[发明专利]一种羟甲基化三聚氰胺甲醛树脂及其制备方法及应用

说明书

本发明涉及精细化工和阻燃材料技术领域，具体涉及一种羟甲基化三聚氰胺甲醛树脂粉的制备方法及应用。本发明提供一种羟甲基化三聚氰胺甲醛树脂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)先将三聚氰胺和甲醛溶液加入反应容器中，再加入蒸馏水使体系的固含量保持在10～50％；然后控制反应温度为40℃～95℃，搅拌反应0.5～6h；(2)反应结束后，将盛装反应溶液的反应容器通过冷冻将反应溶液转变为固体反应物；(3)最后将所得固体反应物通过干燥得到羟甲基化三聚氰胺甲醛树脂粉。本发明提供一种羟甲基化三聚氰胺甲醛树脂的制备方法，利用该方法制得的羟甲基化三聚氰胺甲醛树脂具有高羟基含量和高产率的特点。

技术领域

本发明涉及精细化工和阻燃材料技术领域，具体涉及一种羟甲基化三聚氰胺甲醛树脂粉的制备方法及应用。

背景技术

通过控制三聚氰胺与甲醛的反应条件，可以分别获得羟甲基胺树脂、甲醚胺树脂和亚甲基胺树脂。羟甲基胺树脂具有较好的水溶性，且易自交联固化，常被用作织物和纸张的整理剂，赋予其防水、防缩、防皱功能。目前，工业上常用结晶、离心分离、蒸发干燥等方法除去羟甲基化三聚氰胺甲醛树脂(简称羟甲基胺树脂)溶液中的水分，从而制得其粉末，如中国专利“201010561762.0”，“201010122554.0”，“2016104656216”，“201810320523.2”。然而，已报道的制备方法存在以下缺点：(1)制备过程中，因无法避免温度的升高和pH值的降低，使羟甲基化三聚氰胺甲醛树脂易交联固化，从而降低羟甲基胺树脂中的羟甲基含量。(2)由于羟甲基胺树脂溶液中含有大量的氢键，难以通过上述方式分离出全部的羟甲基胺树脂，从而产率较低。中国专利“201010122554.0”中提到其产率只有30％。

另外，利用羟甲基胺树脂易缩聚交联反应形成甲醚胺树脂和亚甲基胺树脂的特性，其被广泛用于制备三聚氰胺共聚树脂、三聚氰胺泡沫，以及表面处理剂。然而，直接将羟甲基胺树脂用于制备高分子复合材料，以增强材料的力学性能和成炭性能方面的应用却尚未有相关报道。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种羟甲基化三聚氰胺甲醛树脂的制备方法，利用该方法制得的羟甲基化三聚氰胺甲醛树脂具有高羟基含量和高产率的特点，并且所得产品由于具有高羟基含量与聚醚、聚酯型高分子材料有良好相溶性，分子中的羟甲基能自身脱水成炭具有很好成炭性，可作为膨胀阻燃材料的成炭剂，分子中含有刚性的三嗪环，在热塑性材料中增强其抗拉强度。分可直接与其他高分子材料复配制备高分子复合材料。

本发明的技术方案：

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种羟甲基化三聚氰胺甲醛树脂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)先将三聚氰胺和甲醛溶液加入反应容器中，再加入蒸馏水使体系的固含量保持在10～50％；然后控制反应温度为40℃～95℃，搅拌反应0.5～6h；其中，三聚氰胺和甲醛的摩尔比为1：2～1：7；整个反应过程中反应体系的pH值为8～11；

(2)反应结束后，将盛装反应溶液的反应容器通过冷冻将反应溶液转变为固体反应物；

(3)最后将所得固体反应物通过干燥得到羟甲基化三聚氰胺甲醛树脂粉。

进一步，步骤(2)中，所述冷冻采用置于速冻冰箱或液氮中的冷冻方式。

进一步，步骤(1)中，采用碱溶液调控反应体系的pH值为8～11；优选为8～9。所述碱溶液中的碱选自氢氧化钠或碳酸钠。

进一步，步骤(1)中，所述甲醛溶液的浓度为37wt％。

优选的，步骤(1)中，所述三聚氰胺与甲醛摩尔比为1：3。

优选的，步骤(1)中，体系的固含量为20％。

优选的，步骤(1)中，所述反应温度为75～85℃。