三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂

三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂層壓板的制備

主講人：kly

什么是三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂？三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂為三聚氰胺和甲醛通過(guò)縮聚反應(yīng)形成的縮聚物。別名：蜜胺甲醛樹(shù)脂、蜜胺樹(shù)脂，英文縮寫(xiě)MF。由于其是含氮化合物，因此常把它與脲醛樹(shù)脂統(tǒng)稱(chēng)為氨基樹(shù)脂。性能及用途

性能：硬度大，不易燃，耐水、耐熱、耐老化、耐電弧、耐化學(xué)腐蝕、有良好的絕緣性能、光澤度和機(jī)械強(qiáng)度用途：（1）裝飾面板：可制成防火、抗震、耐熱的層壓板，堅(jiān)固耐熱的裝飾板，作飛機(jī)、船舶和家具的貼面板及防火、抗震、耐熱的房屋裝飾材料。（2）涂料：用丁醇、甲醇醚化后，作為高級(jí)熱固性涂料、固體粉末涂料的膠聯(lián)劑、可制作金屬涂料和車(chē)輛、電器用高檔氨基樹(shù)脂裝飾漆。（3）模塑粉：經(jīng)混煉、造粒等工序可制成蜜胺塑料，無(wú)度、抗污，潮濕時(shí)仍能保持良好的電氣性能，可制成潔白、耐摔打的日用器皿、衛(wèi)生潔具和仿瓷餐具，電器設(shè)備等高級(jí)絕緣材料。（4）紙張：用乙醚醚化后可用作紙張?zhí)幚韯?，生產(chǎn)抗皺、抗縮、不腐爛的鈔票和軍用地圖等高級(jí)紙。（5）三聚氰胺－甲醛樹(shù)酯與其他原料混配，還可以生產(chǎn)出織物整理劑、皮革鞣潤(rùn)劑、上光劑和抗水劑、橡膠粘合劑、助燃劑、高效水泥減水劑、鋼材淡化劑等。實(shí)驗(yàn)原理

三聚氰胺（M）—甲醛樹(shù)脂（F）是由三聚氰胺和甲醛縮合而成。層壓用樹(shù)脂的M/F摩爾投料比為1:2-3。縮合反應(yīng)是在堿性介質(zhì)中進(jìn)行，先生成可溶性預(yù)縮合物：

NCNNCNH2NH2H2NNCNNCNHCH2OHNHCH2OHHN3CH2OHOCH2

然后進(jìn)一步縮合（如：N一羥甲基和NH一基團(tuán)的失水）成為微溶并最后變成不溶的交聯(lián)產(chǎn)物：

NHCH2OHHOCH2NHNHCH2-NCH2OHH2O實(shí)驗(yàn)配方三聚氰胺35g甲醛水溶液37%60g烏洛托品0.15g三乙醇胺0.18g濾紙（布、砂石）2張實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備四口燒瓶1個(gè)回流冷凝管1個(gè)攪拌器1個(gè)油壓機(jī)1個(gè)鋁合金板1個(gè)玻璃棒、夾子各1個(gè)鐵架臺(tái)1個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟第一階段：合成樹(shù)脂

在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管的250ml四口燒瓶中，分別加入60g甲醛水溶液（37％）和0.15g烏洛托品（分析天平稱(chēng)?。?。開(kāi)動(dòng)攪拌使其溶解。在攪拌下，再加入35g三聚氰胺，慢慢升溫至80℃，使其溶解。待完全溶解后，開(kāi)始測(cè)定其沉淀比，每隔4~5min，測(cè)定一次，直至沉淀比達(dá)到2:2,即可加入3~5滴三乙醇胺（0.18g），使PH值為8~9.攪拌均勻后停止反應(yīng)。第二階段：濾紙浸漬將所得溶液傾于培養(yǎng)皿內(nèi)，將寬6×30的濾紙（共2張），浸漬于樹(shù)脂內(nèi)，并用玻棒擠樹(shù)脂，以保證每張濾紙浸漬足夠樹(shù)脂，然后取出，使過(guò)剩的樹(shù)脂滴掉。把浸漬的濾紙用夾于固定在架子上，干燥過(guò)夜。第三階段：層壓將浸好的干燥的紙張層疊整齊（剪成?？虼笮?，6－8層），置于光滑的鋁合金板上，在油壓機(jī)上于135℃，4～100大氣壓下，加熱15分鐘，打開(kāi)壓機(jī)后，把樣品趁熱取出，即可制得層壓塑料板。合成示意圖三聚氰胺合成反應(yīng)樹(shù)脂捏合甲醛填料模壓成型干燥產(chǎn)品影響因素三聚氰胺與甲醛的摩爾比反應(yīng)介質(zhì)的PH值原材料質(zhì)量反應(yīng)溫度和反應(yīng)終點(diǎn)的控制

PH的影響

如果一開(kāi)始就在酸性條件下反應(yīng)，則會(huì)立即生成不溶性的亞甲基三聚氰胺沉淀，生成的亞甲基三聚氰胺已無(wú)反應(yīng)能力，不能再繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)。因此，為保證反應(yīng)過(guò)程中的PH值為7.0~7.5，開(kāi)始反應(yīng)時(shí)應(yīng)將甲醛溶液的PH值調(diào)高至8.5~9.0，因?yàn)榧兹┌l(fā)生康尼查羅反應(yīng)使PH值下降。這樣才能在微堿性條件下生成穩(wěn)定的羥甲基三聚氰胺，以便進(jìn)一步縮聚為所需要的樹(shù)脂膠液。

原材料的質(zhì)量

甲醛溶液中鐵含量不能超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，鐵含量高，影響PH值的準(zhǔn)確測(cè)定；在反應(yīng)過(guò)程中用氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值時(shí)，F(xiàn)e3+與OH結(jié)合生成Fe（OH）3沉淀，也影響膠液的外觀。甲醛溶液中含酸量要低（<0.1%），含醇量不超過(guò)12%。

反應(yīng)終點(diǎn)的控制

由于三聚氰胺化學(xué)活性較大，所以終點(diǎn)控制對(duì)樹(shù)脂質(zhì)量和穩(wěn)定性有很大影響，終點(diǎn)過(guò)頭，膠液粘度大，穩(wěn)定性差；終點(diǎn)不到，粘接強(qiáng)度不高。

反應(yīng)溫度

溫度升高，反應(yīng)速度加快，溫度過(guò)高會(huì)使樹(shù)脂穩(wěn)定性變差；溫度過(guò)低縮聚反應(yīng)完成。不好影響粘接質(zhì)量。三聚氰胺甲醛樹(shù)脂合成溫度一般不低于60℃，也不要超過(guò)85℃改性目的：為解決低壓短周期貼面用三聚氰胺浸漬紙生產(chǎn)中三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂固化后脆性大,導(dǎo)致浸漬紙脆、易折斷的問(wèn)題,以乙二醇單丁醚增塑三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂。方法：乙二醇單丁醚在常溫常壓下呈液態(tài),在MF樹(shù)脂反應(yīng)結(jié)束前45min加入。其配比如下:三聚氰胺與甲醛用量按1∶2.0的比例添加;乙二醇單丁醚按三聚氰胺用量的10%～12%添加；NaOH(30%)、HCOOH(25%)用于調(diào)節(jié)PH值作用：第一,醚本身是很好的溶劑,具有一定的增塑作用,同時(shí),醚的化學(xué)性質(zhì)不活潑,在三聚氰胺2甲醛樹(shù)脂的制造和使用過(guò)程中,不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使MF樹(shù)脂大分子產(chǎn)生重大的改變,卻能與形成的大分子樹(shù)