CN103804710B - 一种含有低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的泡沫材料的制备方法 - Google Patents
一种含有低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的泡沫材料的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种含有低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的泡沫材料的制备方法。将三聚氰胺、甲醛水溶液按重量份比例三聚氰胺:甲醛水溶液为9～15:20～35混合，用NaOH溶液调节pH至7.5-8.5，加热升温至70-90℃保温反应120-180分钟；反应结束后，降温至45-55℃，加入按重量份比例三聚氰胺：水为9～15:5～10的水；过滤，即得树脂成品,得到的树脂与其他组分混合反应得到泡沫材料。通过对该工艺步骤中各参数等调整，通过各个因素相互协调作用，从而得到了一种稳定性好，性能优越，成本低，价格便宜、制备方法简单的含有低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的泡沫材料。
Description
技术领域
本发明涉及三聚氰胺甲醛树脂的制备工艺技术领域，具体涉及一种含有低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的泡沫材料的制备方法。
背景技术
低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂，通常用在矿棉板、纺织面料、纸张、皮革及表面作为硬挺剂、上光剂、阻燃处理剂和木材粘合剂等。能溶于水液中，成膜后具有阻燃、耐水、耐老化、耐电弧和耐腐蚀性；有良好的绝缘性、光泽度和机械强度。但是由于羟甲基含量低，树脂稳定性差，非常不利于储存，这些缺点对其产业化规模带来了瓶颈。目前市场上的产品多为外国进口的产品，价格高，限制了大规模的应用。
专利号为201010124742.7的专利申请公开了一种三聚氰胺树脂的合成工艺，采用三聚氰胺、甲醛、氢氧化钠、六次亚甲基四胺、聚乙烯醇、乙醇、三乙醇胺等，采用四步反应，操作步骤繁琐。
专利号为201310100523.9的专利申请公开了一种三聚氰胺树脂的合成工艺，采用三聚氰胺、甲醛、氢氧化钠、对甲苯磺酰胺、丙二醇、酒精等，采用的物料多，步骤复杂，不利于生产。
并且上述方法得到的三聚氰胺甲醛树脂为高羟甲基的三聚氰胺甲醛树脂，目前，还没有一种含有低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的泡沫材料的制备方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含有低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的泡沫材料的制备方法，将三聚氰胺、甲醛水溶液按重量份比例三聚氰胺:甲醛水溶液为9～15:20～35混合，用NaOH溶液调节pH至7.5-8.5，加热升温至70-90℃保温反应120-180分钟；反应结束后，降温至45-55℃，加入按重量份比例三聚氰胺：水为9～15:5～10的水；过滤，即得树脂成品,得到的树脂与其他组分混合反应得到泡沫材料。通过对该工艺步骤中的原料组分、添加组分顺序、时间、成分之间的重量份比例、工艺过程反应参数等调整，通过各个因素相互协调作用，从而得到了一种稳定性好，性能优越，成本低，价格便宜、制备方法简单的含有低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的泡沫材料。
本发明的技术方案为：
一种含有低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的泡沫材料的制备方法，步骤如下：
（1）将三聚氰胺、甲醛水溶液按重量份比例三聚氰胺:甲醛水溶液为9～15:20～35混合，用NaOH溶液调节pH至7.5-8.5，加热升温至70-90℃保温反应120-180分钟；
（2）反应结束后，降温至45-55℃，加入按重量份比例三聚氰胺：水为9～15:5～10的水；过滤，即得树脂成品；
（3）将蓖麻油聚氧乙烯醚和烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚加入树脂成品中搅拌10-15分钟至混合均匀，然后加入二氯甲烷和二异氰酸酯搅拌15-20分钟至混合均匀，再加入硅油搅拌5-10分钟至混合均匀，最后加入丙烯酸和三乙醇胺搅拌10-15分钟至混合均匀，整个混合过程保持温度在15-25℃；
（4）将混合好的物料进行加热至50-58℃，发泡3-5分钟，然后加热至160-180℃进行熟化，熟化时间为1.5-2.5小时，熟化结束得到泡沫材料。
作为优选，所述的甲醛水溶液的浓度为35%～38%，该浓度为质量浓度。
作为优选，所述的步骤（1）中，用NaOH溶液调节pH至7.8-8.5。
作为优选，所述的步骤（1）中，加热升温至70-80℃；保温反应160-180分钟。
作为优选，所述的步骤（2）中，三聚氰胺和水的重量份比例为三聚氰胺：水为9～15:5～8；降温至50℃。
作为优选，所述的步骤（3）中，以树脂成品的加入量以100重量份计，其余各个物料的加入量具体如下，蓖麻油聚氧乙烯醚和烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚为10-20份，其中蓖麻油聚氧乙烯醚：烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚=1:1-3；二氯甲烷和二异氰酸酯为15-40份，其中二氯甲烷：二异氰酸酯=1:1；硅油为5-10份；丙烯酸和三乙醇胺为10-20份，其中丙烯酸：三乙醇胺=1:1-2。
