CN114957581B - 改性三聚氰胺树脂及其制备方法、集尘板及空气净化器 - Google Patents

改性三聚氰胺树脂及其制备方法、集尘板及空气净化器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种改性三聚氰胺树脂及其制备方法、集尘板及空气净化器；改性三聚氰胺树脂的制备包括以下步骤：先将醛类物质、三聚氰胺与有机碱进行缩合反应，再将得到三聚氰胺羟甲基预聚物与有机酸混合得到酸性混合物，进一步将酸性混合物与改性剂混合进行醚化反应，改性剂选自多元醇和多元醇前驱体中的至少一种，及碳原子数为1～4的烷烃一元醇的混合物。各步骤之间协同作用，使制得的改性三聚氰胺树脂用于绝缘介质层时，其表面电阻稳定在1×109Ω～1×1010Ω，使得绝缘介质层的静电耗散能力较好，有效解决电场的效率衰减问题；且制得的绝缘介质层的韧性、耐漏电起痕性能和耐电弧性能较好，可有效提升其使用寿命。

Description

改性三聚氰胺树脂及其制备方法、集尘板及空气净化器
技术领域
本发明涉及空气净化领域，特别涉及一种改性三聚氰胺树脂及其制备方法、集尘板及空气净化器。
背景技术
静电式空气净化器由于其无耗材特性，受到了广泛应用。传统的静电式空气净化器采用板式静电过滤技术。其中，板式静电过滤技术中的集尘区域采用平行金属板作为集尘板(又称为集尘极)，两个间隔平行金属板分别接入直流高压与接地以形成高压平行电场，荷电后的灰尘进入此高压平行电场区域时，发生电场偏转，电场力使灰尘落于集尘板表面，通过金属的导电性能导走荷电灰尘上的电荷，以实现净化空气中的灰尘，同时避免集尘板表面富集静电而产生反电晕。然而，金属板密度较大，导致模块过重；且由于金属板材料加工原因，金属表面的尖端、毛刺等在平行金属板间距较小的情况下，在较低的电压即可发生击穿，为了避免发生击穿，平行金属板间距不能过小，电压不能过高，从而无法形成较高的偏转电场，导致过滤效率较低。
为了进一步提高静电式过滤模块的过滤效果，研究出了一种微静电技术，其原理是在平行金属板表面形成绝缘介质层，阻止电弧的生成，从而缩短平行电场的间距，提高平行金属板间的电压，从而得到较高的偏转电场。然而，传统的绝缘介质层的材料主要是聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、PET、PTFE和聚碳酸酯等工程塑料，工程塑料由于分子结构特性，具有较高的电阻绝缘特性，但抗电老化能力较差，在高电场、表面反电晕、爬电等环境下容易发生电老化，容易造成绝缘失效或击穿问题；且工程塑料的静电耗散能力较差，导致集尘板表面富集静电而产生反电晕，从而促使绝缘电介质层进一步老化，以及降低空气净化器的过滤效果。
因此，提供一种抗电老化能力和静电耗散能力较好的绝缘电介质层具有重要意义。
发明内容
基于此，本发明提供了一种改性三聚氰胺树脂及其制备方法，将改性三聚氰胺树脂作为绝缘介质层时，其抗电老化能力和静电耗散能力较好。
本发明还提供了一种集尘板及空气净化器。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下。
一种改性三聚氰胺树脂的制备方法，包括以下步骤：
将醛类物质、三聚氰胺与有机碱混合进行缩合反应，得到三聚氰胺羟甲基预聚物；
将所述三聚氰胺羟甲基预聚物和有机酸混合得到酸性混合物；再将所述酸性混合物与改性剂混合进行醚化反应，得到所述改性三聚氰胺树脂；所述改性剂选自多元醇和多元醇前驱体中的至少一种，及碳原子数为1～4的烷烃一元醇的混合物。
在其中一些实施例中，改性三聚氰胺树脂的制备方法中，所述酸性混合物的pH值为5～6。
