三聚氰胺甲醛树脂的应用

背景及概述^【1】

三聚氰胺甲醛树脂简称三聚氰胺树脂，又称蜜胺甲醛树脂或蜜胺树脂，是一种重要的三嗪环化合物，由三聚氰胺和甲醛先进行加成反应，再脱水缩聚合成的产物。三聚氰胺树脂具有优良的耐水、耐老化、阻燃、耐热、耐化学品腐蚀和绝缘性能，可用于制造模塑料(日用餐具及电器)、人造板(胶合板、强化木地板以及层压塑料板)和泡沫塑料等。除此之外，三聚氰胺树脂还广泛地用作涂料、木材粘合剂、油漆交联剂、纤维纺织物整理剂、纸张湿强剂和水泥减水剂等。

应用^【1】

1.在皮革工业的应用

在皮革工业中，三聚氰胺树脂是常用的预鞣、复鞣、填充树脂，其中三羟甲基三聚氰胺树脂是应用最广的氨基树脂。氨基树脂具有与醛鞣相似的鞣制机理：预聚体渗入皮内，随着 pH 值下降，预聚体在皮内自动缩合成具有一定大小的分子，通过分子中活泼的—NHCH ₂ OH 与胶原肽链上的氨基进行缩合，形成共价交联体系，达到鞣制的目的。同时，氨基树脂具有填充作用。Braum、Aloysins 等人运用 GPS、IR、1H-NMR、13C-NMR 等检测手段，发现这种树脂既具有鞣性又具有填充性，可以大量填充于皮革胶原纤维之间，达到使革身丰满的效果。

三聚氰胺树脂鞣剂用在铬鞣轻革的复鞣，使成革粒面细致，身骨丰满，增厚明显，增白效果好，具有良好的耐光性。而且它同其它鞣剂有很好的配伍性。如同植物鞣剂结合使用，能促进植物鞣剂的渗透和吸收，增加革的耐磨性和耐候性。若用于绒面革的复鞣，则起绒效果好。

2.在造纸工业中的应用

用作湿增强剂、抗水剂的原理及性能特点由于三聚氰胺甲醛树脂内含有羟甲基，能在纤维束间形成醚化结构，这种不同分子间的交联而产生抗水性，使纸页取得增湿强度效果，故在造纸工业中主要作湿增强剂、抗水剂。用作造纸工业中的主要是三羟甲基三聚氰胺，但由于其稳定性、水溶性及游离甲醛含量均不理想且对纸张的白度和耐久性有不良影响，故目前广泛使用的是改性树脂。

3.用作陶瓷和水泥分散剂

三聚氰胺甲醛树脂磺酸盐是一种很好的阴离子表面活性剂，具有表面活性和其他宝贵性能，国内外常用作陶瓷、水泥、混凝土中的高效分散剂或减水剂。它的作用机理主要是：该类减水剂具有吸附分散和润滑作用，因此使用较少的水就能改善混凝土的和易性，从而达到减水目的。由于水混比下降，混凝土中的孔隙减少，使得水泥更加致密，强度增加，也可减少水泥用量。由于减水剂的渗入，水泥水化产物生长缓慢，磺化的混凝土网状结构更加致密，有利于混凝土中长期强度的增加。

4.用作木材粘合剂

在木材工业中，三聚氰胺甲醛树脂主要作为粘合剂。由于它具有较大的化学活性，在渗入木材制品中时，交联硬化速度较快，在不需别的硬化剂的条件下，可进行热硬化或常温硬化，从而产生粘结作用。由于其热稳定性、耐水性、耐化学品性能好，故广泛应用于人造板、木材、建筑、纸包装等领域。这一领域的重点主要是如何克服龟裂现象，得到柔韧性适度的三聚氰胺甲醛树脂，目前解决方法如加入聚乙烯醇，因为它能与甲醛反应生成聚乙烯醇缩甲醇，均匀的分布在树脂中，以阻隔 MF 树脂分子中的三氮杂环分子靠近，起到增韧效果，防止龟裂。

