CN107090067A - 一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，该方法以三聚氰胺，甲醇，液体甲醛和固体甲醛混合物为主要原料经过优选反应步骤制备得到。本发明通过大量实验筛选最佳的原料组成和最佳的制备工艺步骤，整个制备工艺合理，制备得到的全水溶性甲醚化氨基树脂具有无限水溶性，可以用水稀释至任意粘度，方便施工，既可降低VOCs排放，环保性强，又可节省大量成本，取得了非常好的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，属于化学合成技术领域。
背景技术
现有的甲醚化氨基树脂包含两类，一类是部分甲醚化氨基树脂，另一类是全甲醚化氨基树脂，传统的部分甲醚化氨基树脂由于生产工艺的不同和设备的不同，一般只能做到具有一定的亲水性，水量加入过多会出现浑浊。但是由于加入的水量少，后期施工的时候，粘度高，没法施工，所以必须再加入部分有机助溶剂降低粘度才能施工，既增加了成本又增加了VOCs排放。
本发明在现有技术的基础之上，通过大量实验筛选制备工艺，制造的全水溶性甲醚化氨基树脂具有无限水溶性，可以用水稀释至任意粘度，既可降低VOCs排放，环保性强，又可节省大量成本。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，该方法制备工艺合理，制备得到的全水溶性甲醚化氨基树脂具有无限水溶性，可以用水稀释至任意粘度，方便施工，既可降低VOCs排放，环保性强，又可节省大量成本，取得了非常好的技术效果。
技术方案，为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：
一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，它包括以下步骤：
（1）将三聚氰胺，甲醇，液体甲醛和固体甲醛混合物，按一定比例投入反应釜中，加入碱性物质，调整到一定pH值，缓慢升温到设定温度，维持一段时间，检测反映后的游离甲醛含量；
（2）待游离甲醛检测含量合格后，加入甲醇，降温到设定温度，加入酸性物质，调整到一定PH值，并在此温度维持一定时间，待变清澈透明后，加入碱性物质中和；
（3）采用常压或减压蒸馏，除去过量的甲醇；
（4）蒸馏结束后，再加入甲醇，再加入酸性物质，调整到一定PH值，并在此温度维持一定时间，最后加入碱性物质中和；
（5）再采用常压或减压蒸馏，除去甲醇；
（6）然后降温，兑稀，得全水溶性甲醚化氨基树脂。
作为优选方案，以上所述的一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，其特征在于，它包括以下步骤：
（1）将三聚氰胺，甲醇，液体甲醛和固体甲醛混合物，按一定比例投入反应釜中，加入碱性物质，调整pH值到10至11，缓慢升温到70-80℃，维持1~6小时，检测反映后的游离甲醛含量；
（2）待游离甲醛检测含量合格后，加入甲醇，降温到设定温度40-70℃，加入酸性物质，调整到PH值为3-5，并在此温度维持1~6小时，待变清澈透明后，加入碱性物质中和；
（3）采用常压或减压蒸馏，除去过量的甲醇；
（4）蒸馏结束后，再加入甲醇，再加入酸性物质，调整PH值为2-4，并在此温度维持0.5~2小时，最后加入碱性物质中和；
（5）再采用常压或减压蒸馏，除去甲醇；
（6）然后降温80℃，加入异丁醇兑稀，得全水溶性甲醚化氨基树脂。
作为优选方案，以上所述的一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，三聚氰胺，甲醇，液体甲醛和固体甲醛混合物的重量比为1:2~10:2.5~3；液体甲醛和固体甲醛混合物中甲醛的质量浓度为40-45%。
作为优选方案，以上所述的一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，步骤（1）、步骤（2）和步骤（4）中所述的碱性物质为NaOH或KOH。
作为优选方案，以上所述的一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，步骤（2）和步骤（4）中的酸性物质为体积比为1:1:1的盐酸、硫酸和甲酸。
