改性三聚氰胺甲醛树脂研究

冯海燕 刘烨晗 刘怀双

山东华鲁恒升化工股份有限公司 山东 德州 253000

引言

三聚氰胺甲醛树脂的简称是三聚氰胺树脂，属于一种重要的三嗪环化合物，它主要是有三聚氰胺和甲醛发生加成反应，之后再通过脱水缩合形成的一种聚合物。三聚氰胺树脂材料的性能较为优越，首先由于它的耐水性、耐热性、耐化学腐蚀性等，可以将其用在制造模塑料当中；其次，由于其结实性和耐高温性，还可以将其用在人造板的生产建造当中；最后，三聚氰胺树脂材料还可以用在涂料的生产当中。三聚氰胺树脂材料在人们日常生活当中的应用范围非常广泛，因此通过改性之后的三聚氰胺树脂材料不仅可以提高其应用范围，而且使用安全性和使用稳定性大大提高。本文通过对改型三聚氰胺树脂材料进行详细的分析和研究，通过分析希望可以明确确定改性三聚氰胺树脂材料的各种优势性能，进而帮助解决提高我国三聚氰胺树脂材料的生产质量。

1 三聚氰胺树脂改性的方法

1.1 物理改性

想要全面提高改性三聚氰胺树脂材料的性能，首先需要确定三聚氰胺树脂材料的改性方法，物理改性是对三聚氰胺树脂材料进行改性的其中一种重要的方法。在物理改性的过程中，主要是依靠在三聚氰胺树脂材料后段加入一定量的物理改性剂，通过此种方法可以阻断三聚氰胺树脂内三嗪环的相互靠近，从而能够不断地增加三嗪环之间距离，最终达到改性的作用。

1.2 化学改性

除了进行物理改性以外，化学改性也是改进三聚氰胺树脂材料的其中一种方法。化学改性是通过改性剂与缩聚单体直接进行反应，使其形成稳定的化学键，从而使树脂大分子结构与连接序列分布更加整齐，从而达到改性三聚氰胺树脂材料，增加三聚氰胺树脂材料韧性的目的。

2 树脂合成的影响因素

在三聚氰胺数值材料合成的过程当中，出现了多种影响因素，其中反应物配比、反应温度、pH、反应终点的控制等是影响三聚氰胺树脂材料合成的主要因素。

2.1 pH的影响

pH值是影响三聚氰胺甲醛树脂材料进行生产加工的主要原因，通常情况下，在对三聚氰胺甲醛数值材料加工生产的情况下，都是在碱-酸-碱的条件下进行反应的。如果在三聚氰胺甲醛树脂材料生产加工的过程中，反应条件是强酸性，那么在这过程中就会产生较多的亚甲基三聚氰胺沉淀，一旦有该沉淀产生，不仅不利于后期树脂溶液的生产加工，而且还会导致出现性能方面的影响。如果在三聚氰胺甲醛树脂材料生产加工的过程当中，反应条件是在强酸性的条件下进行，那么也可能形成亚甲基桥。为了能够从根本上解决三聚氰胺甲醛树脂材料在生产加工过程中的各种酸碱性条件，在实验最开始阶段，需要将反应液的pH调节在8.5~9.0左右，这样不仅能够保证在反应过程中pH保持在7.0~7.5，而且还可以确保整个实验过程的完整性。

2.2 反应物的配比

三聚氰胺树脂原材料的反应物配比也是影响整个实验过程的合成速度和合成性能的主要影响因素[1]。在三聚氰胺和甲醛材料两种物质不同的配比之下，会形成一至六羟甲基三聚氰胺，如果所加入的三聚氰胺树脂材料和甲醛树脂材料的量过少，则会生成羟甲基三聚氰胺，性能非常的不稳定，还会留下许多未反应的活泼氢原子。主要原因是三聚氰胺树脂材料与甲醛材料在反映的过程当中，羟甲基与羟甲基之间是分两步反应的，因此两者之间物质的量比越高，那么生成的三羟甲基三聚氰胺就更加的稳定，从而还可以全面保证三聚氰胺树脂材料的性能。

