脂稳定性、分子量以及粘度对后期使用影响较为显著。因此，在合成时需要研究影响此类性能的各种因素，目前已发现三聚氰胺与甲醛的摩尔比、反应时间、反应温度、pH以及固含量大小等对树脂的性能存在着广泛的影响。
三聚氰胺泡沫塑料作为具有阻燃、低烟、低毒、可减少有效火灾荷载的装修材料，阻燃性能优异，发烟密度、有害气体排放均大大低于阻燃泡沫国家标准，能有效解决恶性火灾的防治问题。随着生产技术的改进，产品成本的降低，三聚氰胺泡沫塑料必将取代污染环境的各种传统保温材料，面临极大的市场发展机遇。三聚氰胺泡沫塑料高度的吸音能力和防火特性以及具有的流行、雅致的特点，使其在建筑领域普遍应用，可用做外墙保温材料，替代现在市场用的聚氨酯，聚苯板等泡沫材料。而硬质三聚氰胺发泡材料专用树脂合成工艺的研究尤其重要，三聚氰胺树脂性能的优劣直接影响三聚氰胺发泡材料的性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种硬质三聚氰胺发泡材料用树脂合成方法，制备得到高固含量的三聚氰胺树脂，分子量较为均一。
本发明所述的硬质三聚氰胺发泡材料用树脂合成方法，包括以下步骤：
（1）在pH8.0-9.0条件下，三聚氰胺与多聚甲醛在水做溶剂条件下发生羟甲基化反应生成多羟基三聚氰胺；
（2）多羟基三聚氰胺中加入酸调节pH至5.5-7.0，再加入醇，发生三维网状聚合反应。
其中：
三聚氰胺、多聚甲醛与水的摩尔比为1:1.5-4.0:5.5-6.5，优选为1:2.5:6.0。
步骤（1）中反应温度为80～90℃，反应时间为1.2-1.8h，反应温度优选为85℃，pH优选为8.0。
步骤（2）中反应温度为80-90℃，反应时间为0.8-1.2h，步骤（2）中pH优选为6.0。
步骤（2）中酸为盐酸、甲酸、磷酸、对甲苯磺酸、柠檬酸或乙酸中一种或几种以任意比例混合。
步骤（2）中醇为甲醇、乙醇、乙二醇或聚乙二醇400中的一种或几种以任意比例混合。多羟基三聚氰胺中加入酸调节pH至5.5-7.0，再加入醇，使得树脂稳定性更好，利于树脂的存储和利用。
本发明制备得到的硬质三聚氰胺发泡材料用树脂，加入发泡剂、固化剂、乳化剂，其中发泡剂、固化剂、乳化剂采用本领域常规产品，搅拌均匀后，放入微波中进行发泡，得到硬质发泡材料。性能测试如下：
综上所述，本发明具有以下优点：
（1）本发明在多羟基三聚氰胺中加入酸调节pH至5.5-7.0，再加入醇，使得树脂稳定性更好，利于树脂的存储和利用。
（2）通过调节三聚氰胺与多聚甲醛的比例，并控制反应条件，最终得到的树脂分子量均匀。
（3）采用弱酸性条件，控制了树脂交联反应速度，有效的防止了树脂交联过快，导致树脂凝结成一团。
（4）采用本发明制备得到的硬质三聚氰胺发泡材料用树脂制备得到的硬质发泡材料性能均匀，抗压、抗弯性能较好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
（1）在pH9.0，温度为80℃条件下，1mol三聚氰胺与2.5mol多聚甲醛在6.0mol水做溶剂条件下发生羟甲基化反应1.2h，生成多羟基三聚氰胺；
（2）多羟基三聚氰胺中加入甲酸调节pH至5.5，再加入乙醇，乙醇与多羟基三聚氰胺的质量比为0.02:1，反应温度为80℃，反应时间为1.0h，发生三维网状聚合反应，得到硬质三聚氰胺发泡材料用树脂。