在其中一些实施例中，在所述缩合反应中，所述醛类物质与所述三聚氰胺的质量比为(2.5～3):1。
在其中一些实施例中，在所述缩合反应中，所述醛类物质选自甲醛和多聚甲醛中的至少一种。
在其中一些实施例中，在所述缩合反应中，所述醛类物质为甲醛和多聚甲醛的混合物，所述甲醛与所述多聚甲醛的摩尔比为(1～2.5):1。
在其中一些实施例中，在所述醚化反应中，所述改性剂与对应所加的三聚氰胺的摩尔比为0.5～1:1。
在其中一些实施例中，改性三聚氰胺树脂的制备方法中，所述多元醇和所述多元醇前驱体中的至少一种与所述碳原子数为1～4的烷烃一元醇的质量比为(2～4):1。
在其中一些实施例中，改性三聚氰胺树脂的制备方法中，所述有机碱选自醇胺类有机碱、仲胺类有机碱和叔胺类有机碱中的至少一种。
在其中一些实施例中，改性三聚氰胺树脂的制备方法中，所述有机酸选自磷酸、草酸和醋酸中的至少一种。
在其中一些实施例中，改性三聚氰胺树脂的制备方法中，所述多元醇选自聚乙二醇和聚丙二醇中的至少一种。
在其中一些实施例中，改性三聚氰胺树脂的制备方法中，所述多元醇前驱体选自邻苯二甲酸二烯丙酯和邻苯二甲酸二异丁酯中的至少一种。
在其中一些实施例中，改性三聚氰胺树脂的制备方法中，所述碳原子数为1～4的烷烃一元醇选自甲醇和乙醇中的至少一种。
本发明提供了一种改性三聚氰胺树脂，由上述的改性三聚氰胺树脂的制备方法制备得到。
本发明提供了一种绝缘介质层，包括基材和上述的改性三聚氰胺树脂，所述改性三聚氰胺树脂负载于所述基材上。
在其中一些实施例中，绝缘介质层中，所述基材选自棉浆纸和饰面纸中的至少一种，所述棉浆纸的克重≤60g/m2，所述饰面纸的拉伸强度≥3MPa～5MPa。
本发明提供了一种绝缘介质层的制备方法，包括以下步骤：
将基材浸渍于上述的改性三聚氰胺树脂的浆料中，固化。
本发明提供了一种集尘板，包括导电层和上述的绝缘介质层，所述绝缘介质层包覆所述导电层。
在其中一些实施例中，集尘板中，所述导电层为导电碳材料层和金属箔中的至少一种。
本发明还提供了一种集尘模块，包括第一集尘板和第二集尘板，所述第一集尘板和所述第二集尘板间隔相对设置，所述第一集尘板和所述第二集尘板中的至少一个为上述的集尘板。
本发明还提供了一种空气净化器，包含上述的集尘模块。
与现有技术相比较，本发明的改性三聚氰胺树脂的制备方法具有如下有益效果：
上述改性三聚氰胺树脂的制备方法，先将醛类物质、三聚氰胺与有机碱进行缩合反应，再将得到的三聚氰胺羟甲基预聚物与有机酸混合得到酸性混合物，进一步将所述酸性混合物与改性剂与特定种类的改性剂混合进行醚化反应。其中，通过采用有机碱催化缩合反应，可有效控制所得树脂的分子量，且可避免碱残留物在树脂中的碱电离，从而有效提升电气强度；进一步将三聚氰胺羟甲基预聚物与有机酸混合得到酸性混合物，再与改性剂混合进行醚化反应，酸性条件可有效促进三聚氰胺羟甲基预聚物和改性剂的醚化反应；而改性剂中的碳原子数为1～4的烷烃一元醇，可封端部分羟甲基三聚氰胺，从而降低改性三聚氰胺树脂的交联密度，促进与多元醇反应形成长链；同时，随着醚化反应的进行，生成的中间产物粘度增大，其水溶性降低，此时烷烃一元醇还可作为溶剂控制中间产物的粘度，便于反应的持续进行；各步骤之间协同作用，使制得的改性三聚氰胺树脂用于绝缘介质层时，其表面电阻稳定在1×109～1×1010Ω，使得绝缘介质层的静电耗散能力较好，有效解决电场的效率衰减问题；且制得的绝缘介质层的韧性、耐漏电起痕性能和耐电弧性能较好，可有效提升其使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为一实施方式提供的一种集尘板的结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。应当理解，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本发明实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