2.3 反应温度

在对改性三聚氰胺树脂材料和甲醛材料混合生产的过程当中，要保证整个实验过程的反应温度在75~85℃之间，如果温度够高，那么就会导致树脂材料的反应速度加快，影响树脂材料生成的稳定性，如果温度过低，那么就会导致树脂材料的缩聚反应中产生一定的问题，影响树脂材料后期的使用质量。

2.4 反应终点的控制

当三聚氰胺树脂材料加工到最后一阶段时，要合理的控制三聚氰胺反应终点的速度，因为数值反应的终点速度控制，对三聚氰胺树脂材料之后的稳定性有很大的影响，如果三聚氰胺树脂材料后期反应终点的控制时间不当，那么就会导致三聚氰胺树脂材料的稳定性变差，黏性降低。

3 三聚氰胺树脂的合成工艺

三聚氰胺树脂材料的生产加工并不是一步完成的，而是分阶段进行的，第一步是三聚氰胺和甲醛在中性的环境下发生加成反应，进而生成稳定的羟甲基三聚氰胺；第二步进行缩聚反应，形成热固性树脂材料。在各个反应发生的过程当中，原料组分的物质的量之比、反应介质的pH、反应温度和反应时间，以及原材料质量与反应终点的控制等因素，都会影响三聚氰胺树脂材料的正常合成。

3.1 三聚氰胺与甲醛的物质的量之比

三聚氰胺与甲醛的物质的量之比直接会影响后期改性三聚氰胺的生产性能，如果在生产加工过程中，三聚氰胺与甲醛物质量之比控制在1︰2以下，那么所生产的胶合板强度就会有所下降，不利于整个胶合板后期的正常使用，当三聚氰胺与甲醛的物质量之比在1︰3时，那么就会导致后期交合板在使用过程中湿强度下降，不利于胶合板性能的发挥，因此在三聚氰胺与甲醛材料生产胶合板的过程当中，应该将其物质量控制在1︰2~1︰3之间[2]。

3.2 催化剂的选择及反应介质的pH 值

为了能够保证三聚氰胺树脂材料与甲醛材料两者之间的性能，可以在三聚氰胺与甲醛材料生产加工的过程中添加NaOH作为催化剂，主要原因在于在生产加工过程中，随着反应的进行，整个反应内的pH有所降低，如果pH不稳定，会导致三聚氰胺与树脂材料后期的聚合速度产生一定的影响，因此加入一定量的NaOH，可以保证反应体系内的酸碱平衡，有利于保证整个实验反应在稳定的情况下进行。如果在反应过程中碱性较低，那么生成的树脂材料黏性就会越高，越有利于后期的使用。

3.3 反应温度及反应终点的控制

在三聚氰胺树脂材料和甲醛树脂材料生产加工过程中，要保证其反应温度控制在75~85℃左右。如果整个环境的温度过高，那么就会导致三聚氰胺分子与甲醛分子的正常结合，影响后期三聚氰胺甲醛树脂材料的使用性能，因此需要合理的控制整个反控环境下的温度。除此之外，反应终点的控制也是非常重要的，如果控制不当，会导致三聚氰胺树脂材料过度反应，所生成的材料性能会大大降低。

4 三聚氰胺甲醛树脂改性研究进展

4.1 三聚氰胺甲醛树脂的增韧改性

现阶段对三聚氰胺甲醛树脂材料的改性，主要可以体现在能够全面增强其韧性的过程当中，因此在对三聚氰胺甲醛树脂材料进行改性研究的过程当中，主要还是能够通过改变其化学键或者性能结构，使其韧性不断增加[3]。改变韧性最多的方法就是在三聚氰胺与甲醛树脂材料反应柔性较大的区域，加入大量的聚乙烯醇大分子，经过不断的化学反应，产生一定量的缩醛化产物，在缩醛化产物的影响之下，可以有效降低三嗪环结构的性质，从而达到增加三聚氰胺甲醛树脂材料韧性的目的。根据现阶段实验研究的情况来看，部分学者为了能够提高三聚氰胺甲醛树脂材料的韧性，在实验研究过程中加入乙二醇、三羟基丙烷和间苯二酚，通过此举，三聚氰胺的韧性大大提高。