作为进一步优选，所述的步骤（3）中，以树脂成品的加入量以100重量份计，其余各个物料的加入量具体如下，蓖麻油聚氧乙烯醚和烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚为15份，其中蓖麻油聚氧乙烯醚：烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚=1:2；二氯甲烷和二异氰酸酯为40份，其中二氯甲烷：二异氰酸酯=1:1；硅油为5份；丙烯酸和三乙醇胺为10份，其中丙烯酸：三乙醇胺=1:1。
作为优选，所述的步骤（4）中，将混合好的物料进行加热至55℃，发泡4分钟，然后加热至180℃进行熟化，熟化时间为2小时，熟化结束得到泡沫材料。
本发明所述的低羟甲基指的是羟甲基数量小于4个，一般为3个或2个。
本发明的有益效果在于：
本发明通过对各个参数进行优化，提供了一种含有低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的泡沫材料的制备方法，首先制备了一种低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂，采用低的pH值、低的反应温度、适当长的反应时间，并通过调整物料的加入顺序和合适的物料用量，得到的三聚氰胺甲醛树脂为低羟甲基，其羟甲基为2-3个，更为重要的是，得到的低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的稳定性能良好，保存期得到了有效的提高，保存期限在25℃可以保存50天以上。然后以此为原料与其他组分进行组合，通过调整物料的加入顺序、加入量、以及反应时间、反应温度等参数，提供了一种性能优良的泡沫材料，阻燃性能好，质轻，成本低。
总之，通过对该工艺步骤中的原料组分、添加组分顺序、时间、成分之间的重量份比例、工艺过程反应参数等调整，通过各个因素相互协调作用，从而得到了一种阻燃性能好，质轻，成本低的含有低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的泡沫材料。
可见，本发明的原料少，制备步骤简单，容易操作，阻燃性能好，质轻，具备突出的实质性特点和显著地进步。
密度5.0-5.5kg/m3，阻燃B1级。
羟甲基检测方法：GB/T14074—2006木材胶粘剂及其树脂检验方法，检测的羟甲基含量3.17。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案更加清楚明白，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的制备
（1）将三聚氰胺、甲醛水溶液按重量份比例三聚氰胺:甲醛水溶液为9:20混合，用NaOH溶液调节pH至7.8，加热升温至80℃保温反应160分钟；
（2）反应结束后，降温至50℃，加入按重量份比例三聚氰胺：水为9:5的水；
（3）过滤，即得树脂成品，编组为1号。
实施例2：低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的制备
（1）将三聚氰胺、甲醛水溶液按重量份比例三聚氰胺:甲醛水溶液为10:25混合，用NaOH溶液调节pH至8.0，加热升温至80℃保温反应160分钟；
（2）反应结束后，降温至50℃，加入按重量份比例三聚氰胺：水为10:6的水；
（3）过滤，即得树脂成品，编组为2号。
实施例3：低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的制备
（1）将三聚氰胺、甲醛水溶液按重量份比例三聚氰胺:甲醛水溶液为15:35混合，用NaOH溶液调节pH至8.5，加热升温至75℃保温反应180分钟；
（2）反应结束后，降温至50℃，加入按重量份比例三聚氰胺：水为15:8的水；
（3）过滤，即得树脂成品，编组为3号。
上述实施例的产品性能指标比较见表1。
表1各个实施例的性能指标表
由上述指标可知，本发明所述实施例制备的低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的各项指标和进口的产品用有更好的或相同的性能，并且能有效的保存，降低了成本。
实施例4
以实施例1得到的树脂为原料。
将蓖麻油聚氧乙烯醚和烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚加入树脂成品中搅拌10分钟至混合均匀，然后加入二氯甲烷和二异氰酸酯搅拌15分钟至混合均匀，再加入硅油搅拌5分钟至混合均匀，最后加入丙烯酸和三乙醇胺搅拌10分钟至混合均匀，整个混合过程保持温度在20℃；以树脂成品的加入量以100重量份计，其余各个物料的加入量具体如下，蓖麻油聚氧乙烯醚和烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚为20份，其中蓖麻油聚氧乙烯醚：烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚=1:2；二氯甲烷和二异氰酸酯为40份，其中二氯甲烷：二异氰酸酯=1:1；硅油为5份；丙烯酸和三乙醇胺为10份，其中丙烯酸：三乙醇胺=1:1。
将混合好的物料进行加热至55℃，发泡4分钟，然后加热至180℃进行熟化，熟化时间为2小时，熟化结束得到泡沫材料。
得到的产品密度5.2kg/m3，阻燃B1级。
实施例5
以实施例2得到的树脂为原料。
将蓖麻油聚氧乙烯醚和烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚加入树脂成品中搅拌15分钟至混合均匀，然后加入二氯甲烷和二异氰酸酯搅拌20分钟至混合均匀，再加入硅油搅拌10分钟至混合均匀，最后加入丙烯酸和三乙醇胺搅拌15分钟至混合均匀，整个混合过程保持温度在25℃；