本发明一实施方式提供了一种改性三聚氰胺树脂的制备方法，包括步骤S10～S30。
步骤S10：将醛类物质、三聚氰胺与有机碱混合进行缩合反应，得到三聚氰胺羟甲基预聚物。
传统的三聚氰胺树脂用于饰面板等装饰领域，或在中低电压领域使用，对材料电性能要求不高，生产过程中多采用无机碱进行促催化；而本发明的技术人员经过研究发现，采用无机碱如NaOH等离子化合物催化，NaOH活性太高，初期反应太快，消耗部分后又后降速反应，产生的结果是有些分子量很大而有些还没有开始反应，造成成品树脂的分子量跨度较大。而有机碱有类似于缓释剂的效果，反应过程中的损耗引起的pH值波动较小，使得三聚氰胺羟甲基能较平稳的进行，同时可以减少残留物在成品树脂中的碱电离，从而有效提升电气强度。
在其中一些示例中，步骤S10中，醛类物质与三聚氰胺的质量比为(2.5～3):1。可以理解，醛类物质与三聚氰胺的质量比可以为2.5:1、2.6:1、2.7:1、2.8:1、2.9:1、3:1等。
进一步地，醛类物质与三聚氰胺的质量比为为3:1。
在其中一些示例中，步骤S10中，醛类物质选自甲醛和多聚甲醛中的至少一种。
在其中一些示例中，步骤S10中，醛类物质为甲醛和多聚甲醛的混合物，甲醛与多聚甲醛的摩尔比为(1～2.5):1。
在反应过程中，三聚氰胺与甲醛的反应速度较快，而多聚甲醛随着反应的进行缓释解聚，可控制缩合反应的速度，将甲醛和多聚甲醛搭配使用，可进一步促进三聚氰胺羟甲基预聚物的分子量相对均匀，从而进一步提升最终得到的改性三聚氰胺树脂的耐电压稳定性。如果全部用甲醛，后期醚化反应与成品阶段需要增加脱水步骤。
可以理解，甲醛与多聚甲醛的摩尔比可以为1:1、1.3:1、1.6:1、2.0:1、2.3:1、2.5:1等。
进一步地，甲醛与多聚甲醛的摩尔比为7:3(约为2.3:1)。
在其中一些示例中，步骤S10中，甲醛以甲醛水溶液的形式添加。进一步地，甲醛水溶液的质量百分浓度为30％～40％；可选地，甲醛水溶液的质量百分浓度为37％。
在其中一些示例中，步骤S10中，先将甲醛与多聚甲醛混合后搅拌，再加入三聚氰胺与有机碱。进一步地，搅拌的温度为65℃～70℃，时间为30min～40min。
可以理解，先将甲醛与多聚甲醛混合后，再特定温度下搅拌一定时间，多聚甲醛可进行一定程度的解聚，有利于后续反应生成树脂的均匀性。进一步可理解，搅拌时间达到搅拌温度时开始计时。
在其中一些示例中，步骤S10中，三聚氰胺以三聚氰胺粉体的形式一次性加入。
在其中一些示例中，步骤S10中，有机碱选自醇胺类有机碱、仲胺类有机碱和叔胺类有机碱中的至少一种。
可以理解，醇胺类有机碱包括但不限于一乙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇胺三乙醇胺；仲胺类有机碱包括但不限于二甲胺；叔胺类有机碱包括但不限于三乙胺。
在其中一些示例中，步骤S10中，有机碱为醇胺类有机碱。进一步地，有机碱为三乙醇胺。
在其中一些示例中，步骤S10中，醛类物质、三聚氰胺与有机碱的混合体系的pH值为8～9。
可以理解，通过控制混合体系的pH值，可控制有机碱的添加量。
在其中一些示例中，步骤S10中，缩合反应的温度为80℃～85℃。
进一步地，反应时间以测量溶液的水数判断，水数的测试方法为：往25℃去离子水中滴加反应液，出现不溶性白色混浊为反应终点。
在其中一些示例中，步骤S10中，缩合反应的时间为30min～50min。
