三聚氰胺甲醛树脂的合成技术


        醚化三聚氰胺甲醛树脂( HMMM) 具有良好的热稳定性及安全性,是近年来涂料树脂领域开发的热点。早期的丁醚化及混合醚化的三聚氰胺甲醛树脂主要用于油溶性涂料,以甲醇醚化改性的三聚氰胺甲醛树脂显示出良好的水溶性,适用于水溶性环保涂料的配制。目前市场上甲醇的低度醚化及中度醚化产品较多,技术相对较成熟,对高度醚化产品的报道较少。高度甲醚化的三聚氰胺树脂参与反应的基团是—CH2OCH3,能与醇酸树脂、聚酯树脂、热固性丙烯酸树脂和环氧树脂中的羟基、羧基发生交联反应,适用范围非常广泛。孙立水等以三聚氰胺和甲醛溶液为起始原料,经羟化反应、醚化反应和脱醇脱水三步工艺制得了结构类似美国氰特公司生产的Cymel303 的产品。目前对高度醚化HMMM 合成的研究集中在提高醚化度的工艺开发上,主要采用添加特殊成分或采用二次或多次醚化实现,存在工艺复杂、物料损失大的缺点,有待进一步简化工艺降低生产成本。目前国内合成高度醚化HMMM 的中间体六羟基三聚氰胺甲醛树脂( HMM) 的技术已趋于成熟,粉末状HMM 产品的羟甲基含量在50% 以上,游离甲醛含量低,能满足合成高度醚化HMMM 的需要。我们以固体粉末状的HMM 树脂、甲醇为主要原料,采用一次醚化工艺,制备出高度醚化HMMM 产品,确定了其最佳合成工艺。在醚化反应中甲醇既参与反应同时也是溶剂,水的生成会影响醚化反应速度。HMM 树脂分子内羟基的缩合反应能形成内酯,分子间的羟基交联反应可生成聚酯。这些副反应的发生导致产品醚化程度降低,同时黏度升高。通过调整工艺参数减少副反应的发生是本工艺的研究重点。目前对甲醚化程度判断的常用方法是取反应液滴入冷水中出现临界饱和状态的经验法,但随着甲醚化程度的提高,HMMM 树脂的水溶性大大提高,饱和临界法已不适用于对高度醚化反应终点的判断。本实验根据高度醚化HMMM 树脂在高于150 ℃下不固化变色,醚化度越高,挥发性成分越少,同时黏度越低的性质,通过固含量、黏度及红外光谱来判断产品质量。