CN107226893A - 一种新型环保脲醛树脂及其制备方法 - Google Patents

一种新型环保脲醛树脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种新型环保脲醛树脂及其制备方法，其中，该新型环保脲醛树脂包括如下重量百分比的组分：甲醛28‑72％、尿素15‑40％、石粉8‑16％、白矿油2‑8％、茶籽油2‑5％、甲酸0.2‑1％、碱0.5‑1％。该制备方法如下：按上述重量百分比称取各原料，将称取的甲醛和尿素加入反应釜内，开动搅拌器，均匀搅拌，并在恒温反应后冷却至室温，得到初期脲醛树脂；将称取的石粉添加到初期脲醛树脂中，成型得到半成品环保脲醛树脂；将称取的白矿油、茶籽油、甲酸和碱添加到半成品脲醛树脂中反应，得到新型环保脲醛树脂。本发明脲醛树脂具有环保、低成本的特点，另外，本发明利用脲醛树脂改性生产工艺品，克服了传统树脂生产时会产生有毒有害挥发性气体，污染严重及生产成本高的技术问题。

Description

一种新型环保脲醛树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，尤其涉及一种新型环保脲醛树脂及其制备方法。
背景技术
脲醛树脂是尿素与甲醛反应得到的聚合物。生产脲醛树脂成本低廉，它是开发较早的热固性树脂之一。尿素与含量38％甲醛水溶液在酸或碱的催化下可缩聚得到线性脲醛低聚物，工业上以碱作催化剂，96℃左右反应，甲醛/尿素之摩尔比为1.8，以保证树脂能固化。反应第一步生成一和二羟甲基脲，然后羟甲基与氨基进一步缩合，得到可溶性树脂，如果用酸催化，易导致凝胶。脲醛树脂较易固化，固化后的树脂颜色呈半透明状，硬度高，耐油，耐弱酸、弱碱，抗霉，有较好的绝缘性和耐温性，但耐候性和耐水性较差，长期使用不变色，热成型时也不变色。脲醛树脂主要用于耐水性和介电性能要求不高的制品，如插线板、开关、机器手柄、仪表外壳、旋纽、日用品、装饰品、麻将牌、便桶盖；由于其色浅和易于着色，制品往往色彩丰富瑰丽。
在脲甲醛树脂加工成型时发生交联，制品为不溶不熔的热固性树脂。固化后的脲醛树脂颜色比酚醛树脂浅，呈半透明状，耐弱酸、弱碱，绝缘性能好，耐磨性极佳，价格便宜，脲醛树脂主要用于和醇酸树脂配制氨基醇酸烘漆，以提高漆膜的硬度和干性。它与不干性醇酸树脂配合可制成酸固化氨基漆作为木材家具罩光之用。可占环氧树脂和醇酸树脂配制不同性能的底漆和室内用漆，应用极为广泛，但是目前工业上传统树脂生产工艺中大多采用不饱和树脂生产工艺品，从而这种传统树脂生产工艺都存在收率低、纯度不高、生产时会产生有毒有害挥发性气体、污染严重等问题，且生产工艺较为复杂，难以符合人类的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种新型环保脲醛树脂及其制备方法，旨在解决现有传统树脂生产时会产生有毒有害挥发性气体，污染严重及生产成本高的技术问题。
本发明是这样实现的，一方面，提供了一种新型环保脲醛树脂，包括如下重量百分比的组分：
进一步地，所述甲醛的气体相对密度为1.067，液体密度为0.815g/cm3，熔点为-92℃，沸点为-19.5℃。
进一步地，所述尿素的相对分子质量为60.06，密度为1.335g/cm3，熔点为132.7℃。
进一步地，所述甲酸的分子量为46.03，熔点为8.6℃，沸点为100.8℃。
另一方面，本发明还提供一种新型环保脲醛树脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取配方组分
按照权利要求1所述的新型环保脲醛树脂配方分别称取所述甲醛、尿素、石粉、白矿油、茶籽油、甲酸和碱；
(2)制备初期脲醛树脂
将步骤(1)中称取的所述甲醛和所述尿素加入反应釜内，开动搅拌器，均匀搅拌，并在100℃恒温反应4小时后冷却至室温，得到初期脲醛树脂；
(3)制备半成品环保脲醛树脂；
将步骤(1)中称取的所述石粉添加到步骤(2)中得到的所述初期脲醛树脂中，成型得到半成品环保脲醛树脂；
(4)制备环保脲醛树脂；
将步骤(1)中称取的所述白矿油、茶籽油、甲酸和碱添加到步骤(3)中得到的所述半成品脲醛树脂中反应，得到新型环保脲醛树脂。
进一步地，步骤(2)中，所述搅拌器的转速为35转/分。
进一步地，步骤(2)中，通过电热加热器提供100℃恒温给所述搅拌器的。