在其中一些示例中，步骤S10中，反应结束后，通水降温至50℃～55℃。
步骤S20：将三聚氰胺羟甲基预聚物与有机酸混合得到酸性混合物；再将酸性混合物与改性剂混合进行醚化反应，得到改性三聚氰胺树脂；其中，改性剂选自多元醇和多元醇前驱体中的至少一种，及碳原子数为1～4的烷烃一元醇的混合物。
通过采用有机碱催化缩合反应，可有效控制所得树脂的分子量，且可避免碱残留物在树脂中的碱电离，从而有效提升电气强度；进一步将三聚氰胺羟甲基预聚物与有机酸混合得到酸性混合物，再与改性剂混合进行醚化反应，酸性条件可有效促进三聚氰胺羟甲基预聚物和改性剂的醚化反应；而改性剂中的碳原子数为1～4的烷烃一元醇，可封端部分羟甲基三聚氰胺，从而降低改性三聚氰胺树脂的交联密度，促进与多元醇反应形成长链；同时，随着醚化反应的进行，生成的中间产物粘度增大，其水溶性降低，此时烷烃一元醇还可作为溶剂控制中间产物的粘度，便于反应的持续进行；各步骤之间协同作用，使制得的改性三聚氰胺树脂用于绝缘介质层时，其表面电阻稳定在1×109～1×1010Ω，使得绝缘介质层的静电耗散能力较好，有效解决电场的效率衰减问题；且制得的绝缘介质层的韧性、耐漏电起痕性能和耐电弧性能较好，可有效提升其使用寿命。
在其中一些示例中，步骤S20中，酸性混合物的pH值为5～6。
通过控制pH值，可控制有机酸的添加量；通过控制有机酸的添加量，有效促进三聚氰胺羟甲基与改性剂的醚化进程，促进最终制得的改性三聚氰胺树脂的电性能。
在其中一些示例中，步骤S20中，有机酸选自磷酸、草酸和醋酸中的至少一种；进一步地，有机酸为磷酸。
在其中一些示例中，步骤S20中，有机酸选磷酸。可以理解，对于阻燃等级较高的产品，有机酸为磷酸更好。
在其中一些示例中，步骤S20中，改性剂与对应所加的三聚氰胺的摩尔比为(0.5～1):1。
可以理解，改性剂与对应所加的三聚氰胺的摩尔比可以为0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1等。
进一步地，改性剂与对应所加的三聚氰胺的摩尔比为1:1。
通过控制改性剂与对应所加的三聚氰胺的摩尔比，可有效提升耐漏电起痕性能和耐电弧性能。
在其中一些示例中，改性剂中，多元醇和多元醇前驱体中的至少一种与碳原子数为1～4的烷烃一元醇的质量比为(2～4):1。
可以理解，多元醇和多元醇前驱体中的至少一种与碳原子数为1～4的烷烃一元醇的质量比可以为2:1、2.3:1、2.7:1、3:1、3.5:1、4:1等。
进一步地，多元醇和多元醇前驱体中的至少一种与碳原子数为1～4的烷烃一元醇的质量比为3:1。
可以理解，通过控制多元醇和多元醇前驱体中的至少一种与碳原子数为1～4的烷烃一元醇的质量比，可有效控制柔性分子链的增加，从而保证弯曲强度、冲击强度和电性能等综合性能较好。如引入柔性分子链过多，会提升弯曲强度和冲击强度提高，但同时会降低电性能，以及电阻增大。
可以理解，多元醇包括但不限于聚乙二醇、聚丙二醇；多元醇前驱体包括但不限于邻苯二甲酸二烯丙酯、邻苯二甲酸二异丁酯。
在其中一些示例中，步骤S20中，多元醇为聚乙二醇。进一步地，聚乙二醇可以为聚乙二醇600～2000一类产品。
在其中一些示例中，步骤S20中，多元醇前驱体为邻苯二甲酸二烯丙酯。
在酸性环境下，部分邻苯二甲酸二烯丙酯分子链段以酯交换的形式引入三聚氰胺主链中，部分通过物理共混增韧补强。
可以理解，碳原子数为1～4的烷烃一元醇包括但不限于甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。
在其中一些示例中，步骤S20中，碳原子数为1～4的烷烃一元醇选自甲醇和乙醇中的至少一种。进一步地，碳原子数为1～4的烷烃一元醇为甲醇。
