关于_三聚氰胺甲醛树脂_在生产过程中发生凝固现象的机理研究与探讨

收稿日期:1999-10-08

作者简介:贺恒珍(1954-),女,江苏徐州人,馆员,学士,现为图书馆馆员。

关于“三聚氰胺甲醛树脂”在生产过程中发生凝固

现象的机理研究与探讨

贺恒珍,　彭德厚

(徐州化工学校,江苏徐州221006)

摘要:　本文针对三聚氰胺甲醛树脂在生产过程中和产品使用过程中易形成不溶不熔物的不正常现象通过试验进行分析探讨,总结出一些经验,为生产提供依据。 关键词:　胶粘剂;三聚氰胺甲醛树脂;凝固现象

中图分类号:T Q43314+31 文献标识码:B 文章编号:1001-0017(2001)03-0129-02

I nvestigation of the Coagulating Phenomenon of

Melamine -Form aldehyde R esin H appened in the Manu facturing Process

HE Heng -Zhen and PE NG De -hou

(Xu Zhou Chemical Engineering School ,Xuzhou 221006,China )

Abstract :This paper investigated the coagulating phenomenon of M elam ine -F ormaldehyde resin happened in manu facturing process ,The effect of the reac 2

tion tem perature ,ratio of the raw materials on the properties of the resin was discussed.

K ey w ords :adhesive ;melam ine -formaldehyde ;resin ;coagulating phenomenon

前　言

脲醛树脂原料来源方便、价格低廉、粘接性能

好,并且有一定的防水性能,因此被广泛用于胶合板、刨花板生产的主要胶粘剂,但是它的防水性能还是不能令人满意,用其粘接的产品经不起长时间的浸泡。人们为了克服该产品在防水方面的不足,相继开发了木材防水方面的胶粘剂,如酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂等。酚醛树脂与三聚氰胺甲醛树脂相比较来说,无论从原料的来源、生产的安全性以及产品的防水性能等方面,三聚氰胺甲醛树脂单独使用价格比较昂贵,一般都是按一定比例与脲醛树脂混合使用。

三聚氰胺甲醛树脂在生产过程中经常遇到凝结问题,这是很多生产者在生产过程中感到很头疼的事情。因此,我们针对凝结问题在试验的基础上进行了深入的研究和探讨,总结出一些经验,以供参考。

1　实验部分

111　试剂与用量

三聚氰胺,100g ;甲醛(37%～40%),190ml ;乙醇,≤120g ;氢氧化钠(30%),适量;乌洛托品,适量。112　实验过程与结果11211　实验一按配比先加入甲醛水溶液于反应器中,再加入少许乌洛托品,不断搅拌,并渐渐升温让其溶解,并用氢氧化钠调pH 值在8～9之间,再加入三聚氰胺,边加边搅拌。当温度超过60℃以后,三聚氰胺加入量只达到应加入量的2Π3左右,反应混合物即产生不溶不熔的固体。11212　实验二

按配比先加入甲醛水溶液于反应器中,再加入少许乌洛托品,不断搅拌,但是不加热升温,不待其全部溶解一次性将配比所需的三聚氰胺全部加入反应器中,并用氢氧化钠调pH 值在8～9。少许,缓慢加热升温,当溶液升温到70℃时,溶液逐渐变得澄清透明。继续升温到80～85℃,保温1h ,冷却到40℃以下出料。但出料3～4h 后,原来澄清透明的溶液又变得混浊并逐渐凝固。

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21　化学与粘合2001-3Chemistry and Adhesion

2　分析与讨论

上述两批实验其原料配比是相同的,为什么会产生不同的现象,分析如下:

211　实验①与实验②都是先加入甲醛水溶液,再加入乌洛托品,同时调pH值偏碱性。实验①在实验开始时为了增加三聚氰胺的溶解度,而采取边加热甲醛水溶液边投入三聚氰胺。当温度升高到50℃时,则出现焦粘、凝固现象;实验②并没有考虑三聚氰胺的溶解度,而只要求反应物混合均匀即可,在冷态下一次性投入三聚氰胺,搅拌均匀后再缓慢升温。

由于实验①边加热边投料,一部分原料发生化学反应。本来甲醛不含有活泼氢原子,其与三聚氰胺反应只能进行单向缩聚反应,形成线型缩聚化合物。但是在碱性催化剂的作用下,由于乌洛托品含有较多的亚甲基,能够形成较多的碳阴离子,作为亲核试剂发生亲核进攻,使单向缩聚变成交叉缩聚,由线型结构变成网状结构。因此使投入三聚氰胺未来得及溶解就被包裹起来,在温度刚刚达到50℃以上就产生混浊,达到60℃以上就产生固化。而且这种固化并不是坚硬的而是非常松散的粒状体。如果的反应开始时溶液偏酸性,发生亲电反应,而不是亲核反应,三聚氰胺和甲醛的活性都很高,反应剧烈,固化更迅速。

实验②在常温下一次性加入反应物料,充分搅拌,分散均匀,形成白色悬浮液,之后缓慢升温,让其在碱性条件下发生反应,结果不会把未反应的物料包裹起来。当温度升高到70℃以上,溶液逐渐变得澄清透明,说明反应逐渐完成。然后保温一段时间,冷却到40℃以下出料。

212　实验①和实验②都强调在碱性条件下操作,为什么不能在酸性条件下操作?对于缩合反应来说酸或碱都能作为催化剂,但是它们的反应历程不同。在碱性催化剂的作用下,甲醛不具有活泼氢,不能形成碳阴离子,其只能作为亲核试剂的接受体,不能形成亲核试剂,它与三聚氢胺聚合时只能发生单向聚合;而在酸性催化剂的作用下,甲醛和三聚氢胺都能形成亲电试剂,它们能发生交叉聚合,生成网状结构,易结焦、凝固,使反应不能正常进行。

3　结　论

必须冷态一次性投料,切不可升温投料;必须在偏碱性条件下操作,但碱度不宜太大;反应升温不能太快,一般在40～60min之内升温到60℃;反应温度不能太高,一般不超过80℃,停留时间不能太长,当反应温度达到要求以后,保温时间在1h之内。当反应液澄清以后,切不可认为反应终止,一定要保温一段时间,才能认为反应达到要求,其保温时间长短按照上述要求。

参考文献:

[1]　冯胜1精细化工手册(上)[M]1广州;广东科技出版社,1993,

121

[2]　姚蒙1精细化工产品合成原理[M]1北京:中国石化出版社,

1992,41

[3]　杨先麟1精细化工产品配方与技术实用技术[M]1武汉:湖北

科学技术出版社,1995,31

(上接第137页)

(2)进一步研究邻二甲苯负荷、熔盐温度、热点温度之间的关系使这三个极为敏感的重要参数保持在最佳状态,以使氧化反应向有利于主反应方向进行。

(3)增加对反应器出口一氧化碳,二氧化碳含量的监控,有效控制过氧化反应的发生。

(4)催化剂使用中期,根据实际情况加入二氧化硫,初加应为邻二甲苯投料量的1‰,催化剂活性得到提高,延长催化剂寿命。提高了苯酐产品的质量。

苯酐产品质量好与坏,催化剂起决定作用,在催化剂使用末期,只有通过调整原料纯度,盐温、二氧化硫等关系来达到提高催化剂活性,保证苯酐产品达标。

参考文献:

[1]　吴章木乃主编,基本有机合成工艺学[M]1北京:化学工业出版

社,1979,111

[2]　天津大学有机化学教研室主编1有机化学[M]1北京:人民教

育出版社,1978,81

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