胶粘剂与涂料之五-三聚氰胺甲醛树脂胶粘剂
58页1、第四章 三聚氰胺-甲醛树脂胶粘剂,胶粘剂与涂料之五,2013年10月,Contents,概述,合成三聚氰胺树脂的原料,4.2,三聚氰胺树脂合成反应的影响因素,4.4,4.5,4.1,三聚氰胶树脂的合成工艺,三聚氰胺树脂的合成原理,4.3,三聚氰胺树脂的改性,3,4.6,三聚氰胺树脂是三聚氰胺-甲醛树脂的简称,它是由三聚氰胺与甲醛在催化剂作用下经缩聚合成的。在木材加工中主要用于制造贴面板的装饰纸及表层纸的浸渍、人造板饰面纸的浸渍。 用于涂料的氨基树脂必须经醇改性后,才能溶于有机溶剂,并与主要成膜树脂有良好的混容性和反应性。 在涂料中,由氨基树脂单独加热固化所得的涂膜硬而脆,且附着力差,因此氨基树脂常与其他树脂如醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂等配合,组成氨基树脂漆。,4.1 概述,4.1 概述,国内醇醚化三聚氰胺树脂产品,国外醇醚化三聚氰胺树脂产品,4.1 概述,具有很高的胶接强度; 较高的耐沸水能力(能经受3h的沸水煮沸); 热稳定性高,硬度高,耐磨性优异; 胶膜具有在高温下保持颜色和光泽的能力; 树脂固化速度快,在较低的温度下也能够固化; 具有较好的耐水性; 具有较强的耐化学药剂污染能力
2、。,4.1 概述,优点,其硬度和脆性高; 因而易产生裂纹; 价格高于脲醛树脂。,4.1 概述,缺点,4.2 合成三聚氰胺树脂的原料,三聚氰胺又称三聚氰酰胺、蜜胺。 2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪。三聚氰胺的分子式为:C3H6N6。纯的三聚氰胺为白色粉末状结晶物,结晶体的结构(针状、棱形,决定于制备方法,化学结构式为:,三聚氰胺分子中3个氨基上 的6个氢原子都可分别逐个被羟甲基所取代。,反应可在酸性或碱性介质中进行,生成不同程度的羟甲基三聚氰胺相互聚合物,最后成三维状聚合物三聚氰胺-甲醛树脂。,分子量:126.13,熔点:354,密度:1.573g/cm3。三聚氰胺为弱碱性,但比尿素强,水溶液呈弱碱性。三聚氰胺易溶于液态氨、氢氧化钠及氢氧化钾的水溶液中,难溶于水(在100水中仅溶解5%),微溶于乙二醇、甘油,不溶于乙醚、苯、四氯化碳。加热升华,急剧加热则分解。低毒,在一般情况下较稳定,但在高温下可能会分解出氰化物。 三聚氰胺易水解,形成一系列水解产物,最后变成三聚氰酸。三聚氰胺随着三个氨基水解,酸性逐步上升,这对三聚氰胺树脂的合成非常不利,所以必须将其从三聚氰胺中用碱水洗去或重结晶
3、精制,其含量不得超过1%。,4.2 合成三聚氰胺树脂的原料,遇强酸或强碱水溶液水解,胺基逐步被羟基取代,先生成三聚氰酸二酰胺,进一步水解生成三聚氰酸一酰胺,最后生成三聚氰酸。,4.2 合成三聚氰胺树脂的原料,工业合成三聚氰胺主要使用尿素为原料,在加热和一定压力条件下发生如下反应: 6 (NH2)2CO C3H6N6 + 6 NH3 + 3 CO2 按照反应条件不同,三聚氰胺合成工艺又可分为高压法(7-10MPa,370-450,液相)、低压法(0.5-1MPa,380-440,液相)和常压法(0.3MPa,390,气相)三类。,4.2 合成三聚氰胺树脂的原料,4.3 三聚氰胺树脂合成原理,三聚氰胺树脂1933年才在文献上有报道,然而1939年即作为商品在美国出售。其工艺迅速发展是由于三聚氰胺与甲醛的反应同尿素与甲醛的反应类似。甲醛与三聚氰胺的反应较之与尿素的反应更容易进行,并易于反应完全,它的反应过程也是分阶段进行的,首先是进行加成反应,形成羟甲基三聚氰胺。然后才逐步进行缩聚,最后形成具有不溶不熔的体型热固性树脂。,4.3.1聚氰胺与甲醛的加成反应,在中性或弱碱性介质中,三聚氰胺与甲醛
4、进行加成反应,形成羟甲基三聚氰胺。三聚氰胺分子中存在的6个活泼氢原子,在一定的条件下,能够直接与甲醛分子进行加成反应,形成16羟甲基三聚氰胺。如果在三聚氰胺的分子中结合的羟甲基越多,则形成的树脂具有较高的稳定性。,1摩尔分子的三聚氰胺与3摩尔分子的甲醛作用,反应介质为中性或弱碱性 (PH=79),反应温度为7080时,可形成三羟甲基三聚氰胺。一般来说,当pH=7时,反应较慢;pH7时,反应加快。,4.3.1聚氰胺与甲醛的加成反应,树脂的适用期,在甲醛过量达到612摩尔分子,介质pH为中性或弱碱性及温度为80时,能形成六羟甲基三聚氰胺。,4.3.1聚氰胺与甲醛的加成反应,与尿素不同三聚氰胺在水中的溶解度较低,只溶于热水而不溶于冷水。但由于三聚氰胺官能度高,羟甲基化反应速度较快,反应产物很快即变为水溶性产物,其变为憎水性产物的速度也极快。 羟甲基三聚氰胺是三聚氰胺树脂的单体,由羟甲基三聚氰胺单体相互缩聚即可得到三聚氰胺树脂。由于单体上所结合的甲醛的数量不同,其生成的树脂固化速度、对酒精的溶解度以及树脂的适用期均有所不同。,4.3.1聚氰胺与甲醛的加成反应,羟甲基三聚氰胺的树脂化历程与脲醛树
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