在其中一些示例中，步骤S20中，醚化反应的温度为50℃～55℃，时间为1h～1.5h。
本发明一实施方式提供了一种改性三聚氰胺树脂，由上述改性三聚氰胺树脂的制备方法制得。
在其中一些示例中，改性三聚氰胺树脂的胶化时间为200s～300s。
本发明一实施方式提供了绝缘介质层，包括基材和上述的改性三聚氰胺树脂，改性三聚氰胺树脂负载于基材上。
可以理解，改性三聚氰胺树脂会负载在基材的孔隙和表面。
在其中一些示例中，绝缘介质层中，基材选自棉浆纸和饰面纸中的至少一种，棉浆纸的克重≤60g/m2，饰面纸的拉伸强度≥3MPa～5MPa。
上述方法制得的改性三聚氰胺树脂与基材配合，可有效提升绝缘介质层的弯曲能力与抗冲击能力。
在其中一些较优的示例中，绝缘介质层中，基材为棉浆纸。
棉纤纸中的长纤维和羟基与改性三聚氰胺树脂配合，在增韧方面可实现1+1＞2的效果。
电场衰减与材料的静电耗散能力相关，静电耗散能力又与材料的表面电阻与体积电阻率相关，而降低材料的电阻能力通常是降低材料的绝缘等级。
上述方法制备的改性三聚氰胺树脂内含大量羟基与胺基，对空气水的吸附能力较强，使制得的绝缘介质层的表面电阻为109～10Ω，静电耗散能力较强，从而具有较强的防静电富集能力，且对静电集尘模块的效率衰减有较好的抑制效果；而且，上述方法制备的改性三聚氰胺树脂的交连密度较高，使绝缘介质层具有较高的耐电压能力，从而使上述绝缘介质层具有防静电与耐电压共存的特性。同时，上述方法制备的改性三聚氰胺树脂含大量氮，自带无卤阻燃，耐电弧与耐漏电起痕能力较好，有效延长了模块的寿命，提高模块的安全性。
本发明一实施方式提供了一种绝缘介质层的制备方法，包括以下步骤：
将基材浸渍于上述的改性三聚氰胺树脂的浆料中，固化。
可以理解，改性三聚氰胺树脂会负载在基材的孔隙和表面。
请参图1，本发明一实施方式提供了一种集尘板100，包括导电层110和上述的绝缘介质层120，绝缘介质层120包覆导电层110。
可以理解，上述绝缘介质层可赋予集尘板较好的抗电老化能力和静电耗散能力，且有效提升集尘板的过滤性能。
在其中一些示例中，集尘板中，导电层为导电碳材料层和金属箔中的至少一种。
进一步地，导电层为导电碳材料层。可以理解，导电炭材料层可以由导电碳浆固化得到。
上述方法制得的改性三聚氰胺树脂与导电碳浆的结合力较好，远高于聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、PET、PTFE和聚碳酸酯这些工程塑料，且改性三聚氰胺树脂的膨胀系数小于这些工程塑料，有效减小了导电层开裂与分相的问题，可有效避免导电层从绝缘介质层脱离而影响寿命。
本发明一实施方式提供了集尘模块，包括第一集尘板和第二集尘板，第一集尘板和第二集尘板间隔相对设置，第一集尘板和第二集尘板中的至少一个为上述的集尘板。
本发明一实施方式提供了一种空气净化器，包含上述的集尘模块。
进一步地，空气净化器包括依次设置的进风初过滤口、荷电模块、集尘模块和出风口。
上述集尘模块可赋予空气净化器较高的过滤效果及较长的寿命。
具体实施例
以下按照本发明的改性三聚氰胺树脂及其制备方法、集尘板及空气净化器举例，可理解，本发明的改性三聚氰胺树脂及其制备方法、集尘板及空气净化器并不局限于下述实施例。
实施例1
改性三聚氰胺树脂的制备
(1)按甲醛与多聚甲醛的摩尔比为7:3的比例将37wt％的甲醛水溶液与多聚甲醛混合，升温至65℃～70℃，搅拌30～40分钟，按甲醛和多聚甲醛的总质量与三聚氰胺的质量比为3:1加入三聚氰胺粉体，加入有机碱三乙醇胺，调节体系的pH值为8～9，于80℃～85℃反应至反应终点(往25℃去离子水中滴加上述反应液，出现不溶性白色混浊为终点)，降温至50℃～55℃，此时混合体系的pH值约为7.5～8.5；