4.2 三聚氰胺甲醛树脂固含量的提高

在一般情况下，当三聚氰胺与甲醛发生聚合反应时，水作为主要的介质，可以将羟甲基化三聚氰胺和水进行混溶，所以在整个反应发生过程中，水所发挥的是媒介作用，不会影响后期三聚氰胺甲醛数值材料反应的溶解度，也不会对三聚氰胺甲醛数值材料后期的性能产生一定的影响。因此在三聚氰胺树脂材料加工生产过程中，应该尽可能地减少树脂中的水，使其的酸碱性更加平衡。

4.3 三聚氰胺甲醛树脂贮存稳定性的提高

在生产加工过程中，三聚氰胺的稳定性也会直接影响三聚氰胺甲醛树脂材料后期的正常储存[4]。造成三聚氰胺稳定性不高的主要原因是在于羟甲基化的作用，在这一过程中，三聚氰胺内分子的性质会发生一定的变化，在内部之间会发生化学反应，从而影响三聚氰胺数据材料后期的黏度。目前为了能够解决三聚氰胺甲醛树脂材料后期的稳定性，主要可以通过改变三聚氰胺的储存形状；在生产加工以及建设过程中过多的关注pH，或者在生产加工过程加入无机盐或有机碱的方法，进而保证在生产加工过程中，三聚氰胺的生产环境，通过以上各种方法来增强整个三聚氰胺甲醛数值材料的稳定性。

4.4 三聚氰胺甲醛树脂游离甲醛含量的降低

在三聚氰胺树脂材料与甲醛树脂材料生产加工的过程当中，由于甲醛的稳定性较差，因此甲醛非常容易挥发到空气中，给生产加工的员工带来一定的生命安全。面对这种情况，现阶段的处理方法可以分为减压法和加入添加剂两种形式，在三聚氰胺和甲醛树脂材料生产加工过程中加入一定量的甲醛综合剂，可以增加甲醛材料的稳定性，进而有效避免甲醛材料挥发到空气。

5 三聚氰胺甲醛树脂的应用

现阶段三聚氰胺甲醛数值材料的发展已经越来越快，不少已经合成的三聚氰胺甲醛树脂材料投入工业生产和实际的生活当中[5]。①在人造板方面的应用，三聚氰胺甲醛树脂材料可以作为一种胶粘剂，制造出多种多样的人造板类型，而且制造出的人造板色泽更加丰富，硬度更强，耐磨耐热性更强，符合现阶段对人造板的基本需求。②在发泡技术方面的应用，经过三聚氰胺甲醛树脂材料所生产出的发泡里面可以在高温的环境下进行使用，其使用稳定性更强，还可以隔绝噪音，达到环保的目的，非常有利于后期我国工业生产。现阶段已经普遍使用在轨道交通和建筑工程建设等方面。③三聚氰胺树脂材料还可以用在涂料生产等方面。通过使用三聚氰胺和甲醛树脂材料所生产出来的涂料，温度控制更加的便捷，现阶段已经普遍的使用在汽车生产和家电生产等方面。④三聚氰胺树脂在木材工业应用等方面的应用，三聚氰胺树脂材料的稳定性非常有利于木材工业行业的发展，主要原因在于在三聚氰胺树脂材料发生化学反应的过程中，会形成各种低分子小体积的氢键，这些氢键撑胀细胞壁的效果较好，可以保证木材的使用稳定性，而且还可以确保木材后期的疏水性能，保证木材的使用安全性，有效避免木材后期出现腐蚀的现象。但是如果将三聚氰胺树脂材料运用在木材工业行业，会使其生产成本大大增加，不利于工业生产制造，后期还需要根据相应树脂材料的性能进行不断的改进，使其能够满足最基本的生产成本要求。

6 结束语

综上所述，三聚氰胺甲醛树脂材料对人们的生产生活都会产生一定的影响，而且在现阶段科学技术发展的情况之下，三聚氰胺甲醛树脂材料的发展也有了不小的进步，但是在性能使用方面还存在一定的问题，还需要我国不断投入更大的资金和研究力量。三聚氰胺树脂材料的环保性更强，非常符合现阶段人们对生活的需求，所以说三聚氰胺甲醛树脂材料是后期进行材料研究的重点内容。