进一步地，步骤(4)之后，在使用新型环保脲醛树脂制备工艺品时，只需在脲醛树脂中加入常规固化剂即可使用浇筑制成工艺品。
本发明的有益效果是：本发明脲醛树脂以甲醛和尿素为主料，并通过石粉、白矿油、茶籽油、甲酸和碱发生协同作用，从而赋予了该脲醛树脂具有环保、低成本的特点，另外，本发明利用脲醛树脂改性生产工艺品，有效克服了现有传统树脂生产时会产生有毒有害挥发性气体，污染严重及生产成本高的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的新型环保脲醛树脂的制备方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明实施例提供一种新型环保脲醛树脂，包括如下重量百分比的组分：
具体地，甲醛亦称蚁醛，是最简单的醛类，通常情况下是一种可燃、无色及有刺激性的气体，是一种重要的有机原料，主要用于塑料工业(如制酚醛树脂、脲醛塑料-电玉)、合成纤维(如合成维尼纶-聚乙烯醇缩甲醛)、皮革工业、医药、染料等，上述甲醛的气体相对密度为1.067，液体密度为0.815g/cm3，熔点为-92℃，沸点为-19.5℃。在具体实施例中，该甲醛的质量百分含量可以是28％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、72％等具体组分。
具体地，尿素又称碳酰胺，其是由碳、氮、氧、氢组成的有机化合物，又称脲，是一种白色晶体，上述尿素的相对分子质量为60.06，密度为1.335g/cm3，熔点为132.7℃。在具体实施例中，该阻燃剂的质量百分含量可以是15％、20％、25％、29％、34％、36％、38％、40％等具体组分。
具体地，甲酸又称作蚁酸，分子式为HCOOH。甲酸无色而有刺激气味，且有腐蚀性，人类皮肤接触后会起泡红肿。甲醛同时具有酸和醛的性质。在化学工业中，甲酸被用于橡胶、医药、染料、皮革种类工业，上述甲酸的分子量为46.03，熔点为8.6℃，沸点为100.8℃。在具体实施例中，该甲酸的质量百分含量可以是0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、1％等具体组分。
具体地，上述白矿油，又称石蜡油、白色油、矿物油，其是由石油所得精炼液态烃的混合物，主要为饱和的环烷烃与链烷烃混合物，原油经常压和减压分馏、溶剂抽提和脱蜡，加氢精制而得，可用于制造洗衣粉、合成洗涤剂、合成石油蛋白、农药乳化剂等。在具体实施例中，该白矿油的质量百分含量可以是2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％等具体组分。
具体地，上述茶籽油又名山茶油，其主要由脂肪酸组成。在具体实施例中，该白矿油的质量百分含量可以是2％、3％、4％、5％等具体组分。
具体地，上述碱为工业用碱的纯碱(碳酸钠)。在具体实施例中，该碱的质量百分含量可以是0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％等具体组分。
相应地，本发明实施例提供一种新型环保脲醛树脂的制备方法，该制备方法流程图如图1所示，该制备方法包括如下步骤：
S01，称取配方组分
按照上述的新型环保脲醛树脂配方分别称取所述甲醛、尿素、石粉、白矿油、茶籽油、甲酸和碱；
S02，制备初期脲醛树脂
将步骤S01中称取的所述甲醛和所述尿素加入反应釜内，开动搅拌器，均匀搅拌，并在100℃恒温反应4小时后冷却至室温，得到初期脲醛树脂；
S03，制备半成品环保脲醛树脂；
将步S01中称取的所述石粉添加到步骤S02中得到的所述初期脲醛树脂中，成型得到半成品环保脲醛树脂；
S04，制备环保脲醛树脂；
将步骤S01中称取的所述白矿油、茶籽油、甲酸和碱添加到步骤S03中得到的所述半成品脲醛树脂中反应，得到新型环保脲醛树脂。
具体地，步骤S02中，所述搅拌器的转速为35转/分。
具体地，步骤S02中，通过电热加热器提供100℃恒温给所述搅拌器的。
具体地，步骤S04之后，在使用新型环保脲醛树脂制备工艺品时，只需在脲醛树脂中加入常规固化剂即可使用浇筑制成工艺品。
本发明的有益效果是：本发明脲醛树脂以甲醛和尿素为主料，并通过石粉、白矿油、茶籽油、甲酸和碱发生协同作用，从而赋予了该脲醛树脂具有环保、低成本的特点，另外，本发明利用脲醛树脂改性生产工艺品，有效克服了现有传统树脂生产时会产生有毒有害挥发性气体，污染严重及生产成本高的技术问题。