(2)加入有机酸草酸将步骤(1)得到的混合体系的pH值调至5～6，按多元醇和甲醇的总摩尔量与三聚氰胺的摩尔比为1:1加入聚乙二醇600与甲醇的混合液(聚乙二醇600与甲醇的质量比为3:1)，于50℃～55℃反应1h～1.5h，得到改性三聚氰胺树脂。
将制得的改性三聚氰胺树脂浸渍基材棉浆纸(克重为60g/m2)，制备半固化片(即绝缘介质层前驱体)，将导电碳浆在半固化片上绘制成特定形状，采用层压工艺，以使导电碳浆在层压作用下进入半固化片内，制备集尘板。
实施例2
与实施例1基本相同，不同点在于，有机碱为三乙胺，有机酸为磷酸，且多元醇为聚乙二醇600和邻苯二甲酸二烯丙酯的混合物，聚乙二醇600和邻苯二甲酸二烯丙酯的质量比为1:1。
实施例3
与实施例1基本相同，不同点在于，基材为饰面纸(拉伸强度为4MPa)。
实施例4
与实施例1基本相同，不同点在于，多元醇和甲醇的总摩尔量与三聚氰胺的摩尔比为0.5:1。
实施例5
与实施例1基本相同，不同点在于，多元醇与甲醇的质量比为4:1。
实施例6
与实施例1基本相同，不同点在于，甲醛和多聚甲醛的总质量与三聚氰胺的质量比为2.5:1。
实施例7
与实施例1基本相同，不同点在于，甲醛与多聚甲醛的摩尔比为1:1。
实施例8
与实施例1基本相同，不同点在于，醛类物质为纯甲醛；在醚化阶段前增加真空脱水工艺。
实施例9
与实施例1基本相同，不同点在于，基材为木浆纸。
对比例1
采用工程塑料聚丙烯为绝缘介质层材料与导电碳浆复合得到集尘板。
对比例2
与实施例1基本相同，不同点在于，将步骤(1)中的有机碱替换为等物质的量的无机碱氢氧化钠。
对比例3
采用市售的三聚氰胺树脂浸渍基材棉浆纸(克重为60g/m2)，制备半固化片，将导电碳浆在半固化片上绘制成特定形状，采用层压工艺，以使导电碳浆在层压作用下进入半固化片内，制备集尘板。
对比例4
与实施例1基本相同，不同点在于，步骤(2)中不加有机酸草酸，直接加多元醇和甲醇进行反应，具体如下：
(1)同实施例1步骤(1)；
(2)将聚乙二醇600与甲醇的混合液(聚乙二醇600与甲醇的质量比为3:1)按多元醇和甲醇的总摩尔量与三聚氰胺的摩尔比为1:1与步骤(1)得到的混合体系混合，于50℃～55℃反应1h～1.5h，得到改性三聚氰胺树脂。
将制得的改性三聚氰胺树脂浸渍基材棉浆纸(克重为60g/m2)，制备半固化片，将导电碳浆在半固化片上绘制成特定形状，采用层压工艺，以使导电碳浆在层压作用下进入半固化片内，制备集尘板。
对比例5
与实施例1基本相同，不同点在于，步骤(2)中不加甲醇，仅加多元醇进行反应，具体如下：
(1)同实施例1步骤(1)；
(2)加入有机酸草酸将步骤(1)得到的混合体系的pH值调至5～6，按多元醇与三聚氰胺的摩尔比为1:1加入聚乙二醇600，于50℃～55℃反应1h～1.5h，得到改性三聚氰胺树脂。
将制得的改性三聚氰胺树脂浸渍基材棉浆纸(克重为60g/m2)，制备半固化片，将导电碳浆在半固化片上绘制成特定形状，采用层压工艺，以使导电碳浆在层压作用下进入半固化片内，制备集尘板。
对比例6
与实施例1基本相同，不同点在于，步骤(2)中先加多元醇反应后，再加甲醇溶液冷却，具体如下：
(1)同实施例1步骤(1)；
(2)加入有机酸草酸将步骤(1)得到的混合体系的pH值调至5～6，加入聚乙二醇600(按多元醇和甲醇的总摩尔量与三聚氰胺的摩尔比为1:1，聚乙二醇600与甲醇的质量比为3:1准备多元醇和甲醇)，于50℃～55℃反应1h～1.5h，再加甲醇溶液冷却，得到改性三聚氰胺树脂。
