[发明专利]一种改性糠醇树脂的方法

说明书

本发明是通过糠醇与甲醛和羟甲基化的三聚氰胺发生缩合反应，得到的一种三聚氰胺改性糠醇树脂的配方和方法。通过探索到的三聚氰胺甲醛树脂反应的最佳工艺条件，对三聚氰胺、甲醛、和糠醇的共聚反应的原料摩尔比进行实验探究，即在碱性条件下，PH为8.5‑10.5，将三聚氰胺、甲醛和糠醇按一定的物质的量配比于油浴锅内加热反应一段时间，使它们分子之间发生聚合反应，然后通过木质素磺酸类催化剂在近中性条件下催化树脂固化。得到了固化时间适宜并且常温存储时间长的树脂溶液配方，解决了糠醇树脂固化时间太长和酸性条件下催化固化的问题。这种糠醇树脂配方，操作简单方便，原料来源广泛，得到的树脂还可以自由着色，可以在工业上进行推广。

技术领域

本发明提出了一种配方，通过三聚氰胺、甲醛与糠醇共聚的方法来改性糠醇树脂，改善糠醇树脂需要在酸性条件下固化的特点，使其在近中性条件下固化，用于木材改性时对材料具有保护作用，同时亦降低了糠醇树脂应用的成本，属于特殊化学品加工领域。

背景技术

糠醇是一种无色或者淡黄色的液体，有淡淡的芳香气味，暴露在空气和阳光下颜色会加深。糠醇通常是通过可再生资源生产得到，农作物废料(如甘蔗汁、向日葵秆、玉米、米糠、棉花壳)中的戊糖裂解脱水制得糠醛，再通过一个简单的糠醛还原作业(在工业生产中即糠醛加氢)加工制得。糠醇树脂是呋喃树脂的一种，是一种热固性聚合物，它是糠醇在酸性催化剂作用下缩聚形成的一种棕红色的粘稠的液体，其聚合反应为放热反应本身缩聚进程会很缓慢，固化后的糠醇树脂为不溶的固体聚合物，具有耐酸、耐碱、耐高温、防水、防腐等性能。

糠醇被应用于涂料、粘合剂、防腐蚀胶泥及其他防腐蚀材料，也可用作染料、清漆、树脂的优良溶剂。糠醇是一种重要的化工轻工原料，常作为呋喃树脂的原料，可合成多种性能的糠醛树脂、胶黏剂和增塑剂等，还可以作为火箭的燃料。20世纪50年代，有人提出将糠醇用于木材改性，从而开辟了糠醇应用的新市场。但是糠醇的固化时间长、生产成本比较高，使它的应用受到了很大的限制。

三聚氰胺甲醛树脂又称密胺树脂，它是三聚氰胺与甲醛缩聚后生成的线型或者支链型的大分子化合物，是一种常见的化工原料。三聚氰胺甲醛树脂是一种用途广泛的热固性树脂，固化后无色透明，耐光耐高温，甚至可在150℃使用，具有自熄性、抗电弧性和良好的力学性能，树脂可自由着色，应用范围广。

甲醛与三聚氰胺的反应容易进行，中性、酸性或弱碱性介质，或者一定的温度条件下都可以很容易反应完全，生成三聚氰胺甲醛树脂。目前，工厂里的生产工艺，一般情况下可分为一步法和两步法。一步法是指羟甲基化反应和醚化反应都是在酸性介质中进行的，它的生产周期短，操作简单，容易控制，便于生产，但是产品质量达不到要求。因此，现在的厂家一般采用两步法的生产工艺。此项工艺的反应过程是分阶段进行的，第一阶段是三聚氰胺与甲醛在中性或弱碱性介质中进行加成反应，产生不同羟甲基化三聚氰胺的混合体，其中比较稳定的是三羟甲基三聚氰胺；第二阶段是树脂化阶段，在酸性介质中发生的多羟甲基化三聚氰胺分子间或者分子内的缩聚反应，形成次甲基键或醚键连接的线型或者支链型大分子。但是三聚氰胺甲醛树脂溶液不稳定，存储期短，在数天内即形成凝胶，为延长贮存期，通常以喷雾干燥法制成粉末固态树脂并隔绝空气贮存，在使用时再稀释成水溶液备用。

三聚氰胺甲醛树脂是常见的一种木材改性剂，糠醇树脂也被应用于木材改性，它们两者结合的方法会否有更好的效果？甲醛和三聚氰胺在弱碱性条件下会发生羟甲基化反应，而糠醇与甲醛和羟甲基化的三聚氰胺甲醛在一定条件下可以发生缩合反应。本发明对三聚氰胺、甲醛和糠醇的共聚反应的原料摩尔比进行实验探究，且对共聚后的产物进行常温存储和烘箱固化的观察，发现反应后的聚合物常温存储期长，固化时间较短，可在近中性条件下进行固化，且改性后三聚氰胺-甲醛-糠醇树脂可自由着色。

发明内容

糠醇树脂的固化时间比较长，不能满足现代工艺的要求。一种用三聚氰胺、甲醛、糠醇共聚改性糠醇树脂的方法。

1.本发明提出了一种用三聚氰胺和甲醛发生羟甲基化共聚反应后改性糠醇的方法，其特征在于包括下述步骤：