作为优选方案，以上所述的一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，步骤（2）游离甲醛含量达到9-10%时，加入甲醇。
作为优选方案，以上所述的一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，步骤（2）加入甲醇的量与步骤（1）中三聚氰胺重量比为4-6:1。
作为优选方案，以上所述的一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，步骤（4）加入甲醇的量与步骤（1）中三聚氰胺的重量比为1.5-3:1。
以上所述的一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，液体甲醛和固体甲醛是按一定比例混合使用，质量浓度控制在40-45%，固体甲醛加入越多，由于三聚氰胺和固体甲醛都是固态，难以混合均匀，加入液体甲醛越多，由于反应过程中，水分过多，需要较高温度蒸馏，会造成树脂聚合度增加，水溶性下降。
本发明加入碱性物质，一般指的是NaOH或KOH溶液，pH值在10-11，pH过高，后面醚化时酸度高，甲醇反应不充分，pH过低，该反应难以完成。
在第一步反应中，三聚氰胺和甲醛反应的时候，该反应是一个过量反应，反应程度跟温度和时间有关，为了获得最佳的经济效益，当游离甲醛达到9~10%左右时，就进行下一步工艺。
在第二步和第四步工艺中，加入的酸性物质包括盐酸、硫酸和甲酸等，盐酸和硫酸催化速度快，副反应多，甲酸催化速度慢，时间长，影响生产效率，该工艺是按盐酸：硫酸：甲酸=1:1:1，平衡两者的缺陷。
本发明反应采用的两步醚化法生产的甲醚化氨基树脂，不同于传统的一步法合成甲醚化氨基树脂。
有益效果：本发明和现有技术相比具有以下优点：
本发明通过大量实验筛选最佳的原料组成和最佳的制备工艺步骤，取得了非常好的技术效果。本发明提供的方法制备工艺合理，制备得到的全水溶性甲醚化氨基树脂具有无限水溶性，可以用水稀释至任意粘度，方便施工，既可降低VOCs排放，环保性强，又可节省大量成本，取得了非常好的技术效果。
具体实施方式
实施例1
一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，它包括以下步骤：
（1）将三聚氰胺，甲醇，液体甲醛和固体甲醛混合物，按重量份1：0.5:2.8投入反应釜中，加入氢氧化钠物质，调整pH值到10，缓慢升温到80℃，维持4小时，检测反映后的游离甲醛含量；
（2）待游离甲醛检测含量为9.5%时，加入甲醇4.5份（三聚氰胺重量为1份），降温到设定温度40-50℃，加入体积比为1:1:1的盐酸、硫酸和甲酸，调整到PH值为4.0-4.5，并在此温度维持3小时，待变清澈透明后，加入氢氧化钠中和；
（3）采用常压或减压蒸馏，除去过量的甲醇；
（4）蒸馏结束后，再加入甲醇1.8份（三聚氰胺重量为1份），再加入体积比为1:1:1的盐酸、硫酸和甲酸，调整PH值为2.5-3.5，并在此温度维持1小时，最后加入氢氧化钠中和；
（5）再采用常压或减压蒸馏，除去甲醇；
（6）然后降温80℃，加入异丁醇兑稀，得全水溶性甲醚化氨基树脂。
以上所述的液体甲醛和固体甲醛混合物中甲醛的质量浓度为45%。
2、性能检测
取以上全水溶性甲醚化氨基树脂进行性能检测，检测方法按照如下：
实施称量10g（精确到0.01g）试样于烧杯中，在25℃下，缓慢逐步加入去离子水，边加入边用玻璃棒快速搅拌。至烧杯中出现浑浊（以4#字体置于烧杯底部，笔画模糊为判断标准），并在15S内不消失时，即为终点。记下消耗去离子水的质量。
通过以上方案获得的甲醚化氨基树脂根据此检测方法永不出现浑浊。
实施例2
一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，它包括以下步骤：
（1）将三聚氰胺，甲醇，液体甲醛和固体甲醛混合物，按重量份1：1：:2.5投入反应釜中，加入氢氧化钾物质，调整pH值到11，缓慢升温到75℃，维持3小时，检测反映后的游离甲醛含量；
（2）待游离甲醛检测含量为10%时，加入甲醇4份（三聚氰胺重量为1份），降温到设定温度45-55℃，加入体积比为1:1:1的盐酸、硫酸和甲酸，调整到PH值为3.5-4.0，并在此温度维持4小时，待变清澈透明后，加入氢氧化钠中和；