下面结合具体的实施例对本发明做一详细的阐述。
实施例1
该实施例的新型环保脲醛树脂，按重量份数，由以下组分组成：
甲醛39％、尿素38％、石粉13％、白矿油6％、茶籽油3％、甲酸0.4％、碱0.6％。
其制备方法如下：
(1)按上述的重量份数称取各个组分；
(2)将步骤(1)中称取的所述甲醛和所述尿素加入反应釜内，开动搅拌器，均匀搅拌，并在100℃恒温反应4小时后冷却至室温，得到初期脲醛树脂；
(3)将步骤(1)中称取的所述石粉添加到步骤(2)中得到的所述初期脲醛树脂中，成型得到半成品环保脲醛树脂；
(4)将步骤(1)中称取的所述白矿油、茶籽油、甲酸和碱添加到步骤(3)中得到的所述半成品脲醛树脂中反应，得到新型环保脲醛树脂。
实施例2
该实施例的新型环保脲醛树脂，按重量份数，由以下组分组成：
甲醛58％、尿素23％、石粉10％、白矿油6％、茶籽油2％、甲酸0.4％、碱0.6％。制备方法与实施例1相同。
实施例3
该实施例的新型环保脲醛树脂，按重量份数，由以下组分组成：
甲醛68％、尿素16％、石粉10％、白矿油4％、茶籽油1％、甲酸0.4％、碱0.6％。制备方法与实施例1相同。
实施例4
该实施例的新型环保脲醛树脂，按重量份数，由以下组分组成：
甲醛72％、尿素15％、石粉8％、白矿油2％、茶籽油2％、甲酸0.2％、碱0.8％。制备方法与实施例1相同。
实施例5
该实施例的新型环保脲醛树脂，按重量份数，由以下组分组成：
甲醛70％、尿素16％、石粉9％、白矿油2％、茶籽油2％、甲酸0.5％、碱0.5％。制备方法与实施例1相同。
本发明的有益效果是：本发明脲醛树脂以甲醛和尿素为主料，并通过石粉、白矿油、茶籽油、甲酸和碱发生协同作用，从而赋予了该脲醛树脂具有环保、低成本的特点，另外，本发明利用脲醛树脂改性生产工艺品，有效克服了现有传统树脂生产时会产生有毒有害挥发性气体，污染严重及生产成本高的技术问题。
以上所述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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种新型环保脲醛树脂，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：
2.如权利要求1所述的新型环保脲醛树脂，其特征在于，所述甲醛的气体相对密度为1.067，液体密度为0.815g/cm3，熔点为-92℃，沸点为-19.5℃。
3.如权利要求1所述的新型环保脲醛树脂，其特征在于，所述尿素的相对分子质量为60.06，密度为1.335g/cm3，熔点为132.7℃。
4.如权利要求1所述的新型环保脲醛树脂，其特征在于，所述甲酸的分子量为46.03，熔点为8.6℃，沸点为100.8℃。
5.如权利要求1-4任一项所述的新型环保脲醛树脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取配方组分
按照权利要求1所述的新型环保脲醛树脂配方分别称取所述甲醛、尿素、石粉、白矿油、茶籽油、甲酸和碱；
(2)制备初期脲醛树脂
将步骤(1)中称取的所述甲醛和所述尿素加入反应釜内，开动搅拌器，均匀搅拌，并在100℃恒温反应4小时后冷却至室温，得到初期脲醛树脂；
(3)制备半成品环保脲醛树脂；
将步骤(1)中称取的所述石粉添加到步骤(2)中得到的所述初期脲醛树脂中，成型得到半成品环保脲醛树脂；
(4)制备环保脲醛树脂；
将步骤(1)中称取的所述白矿油、茶籽油、甲酸和碱添加到步骤(3)中得到的所述半成品脲醛树脂中反应，得到新型环保脲醛树脂。
6.如权利要求5所述的新型环保脲醛树脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述搅拌器的转速为35转/分。
7.如权利要求5所述的新型环保脲醛树脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，通过电热加热器提供100℃恒温给所述搅拌器的。
8.如权利要求5所述的新型环保脲醛树脂的制备方法，其特征在于，步骤(4)之后，在使用新型环保脲醛树脂制备工艺品时，只需在脲醛树脂中加入常规固化剂即可使用浇筑制成工艺品。
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