将制备得到的硬质三聚氰胺发泡材料用树脂，加入发泡剂、固化剂、乳化剂，其中发泡剂、固化剂、乳化剂采用本领域常规产品，搅拌均匀后，放入微波中进行发泡，得到硬质发泡材料。性能测试如下：
实施例2
（1）在pH8.0，温度为85℃条件下，1mol三聚氰胺与1.5mol多聚甲醛在5.5mol水做溶剂条件下发生羟甲基化反应1.5h，生成多羟基三聚氰胺；
（2）多羟基三聚氰胺中加入对甲苯磺酸调节pH至6.0，再加入聚乙二醇400，聚乙二醇400与多羟基三聚氰胺的质量比为0.05:1，反应温度为90℃，反应时间为0.8h，发生三维网状聚合反应，得到硬质三聚氰胺发泡材料用树脂。
将制备得到的硬质三聚氰胺发泡材料用树脂，加入发泡剂、固化剂、乳化剂，其中发泡剂、固化剂、乳化剂采用本领域常规产品，搅拌均匀后，放入微波中进行发泡，得到硬质发泡材料。性能测试如下：
实施例3
（1）在pH8.5，温度为90℃条件下，1mol三聚氰胺与4.0mol多聚甲醛在6.5mol水做溶剂条件下发生羟甲基化反应1.8h，生成多羟基三聚氰胺；
（2）多羟基三聚氰胺中加入柠檬酸调节pH至7.0，再加入乙二醇，乙二醇与多羟基三聚氰胺的质量比为0.04:1，反应温度为85℃，反应时间为1.2h，发生三维网状聚合反应，得到硬质三聚氰胺发泡材料用树脂。
将制备得到的硬质三聚氰胺发泡材料用树脂，加入发泡剂、固化剂、乳化剂，其中发泡剂、固化剂、乳化剂采用本领域常规产品，搅拌均匀后，放入微波中进行发泡，得到硬质发泡材料。性能测试如下：
Claims (10)
1.一种硬质三聚氰胺发泡材料用树脂合成方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）在pH8.0-9.0条件下，三聚氰胺与多聚甲醛在水做溶剂条件下发生羟甲基化反应生成多羟基三聚氰胺；
（2）多羟基三聚氰胺中加入酸调节pH至5.5-7.0，再加入醇，发生三维网状聚合反应。
2.根据权利要求1所述的硬质三聚氰胺发泡材料用树脂合成方法，其特征在于：三聚氰胺、多聚甲醛与水的摩尔比为1:1.5-4.0:5.5-6.5。
3.根据权利要求2所述的硬质三聚氰胺发泡材料用树脂合成方法，其特征在于：三聚氰胺与多聚甲醛的摩尔比为1:2.5。
4.根据权利要求1所述的硬质三聚氰胺发泡材料用树脂合成方法，其特征在于：步骤（1）中反应温度为80～90℃，反应时间为1.2-1.8h。
5.根据权利要求4所述的硬质三聚氰胺发泡材料用树脂合成方法，其特征在于：步骤（1）中反应温度为85℃，pH为8.0。
6.根据权利要求1所述的硬质三聚氰胺发泡材料用树脂合成方法，其特征在于：步骤（2）中反应温度为80-90℃，反应时间为0.8-1.2h。
7.根据权利要求1所述的硬质三聚氰胺发泡材料用树脂合成方法，其特征在于：步骤（2）中pH为6.0。
8.根据权利要求1所述的硬质三聚氰胺发泡材料用树脂合成方法，其特征在于：步骤（2）中酸为盐酸、甲酸、磷酸、对甲苯磺酸、柠檬酸或乙酸中一种或几种以任意比例混合。
9.根据权利要求1所述的硬质三聚氰胺发泡材料用树脂合成方法，其特征在于：步骤（2）中醇为甲醇、乙醇、乙二醇或聚乙二醇400中的一种或几种以任意比例混合。
10.根据权利要求1或9所述的硬质三聚氰胺发泡材料用树脂合成方法，其特征在于：步骤（2）中醇与多羟基三聚氰胺的质量比为0.02-0.05:1。
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