将制得的改性三聚氰胺树脂浸渍基材棉浆纸(克重为60g/m2)，制备半固化片，将导电碳浆在半固化片上绘制成特定形状，采用层压工艺，以使导电碳浆在层压作用下进入半固化片内，制备集尘板。
对比例7
以金属板作为集尘板。
各实施例和对比例制备集尘板的部分参数如表1所示。
表1
其中，“醛:三聚氰胺”指的是甲醛和多聚甲醛的总质量与三聚氰胺的质量比；“甲醛:多聚甲醛指的是甲醛与多聚甲醛的摩尔比；“(多元醇+甲醇):三聚氰胺”指的是多元醇和甲醇的总摩尔量与三聚氰胺的摩尔比，“多元醇:甲醇”指的是多元醇与甲醇的质量比；实施例8中“甲醛:多聚甲醛”为“1:0”指的是醛类物质为纯甲醛，不包含多聚甲醛。
将各实施例和对比例，制备成基准材料试样进行测试，其中，材料厚度按以下测试标准中的规定厚度要求进行，材料形状与尺寸按标准中的规定进行加工，参考的具体标准如下：
弯曲强度：GB/T 1303.2-2009；
冲击强度：GB/T 1303.2-2009；
耐漏电起痕：GB/T4207-2003；
耐电弧：GB/T 1411-2002；
表面电阻：GB/T 1410-2006；
垂直层向电气强度：GB/T 1303.2-2009；
将各实施例和对比例按集尘板的制备要求制备出合适要求及厚度的集尘板，按标准集尘模块的拼装要求拼装出合适的集尘模块，要求处于对比的集尘模块尺寸大小相比，材料厚度相同(厚度误差5％以内)，各集尘模块与同一规格的荷电模块组装成空气净化器，测试空气净化器的CADR值。测试CADR值的各项条件要求必须保持一致；测试结果如表2所示。
表2
相比对比例，实施例制备的改性三聚氰胺树脂浸渍基材后，将得到的绝缘介质层包覆导电层作为集尘板时，所制备的绝缘层机械性能强度适中，电性能优异，表面电阻能够处于合适的范围，适合长期稳定使用。从实验过程以及表2可以看出，对比例7，采用金属板为集尘板时，其CADR值为380m3/h；对比例1，采用普通高绝缘塑料层包覆导电层作为集尘板时，初次测试其CADR值可达460m3/h，但关机第二次复测的结构只能达到400m3/h的水平，存在较明显的衰减；对比例2，采用无机碱催化醛类物质与三聚氰胺的反应时，弯曲强度较低，原因可能是跟NaOH的催化效率有关，初期时的反应速度较快，消耗部分NaOH后反应速度降低，导致所得树脂的分子量分布不均，使成所得树脂的强度较低；对比例3，采用市售的三聚氰胺树脂，该市售树脂采用NaOH催化合成三聚氰胺树脂，且未进行多元醇改性，冲击强度和垂直层向电气强度明显降低，很容易被击穿，且在高电场和潮湿的条件下，Na+会往表面迁移，导致更容易被击穿，远达不到实际可以正常使用要求；对比例4中进未行调整pH的酸化过程，直接添加多元醇反应，结果在碱性条件下，树脂交联密度进一步增大，而多元醇未有效接枝到树脂上，树脂合成最终成类似于爆聚反应的糊状，产品无法正常使用；对比例5～6，醚化过程中未加入低级一元醇甲醇，醚化只引入大分子，反应时间会延长，材料机械性能、韧性提高，但过多的引入柔性链长链，CADR测试的综合性能降低；而对比例6中在醚化反应后添加的甲醇仅是起到降低粘度的作用。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。

Claims (19)

1.一种改性三聚氰胺树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将醛类物质、三聚氰胺与有机碱混合进行缩合反应，得到三聚氰胺羟甲基预聚物；所述醛类物质与所述三聚氰胺的质量比为(2.5~3):1；