以树脂成品的加入量以100重量份计，其余各个物料的加入量具体如下，蓖麻油聚氧乙烯醚和烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚为15份，其中蓖麻油聚氧乙烯醚：烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚=1:1；二氯甲烷和二异氰酸酯为30份，其中二氯甲烷：二异氰酸酯=1:1；硅油为10份；丙烯酸和三乙醇胺为15份，其中丙烯酸：三乙醇胺=1:1.5。
将混合好的物料进行加热至58℃，发泡5分钟，然后加热至170℃进行熟化，熟化时间为2.5小时，熟化结束得到泡沫材料。
得到的产品密度5.5kg/m3，阻燃B1级。
实施例6
以实施例3得到的树脂为原料。
将蓖麻油聚氧乙烯醚和烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚加入树脂成品中搅拌12分钟至混合均匀，然后加入二氯甲烷和二异氰酸酯搅拌18分钟至混合均匀，再加入硅油搅拌8分钟至混合均匀，最后加入丙烯酸和三乙醇胺搅拌12分钟至混合均匀，整个混合过程保持温度在15℃；
以树脂成品的加入量以100重量份计，其余各个物料的加入量具体如下，蓖麻油聚氧乙烯醚和烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚为10份，其中蓖麻油聚氧乙烯醚：烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚=1:3；二氯甲烷和二异氰酸酯为15份，其中二氯甲烷：二异氰酸酯=1:1；硅油为8份；丙烯酸和三乙醇胺为20份，其中丙烯酸：三乙醇胺=1:2。
将混合好的物料进行加热至50℃，发泡3分钟，然后加热至160℃进行熟化，熟化时间为1.5小时，熟化结束得到泡沫材料。
得到的产品密度5.0kg/m3，阻燃B1级。
Claims (7)
1.一种含有低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的泡沫材料的制备方法，步骤如下：
（1）将三聚氰胺、甲醛水溶液按重量份比例三聚氰胺:甲醛水溶液为9～15:20～35混合，用NaOH溶液调节pH至7.5-8.5，加热升温至70-90℃保温反应120-180分钟；所述的甲醛水溶液的浓度为35%～38%，该浓度为质量浓度；
（2）反应结束后，降温至45-55℃，加入按重量份比例三聚氰胺：水为9～15:5～10的水；过滤，即得树脂成品；
（3）将蓖麻油聚氧乙烯醚和烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚加入树脂成品中搅拌10-15分钟至混合均匀，然后加入二氯甲烷和二异氰酸酯搅拌15-20分钟至混合均匀，再加入硅油搅拌5-10分钟至混合均匀，最后加入丙烯酸和三乙醇胺搅拌10-15分钟至混合均匀，整个混合过程保持温度在15-25℃；
（4）将混合好的物料进行加热至50-58℃，发泡3-5分钟，然后加热至160-180℃进行熟化，熟化时间为1.5-2.5小时，熟化结束得到泡沫材料。
2.根据权利要求1所述的含有低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）中，用NaOH溶液调节pH至7.8-8.5。
3.根据权利要求1所述的含有低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）中，加热升温至70-80℃；保温反应160-180分钟。
4.根据权利要求1所述的含有低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）中，三聚氰胺和水的重量份比例为三聚氰胺：水为9～15:5～8；降温至50℃。
5.根据权利要求1所述的含有低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，以树脂成品的加入量以100重量份计，其余各个物料的加入量具体如下，蓖麻油聚氧乙烯醚和烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚为10-20份，其中蓖麻油聚氧乙烯醚：烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚=1:1-3；二氯甲烷和二异氰酸酯为15-40份，其中二氯甲烷：二异氰酸酯=1:1；硅油为5-10份；丙烯酸和三乙醇胺为10-20份，其中丙烯酸：三乙醇胺=1:1-2。
6.根据权利要求5所述的含有低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，以树脂成品的加入量以100重量份计，其余各个物料的加入量具体如下，蓖麻油聚氧乙烯醚和烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚为15份，其中蓖麻油聚氧乙烯醚：烷基芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚=1:2；二氯甲烷和二异氰酸酯为40份，其中二氯甲烷：二异氰酸酯=1:1；硅油为5份；丙烯酸和三乙醇胺为10份，其中丙烯酸：三乙醇胺=1:1。
7.根据权利要求1所述的含有低羟甲基三聚氰胺甲醛树脂的泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（4）中，将混合好的物料进行加热至55℃，发泡4分钟，然后加热至180℃进行熟化，熟化时间为2小时，熟化结束得到泡沫材料。
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