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三聚氰胺甲醛树脂
三聚氰胺与甲醛反应得到的聚合物,又称密胺甲醛树脂、密胺树脂,英文缩写MF。加工成型时发生交联反应,制品为不溶不熔的热固性树脂。习惯上把它与尿醛树脂统称为氨基树脂。
物理性质
固化后的三聚氰胺甲醛树脂无色透明,在沸水中稳定,甚至可以在150℃使用,具有自熄性、抗电弧性、良好的力学性能。
化学性质
原料为三聚氰胺和37%的甲醛水溶液,甲醛与三聚氰胺的摩尔比为2~3。第一步生成不同数目的N-羟甲基取代物,然后进一步缩合成线性树脂。反应条件不同,产物分子量不同,可从水溶性到难溶于水,甚至不溶不熔的固体,PH值反应速率影响极大。上述制得的树脂溶液不易贮存,工业上常用喷雾干燥法制成粉末固体。密胺树脂在室温下不固化,一般在130-150℃热固化,加少量酸催化可提高固化速率。
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
-NHCH2OH与胶原肽链上的氨基进行缩合,形成共价交联体系,达到鞣质的目的。
由于羟甲基具有很高的反应活性,三羟甲基三聚氰胺分子间易发生缩聚反应,生产非线性交联分子,失去鞣制作用。目前采用最广泛、效果最明显的办法是适当封闭羟甲基降低其活性,阻止分子间进一步缩聚,或在分子结构上引入亲水基团提高其水溶性。
目前国内外主要采用三聚氰胺、双氰胺单独或混合与甲醛缩合制备三聚氰胺树脂鞣剂,并根据需要对其进行适当改性。
在造纸工业中的应用
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,使纸页取得增湿效果,故在造纸业中主要作湿增强剂、抗水剂。
阴离子改性三聚氰胺甲醛树脂
主要是磺化三聚氰胺树脂,相比之下氨基磺酸盐改性的树脂效果较好,应用广泛。该类产品可在酸性、中性或碱性条件下固化,既可在浆内添加,又可在涂布中配用。存在的问题是改性剂与甲醛反应有沉淀和结晶析出,并且难以滤去。
阳离子改性三聚氰胺甲醛树脂
用阳离子试剂如三乙醇胺、二甲胺等改性的三聚氰胺树脂具有正电性,能较快的被纤维吸附,可在较高PH值下固化,避免了普通三聚氰胺甲醛树脂对纸张白度和耐久性的不良影响。目前国内外这一领域主要研究的是在对甲苯磺酸催化下,使用小分子醇类,如甲醇、丁醇等作为醚化剂与少量阳离子改性剂,封闭其活性基团,提高产品稳定性。
减少游离甲醛含量的主要方法有:使用地氧化能力的有机物,如甲酸、过氧化氢能使甲醛氧化成CO2和水;在树脂制备过程中加入硼砂、丙二醇、亚硫酸氢钠等甲醛中和剂,并且使用减压蒸馏。
在涂料工业中的应用
涂料工业中广泛应用的是低醇类物质(如甲醇、丁醇、异丁醇)醚化改性后的三聚氰胺甲醛树脂,主要用作水性涂料交联剂,它作为面漆和底漆的一种原料,与醇酸树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂等配制成氨基树脂使用,广泛应用于汽车、家具、家电等行业。
用作陶瓷和水泥分散剂
三聚氰胺树脂磺酸盐是一种很好的阴离子表面活性剂,国内外常用作陶瓷、水泥、混凝土中的高效分散剂或减水剂。目前这一领域的研究热点在于两个方面,一是降低成本,由于三聚氰胺树脂减水剂的价格较萘系减水剂贵,而且常以较低浓度的液体