三聚氰胺-脲醛树脂合成原理


    脲醛树脂在合成的过程中,产生大量的亲水基团,如OH—、—NH—、—NH —、—CONH—等。这些基团的存在,是导致脲醛树脂耐水性能不佳的直接原因。三聚氰胺能提高其耐水性原因有三:一是能与脲醛树脂中的羟甲基脲反应,使—OH和—CONH—基团减少;二是三聚氰胺的环状结构,能有效地与脲醛树脂交联,形成三维网状结构,对一部分亲水基团(如—CH OH)起到了封闭作用;三是三聚氰胺具有弱碱性,能起到缓冲作用,抑制pH的降低,从而一定程度上防止和减缓酰胺基的水解。但是耐水性的高低受尿素/甲醛(F/U)物质量比

和三聚氰胺含量的影响。一般来说,三聚氰胺的含量具有一个最佳值,超过这个值耐水效果会降低,这是因为高比例的F/U和高含量的三聚氰胺能产生较多的分支结构,从而携带更多的羟甲基基团。且高比例的F/U能促使醚或乙醚与脲醛树脂发生交联反应,这个反应是可逆

的,能引发羟甲基脲的生成,使耐水性降低。

  脲醛树脂中游离甲醛的释放主要来自3个方面:脲醛树脂合成过程中剩余的甲醛;羟甲基与甲醛在水解降解过程中的共缩聚反应;亚甲基胺交联反应的可逆性能促进水解。三聚氰胺与尿素同属于氨类化合物,在脲醛树脂的加成反应过程中,能结合一部分甲醛生成羟甲基脲

NHCH OH)。在碱性条件下,能与甲醛生产羟甲基三聚氰胺,且三聚氰胺结合的甲醛不容易水解。因而对降低游离甲醛含量是非常有效的。

  三聚氰胺能增加脲醛树脂中的亚甲基和羟甲基支链,有利于形成更多的交联结构,网络结构被强化能提高耐热性。三聚氰胺的结构为环状结构,由于三嗪环的缓冲作用即使在三聚氰胺含量较少的情况下,也能发生氨基与尿素中羟甲基的共缩聚反应,固化温度得到明显

的提高。使三聚氰胺脲醛树脂能在更高的温度下反应,热稳定性更好。

    脲醛树脂的稳定性受合成工艺、缩聚物的分子结构及pH 值的影响。三聚氰胺主要起缓冲作用,防止或减缓脲醛树脂贮存过程中体系pH值的降低,维持其稳定性。