5.用作织物印染整理剂

在纺织工业中，三聚氰胺甲醛树脂及衍生物是制备织物印染整理剂的重要原料。它的作用机理主要是可以作为织物的表面改性剂和偶联剂，从而改善棉织物的的防缩、防皱、耐水洗的性能。但由于贮存稳定性差，作用后织物手感粗糙且易吸收氯泛黄等缺点，对其改性的研究也越来越多。目前使用甲醇醚化三聚氰胺树脂，加入环亚乙烯脲、硼砂等甲醛改性剂得到超低醛高稳定性的改性三聚氰胺甲醛树脂整理剂，改性后的树脂用于漂白府绸的防缩防皱整理，泛黄及氯损得以改善，耐洗性也较好。而且该整理剂的贮存期达 210 ~ 365 d，游离甲醛含量0.3%，固含量约40%。

制备^【2】

1、未改性三聚氰胺树脂的合成

将219 g三聚氰胺和50 mL去离子水混合放入三口烧瓶内，在80 ℃下恒温水浴；加入10%的氢氧化钠溶液，调节混合溶液的pH=8.5，然后向三口烧瓶内放入109 g多聚甲醛，反应15 min；再向三口烧瓶内加入219 g三聚氰胺和109 g多聚甲醛，同时将恒温水浴的温度调节至85 ℃，测量混合溶液的pH并使其保持在8.5，反应60 min，然后调节溶液pH在7.0反应一段时间后按浊点法判断反应的终点，反应完成后就可以取出反应产物。

2、单分子改性三聚氰胺甲醛树脂的合成

将219 g三聚氰胺和50 mL去离子水混合放入三口烧瓶内，在80℃下恒温水浴；加入10%的氢氧化钠溶液，调节混合溶液的pH=8.5，然后向三口烧瓶内放入109 g多聚甲醛，反应15 min；将恒温水浴的温度调节至85℃，测量混合溶液的pH并使其保持在8.5再向三口烧瓶内加入219 g三聚氰胺和109 g多聚甲醛，等反应液变得澄清以后，再向反应液中加入219 g三聚氰胺和109 g多聚甲醛；反应min，然后调节溶液pH在=7.0，然后添加一定量的单分子改性剂。反应一段时间后按浊点法判断反应的终点，反应完成后就可以取出反应产物。在加入单分子改性剂的时候，改变单分子改性剂的加入时间与加入剂量，观察其对三聚氰胺甲醛树脂的改性效果。

3、高分子化合物改性三聚氰胺树脂的合成高分子化合物的添加过程可分为两种。

（1）预添加过程：将219 g三聚氰胺和50 mL去离子水混合放入三口烧瓶内，然后向反应液中加入高分子化合物改性剂，80℃下恒温水浴；加入10%的氢氧化钠溶液，调节混合溶液的pH=8.5，然后向三口烧瓶内放入109g多聚甲醛，反应15min；将恒温水浴的温度调节至85℃，测量混合溶液的pH并使其保持在8.5再向三口烧瓶内加入219g三聚氰胺和109 g多聚甲醛，等反应液变得澄清以后，再向反应液中加入219 g三聚氰胺和109 g多聚甲醛；反应min，然后调节溶液pH=7.0，然后添加一定量的单分子改性剂。反应一段时间后按浊点法判断反应的终点，反应完成后就可以取出反应产物。

（2）后期添加过程：219 g三聚氰胺和50 mL去离子水混合放入三口烧瓶内，然后向反应液中加入高分子化合物改性剂，80 ℃下恒温水浴；加入10%的氢氧化钠溶液，调节混合溶液的pH=8.5，然后向三口烧瓶内放入109 g多聚甲醛，反应15 min；将恒温水浴的温度调节至85 ℃，测量混合溶液的pH并使其保持在8.5再向三口烧瓶内加入219 g三聚氰胺和109 g多聚甲醛，等反应液变得澄清以后，再向反应液中加入219 g三聚氰胺和109 g多聚甲醛；反应60 min，溶液pH=7.0；预先将高分子化合物改性剂在去离子水中加热溶解，在反应快到终点时，将高分子化合物加入反应溶液中，恒温反应1 h，降温得到反应产物。改变高分子化合物改性剂的添加方式以及添加量，判断得到的三聚氰胺甲醛树脂的性能，来判断高分子化合物改性剂的种类，添加方式以及添加量。

主要参考文献

[1] 杨惊,沈一丁-《化工时刊》2004年12期

[2] 孟凡会-《现代盐化工》2018年2期