（3）采用常压或减压蒸馏，除去过量的甲醇；
（4）蒸馏结束后，再加入甲醇1.6份（三聚氰胺重量为1份），再加入体积比为1:1:1的盐酸、硫酸和甲酸，调整PH值为3.0-4.0，并在此温度维持1.5小时，最后加入氢氧化钠中和；
（5）再采用常压或减压蒸馏，除去甲醇；
（6）然后降温80℃，加入异丁醇兑稀，得全水溶性甲醚化氨基树脂。
以上所述的液体甲醛和固体甲醛混合物中甲醛的质量浓度为45%。
3、性能检测
取以上全水溶性甲醚化氨基树脂进行性能检测，检测方法按照如下：
实施称量10g（精确到0.01g）试样于烧杯中，在25℃下，缓慢逐步加入去离子水，边加入边用玻璃棒快速搅拌。至烧杯中出现浑浊（以4#字体置于烧杯底部，笔画模糊为判断标准），并在15S内不消失时，即为终点。记下消耗去离子水的质量。
通过以上方案获得的甲醚化氨基树脂根据此检测方法永不出现浑浊。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，其特征在于，它包括以下步骤：
（1）将三聚氰胺，甲醇，液体甲醛和固体甲醛混合物，按一定比例投入反应釜中，加入碱性物质，调整到一定pH值，缓慢升温到设定温度，维持一段时间，检测反映后的游离甲醛含量；
（2）待游离甲醛检测含量合格后，加入甲醇，降温到设定温度，加入酸性物质，调整到一定PH值，并在此温度维持一定时间，待变清澈透明后，加入碱性物质中和；
（3）采用常压或减压蒸馏，除去过量的甲醇；
（4）蒸馏结束后，再加入甲醇，再加入酸性物质，调整到一定PH值，并在此温度维持一定时间，最后加入碱性物质中和；
（5）再采用常压或减压蒸馏，除去甲醇；
（6）然后降温，兑稀，得全水溶性甲醚化氨基树脂。
2.根据权利要求1所述的一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，其特征在于，它包括以下步骤：
（1）将三聚氰胺，甲醇，液体甲醛和固体甲醛混合物，按一定比例投入反应釜中，加入碱性物质，调整pH值到10至11，缓慢升温到70-80℃，维持1~6小时，检测反映后的游离甲醛含量；
（2）待游离甲醛检测含量合格后，加入甲醇，降温到设定温度40-70℃，加入酸性物质，调整到PH值为3-5，并在此温度维持1~6小时，待变清澈透明后，加入碱性物质中和；
（3）采用常压或减压蒸馏，除去过量的甲醇；
（4）蒸馏结束后，再加入甲醇，再加入酸性物质，调整PH值为2-4，并在此温度维持0.5~2小时，最后加入碱性物质中和；
（5）再采用常压或减压蒸馏，除去甲醇；
（6）然后降温80℃，加入异丁醇兑稀，得全水溶性甲醚化氨基树脂。
3.根据权利要求1或2 所述的一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，其特征在于，三聚氰胺，甲醇，液体甲醛和固体甲醛混合物的重量比为1:2~10:2.5~3；液体甲醛和固体甲醛混合物中甲醛的质量浓度为40-45%。
4.根据权利要求1或2 所述的一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，其特征在于，步骤（1）、步骤（2）和步骤（4）中所述的碱性物质为NaOH或KOH。
5.根据权利要求1或2 所述的一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，其特征在于，步骤（2）和步骤（4）中的酸性物质为体积比为1:1:1的盐酸、硫酸和甲酸。
6.根据权利要求1或2 所述的一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，其特征在于，步骤（2）游离甲醛含量达到9-10%时，加入甲醇。
7.根据权利要求1或2 所述的一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，其特征在于，步骤（2）加入甲醇的量与步骤（1）中三聚氰胺的重量比为4-6:1。
8.根据权利要求1或2 所述的一种全水溶性甲醚化氨基树脂的合成方法，其特征在于，步骤（4）加入甲醇的量与步骤（1）中三聚氰胺的重量比为1.5-3:1。
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