第二章氨基樹脂的生產(chǎn)演示文稿

第二章氨基樹脂的生產(chǎn)演示文稿1當前1頁，總共24頁。優(yōu)選第二章氨基樹脂的生產(chǎn)當前2頁，總共24頁。氨基樹脂3指含有氨基（-NH2）的化合物與醛類（主要是甲醛）經(jīng)縮聚反應制得的熱固性樹脂。用于涂料的氨基樹脂必須經(jīng)醇改性后，才能溶于有機溶劑，并與主要成膜樹脂有良好的混容性和反應性。在涂料中，由氨基樹脂單獨加熱固化所得的涂膜硬而脆，且附著力差，因此氨基樹脂常與其他樹脂如醇酸樹脂、聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂等配合，組成氨基樹脂膝。當前3頁，總共24頁。氨基樹脂分類4脲醛樹脂三聚氰胺樹脂按醇類不同：丁醇醚化脲醛樹脂，甲醇醚化脲醛樹脂，混合醇醚化脲醛樹脂按醇類不同：丁醇醚化三聚氰胺樹脂，甲醇醚化三聚氰胺樹脂，混合醇醚化三聚氰胺樹脂當前4頁，總共24頁。氨基樹脂分類5共縮聚樹脂苯鳥糞胺甲醛樹脂鳥糞胺是三聚氰胺中一個氨基被氨基以外的其他基團所取代的產(chǎn)物，按醇類不同：丁醇醚化和混合醇醚化分為三聚氰胺、尿素甲醛共縮聚和三聚氰胺、苯代三聚氰胺甲醛共縮聚樹脂兩種當前5頁，總共24頁。6

氨基樹脂的性能既與母體化合物的性能有關，又與醚化劑及醚化程度有關。樹脂的醚化程度一般通過測定樹脂對200號油漆溶劑的容忍度來控制。測定容忍度應在規(guī)定的不揮發(fā)分含量及規(guī)定的溶劑中進行，測定方法是稱3克試樣于100毫升燒杯中，在25℃時攪拌下以200號油漆溶劑進行滴定，至試樣溶液顯示乳濁并在15秒內(nèi)不消失為終點。

1克試樣可容忍200號油漆溶劑的克數(shù)即為樹脂的容忍度。容忍度也可用100克試樣能容忍的溶劑的克數(shù)來表示。

氨基樹脂的性能當前6頁，總共24頁。7醚化的目的（1）增加羥甲基化合物的穩(wěn)定性，防止自聚（2）改善氨基樹脂在有機溶劑中的溶解性 因為多羥甲基三聚氰胺中含有大量的-CH2OH，極性大，在有機溶劑中不溶解，用醇醚化后，使非極性基團數(shù)目增加。當前7頁，總共24頁。8醚化劑（醇類）（1）甲醇水性涂料一般要求用甲醇醚化的樹脂，因為丁醇以上的醇在水中溶解度差，不能用直接與羥甲基化合物進行醚化的方法制備。當前8頁，總共24頁。9（2）丁醇（用得較多）：產(chǎn)物穩(wěn)定性增加，因為丁醇不易揮發(fā)。但固化速率下降。若要保持固化速率，須提高溫度（如甲醇醚化的三聚氰胺甲醛樹脂固化溫度為125～130℃

，30min，丁醇醚化的則要150℃

，才能30min固化）在有機溶劑中的溶解性增加，與醇酸樹脂的混溶性提高MF：丁醇=1：（5～8）mol，多余的未反應的丁醇可提高產(chǎn)品貯存穩(wěn)定性。當前9頁，總共24頁。10氨基樹脂的合成原料及原理

用于生產(chǎn)氨基樹脂的原料主要有氨基化合物、醛類、醇類。一、氨基化合物氨基化合物主要有尿素、三聚氰胺和苯代三聚氰胺。

(1)尿素

尿素能與醛類如與甲醛縮合生成脲醛樹脂，在酸性作用下與甲醛作用生成羥甲基脲，在中性溶液中與甲醛作用生成二羥甲基脲。

當前10頁，總共24頁。11氨基樹脂的合成原料及原理

(2)三聚氰胺三聚氰胺(melamine)又稱三聚氰酰胺、蜜胺。其結構式如下：

三聚氰胺和甲醛反應生成一系列的樹脂狀產(chǎn)物，這是三聚氰胺在工業(yè)中最重要的應用。三聚氰胺分子中3個氨基上的6個氫原子都可分別逐個被羥甲基所取代，反應可在酸性或堿性介質(zhì)中進行，生成不同程度的羥甲基三聚氰胺相互聚合物，最后成三維狀聚合物——三聚氰胺-甲醛樹脂。當前11頁，總共24頁。12(3)苯代三聚氰胺三聚氰胺分子中的一個氨基或氨基上的一個氫原子被其他基團取代的化合物稱為烴基三聚氰胺。取代基可以是芳香烴基或脂肪烴基。三聚氰胺分子中的一個氨基被苯基取代的化合物稱為苯代三聚氰胺。其結構式如下：當前12頁，總共24頁。13

二、醛類用于生產(chǎn)氨基樹脂的醛類化合物主要有甲醛及其聚合物——多聚甲醛。

(1)甲醛

(2)多聚甲醛當前13頁，總共24頁。14

三、醇類氨基樹脂必須用醇類醚化后才能應用于涂料，所用的醇類主要有甲醇、工業(yè)無水乙醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇和辛醇。當前14頁，總共24頁。15