将所述三聚氰胺羟甲基预聚物与有机酸混合得到酸性混合物；再将所述酸性混合物与改性剂混合进行醚化反应，得到所述改性三聚氰胺树脂；所述改性剂包括多元醇及碳原子数为1~4的烷烃一元醇的混合物；所述改性剂与对应所加的三聚氰胺的摩尔比为(0.5~1):1。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性剂还包括多元醇前驱体，所述多元醇前驱体选自邻苯二甲酸二烯丙酯和邻苯二甲酸二异丁酯中的至少一种。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸性混合物的pH值为5~6。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述缩合反应中，所述醛类物质与所述三聚氰胺的质量比为3:1。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述缩合反应中，所述醛类物质选自甲醛和多聚甲醛中的至少一种。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述醛类物质为甲醛和多聚甲醛的混合物，所述甲醛与所述多聚甲醛的摩尔比为(1~2.5):1。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述醚化反应中，所述改性剂与对应所加的三聚氰胺的摩尔比为1:1。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述醚化反应中，所述多元醇与所述碳原子数为1~4的烷烃一元醇的质量比为(2~4):1。
9.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述醚化反应中，所述多元醇和所述多元醇前驱体两者总质量与所述碳原子数为1~4的烷烃一元醇的质量比为(2~4):1。
10.如权利要求1~9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述有机碱选自醇胺类有机碱、仲胺类有机碱和叔胺类有机碱中的至少一种；
和/或，所述有机酸选自磷酸、草酸和醋酸中的至少一种。
11.如权利要求1~9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述多元醇选自聚乙二醇和聚丙二醇中的至少一种；
和/或，所述碳原子数为1~4的烷烃一元醇选自甲醇和乙醇中的至少一种。
12.一种改性三聚氰胺树脂，其特征在于，由权利要求1~11任一项所述的改性三聚氰胺树脂的制备方法制备得到。
13.一种绝缘介质层，其特征在于，包括基材和权利要求12所述的改性三聚氰胺树脂，所述改性三聚氰胺树脂负载于所述基材上。
14. 如权利要求13所述的绝缘介质层，其特征在于，所述基材选自棉浆纸和饰面纸中的至少一种，所述棉浆纸的克重≤60 g/m2，所述饰面纸的拉伸强度≥3 MPa~5 MPa。
15.一种绝缘介质层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将基材浸渍于包含权利要求12所述的改性三聚氰胺树脂的浆料中，固化。
16.一种集尘板，其特征在于，包括导电层和如权利要求13~14任一项所述的绝缘介质层，所述绝缘介质层包覆所述导电层。
17.如权利要求16所述的集尘板，其特征在于，所述导电层为导电碳材料层和金属箔中的至少一种。
18.一种集尘模块，其特征在于，包括第一集尘板和第二集尘板，所述第一集尘板和所述第二集尘板间隔相对设置，所述第一集尘板和所述第二集尘板中的至少一个为如权利要求16~17任一项所述的集尘板。
19.一种空气净化器，其特征在于，包含如权利要求18所述的集尘模块。
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