改變氨基樹脂母體化合物和醚化劑的類型、醚化度、縮聚度以及樹脂中亞氨基含量，可制得各種不同的氨基樹脂。一、脲醛樹脂的合成

1.合成原理脲醛樹脂是尿素和甲醛在堿性或酸性條件下縮聚而成的樹脂，反應可在水中進行，也可在醇溶液中進行。

尿素和甲醛的摩爾比、反應介質(zhì)的pH、反應時間、反應溫度等對產(chǎn)物的性能有較大影響。

反應包括弱堿性或微酸性條件下的加成反應、酸性條件下的縮聚反應以及用醇進行的醚化反應。

氨基樹脂的合成當前15頁，總共24頁。16（1）加成反應（羥甲基化反應）

反應可在堿性或酸性條件下進行，在此階段主要產(chǎn)物是羥甲基脲，并依甲醛和尿素摩爾比的不同，可生成一羥甲基脲、二羥甲基脲或三羥甲基脲。當前16頁，總共24頁。17在酸性條件下，羥甲基脲與尿素、或羥甲基脲與羥甲基脲之間發(fā)生羥基與羥基、或羥基與酰胺基間的縮合反應，生成亞甲基。通過控制反應介質(zhì)的酸度、反應時間可以制得相對分子質(zhì)量不同的羥甲基脲低聚物，低聚物間若繼續(xù)縮聚就可制得體型結構聚合物。（2）縮聚反應

當前17頁，總共24頁。18羥甲基脲低聚物具有親水性，不溶于有機溶劑，因此不能用作溶劑型涂料的交聯(lián)劑。

用于涂料的脲醛樹脂必須用醇類醚化改性，醚化后的樹脂中具有一定數(shù)量的烷氧基，使樹脂的極性降低，從而使其在有機溶劑中的溶解性增大，可用作溶劑型涂料的交聯(lián)劑。用于醚化反應的醇類，其分子鏈越長，醚化產(chǎn)物在有機溶劑中的溶解性越好。用甲醇醚化的樹脂仍具有水溶性，用乙醇醚化的樹脂有醇溶性，而用丁醇醚化的樹脂在有機溶劑中則有較好的溶解性。

（3）醚化反應

當前18頁，總共24頁。19醚化反應是在弱酸性條件下進行的，此時發(fā)生醚化反應的同時，也發(fā)生縮聚反應。如制備丁醚化樹脂時一般使用過量的丁醇，這有利于醚化反應的進行。弱酸性條件下，醚化反應和縮聚反應是同時進行的。

（3）醚化反應

當前19頁，總共24頁。20

三聚氰胺分子上有三個氨基，共有6個活性氫原子，在酸或堿作用下，每個三聚氰胺分子可和1~6個甲醛分子發(fā)生加成反應，生成相應的羥甲基三聚氰胺，反應速度與原料配比、反應介質(zhì)pH、反應溫度以及反應時間有關。一般來說，當pH=7時，反應較慢；pH＞7時，反應加快；當pH=8~9時，生成的羥甲基衍生物較穩(wěn)定。通常可使用10%或20%的氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)溶液的pH，也可用碳酸鎂來調(diào)節(jié)。碳酸鎂堿性較弱，微溶于甲醛，在甲醛溶液中大部分呈懸浮狀態(tài)，它可抑制甲醛中的游離酸，使調(diào)整后的pH較穩(wěn)定。

三聚氰胺甲醛樹脂的合成

（1）羥甲基化反應

當前20頁，總共24頁。21

1mol三聚氰胺和3.1mol甲醛反應，以碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7.2，在50~60℃反應20分鐘左右，反應體系成為無色透明液體，迅速冷卻后可得三羥甲基三聚氰胺的白色細微結晶。此反應速度很快，且不可逆。

三聚氰胺甲醛樹脂的合成

（1）羥甲基化反應

在過量的甲醛存在下，可生成多于三個羥甲基的羥甲基三聚氰胺，此時反應是可逆的。甲醛過量越多，三聚氰胺結合的甲醛就越多。一般1mol三聚氰胺和3~4mol甲醛結合，得到處理紙張和織物的三聚氰胺樹脂；和4~5mol甲醛結合，經(jīng)醚化后得到用于涂料的三聚氰胺樹脂。當前21頁，總共24頁。22在弱酸性條件下，多羥甲基三聚氰胺分子間的羥甲基與未反應的活潑氫原子之間、或羥甲基與羥甲基之間可縮合成亞甲基：

（2）縮聚反應當前22頁，總共24頁。23多羥甲基三聚氰胺低聚物具有親水性，應用于塑料、膠粘劑、織物處理劑和紙張增強劑等方面，經(jīng)進一步縮聚，成為體型結構產(chǎn)物。當前23頁，總共24頁。24多羥甲基三聚氰胺不溶于有機溶劑，必須經(jīng)過醇類醚經(jīng)改性，才能用作溶劑型涂料交聯(lián)劑。醚化反應是在微酸性條件下，在過量醇中進行的，同時也進行縮聚反應，形成多分散性的聚合物。微酸性條件