[发明专利]一种高韧性密胺材料的制备方法

说明书

本发明涉及密胺材料领域，尤其涉及一种高韧性密胺材料的制备方法。所述制备方法包括：将甲醛和三聚氰胺混合配制为反应液I，调节反应液I为弱碱性后恒温反应得到羟甲基三聚氰胺溶液，再将羟甲基三聚氰胺溶液与环氧改性剂在恒温条件下搅拌反应得到环氧改性密胺预聚液；将环氧改性密胺预聚液与植物纤维、固化剂于一定温度条件下捏合，经干燥和球磨后得到高韧性密胺材料。本发明制备方法简洁高效，方便大规模生产和推广；能够大幅度提高密胺材料的冲击强度，至多可提高一倍，整体韧性大幅度上升，提高了密胺材料的抗破裂能力，使得密胺材料的使用寿命得到延长；通过原料的选择能够有效满足密胺材料应对不同领域对于产品的性能需求。

技术领域

本发明涉及密胺材料领域，尤其涉及一种高韧性密胺材料的制备方法。

背景技术

三聚氰胺甲醛树脂(MF)又称密胺，是一种三维网络结构的热固性树脂，具有无毒无味、耐热、耐磨、硬度高、外观光泽度好等优点，被广泛应用于人造板材、涂料、皮革、电气、塑料等行业。密胺树脂制品通常由热压成型工艺制得，在加工过程中密胺粉中羟甲基三聚氰胺之间发生脱水缩聚反应，最终形成热固性树脂产品。但由于三聚氰胺分子中存在三嗪环结构，空间位阻大、分子链不易运动、刚性大，使得密胺树脂产品的柔韧性较差，这在很大程度上限制了密胺树脂产品的应用范围，并影响其使用寿命。因此，开发高韧性密胺树脂是密胺制品领域的重要研究方向。

当前，报道的密胺树脂增韧改性方法主要包括树脂、纤维共混改性等物理改性方法和改性剂与三聚氰胺、甲醛等共聚合的化学改性方法两大类。

物理改性方法中的树脂共混改性是热固性树脂改性较为常见的一种方法，通常在树脂中添加橡胶弹性体、热塑性树脂等。例如，董旭超等将水溶性异氰酸酯弹性体和密胺树脂混合，制备得到的复合材料虽然弯曲强度和冲击强度分别提高16％和60％，但密胺材料韧性提高幅度有限，不足以使密胺树脂应用于高韧性需求的领域，且弹性体与密胺材料相容性较差，弹性体的加入影响密胺制品的表面光泽度、硬度等性能。

物理改性方法中的纤维共混改性主要是通过物理共混的方式在密胺材料中添加玻璃纤维、碳纤维、植物纤维等来达到提高密胺树脂韧性的目的。但除植物纤维可添加到食品用餐具里，玻璃纤维、碳纤维均存在人体安全性问题，因此难以在密胺餐具中使用。而现有的密胺制品中已经添加了大量的植物纤维，难以通过进一步提高植物纤维添加量实现密胺制品韧性的大幅度提高。

化学改性是目前最有效的改性方法，通过在刚性密胺三维网络结构中引入柔性链段的方式能够有效提高密胺材料的韧性。但目前密胺材料的化学增韧存在两个问题：1、采用的聚乙二醇等改性剂与基体三聚氰胺或羟甲基三聚氰胺之间的反应活性不高，对密胺树脂的增韧效果有限，增韧密胺树脂的冲击强度小于10kJ/m²。2、需要增加额外工序以制备密胺增韧改性剂，然后再将其与密胺-甲醛预聚液反应或物理共混，实现对密胺材料的增韧效果。

如中国专利局于2019年1月29日公开的一种高韧性密胺粉及其制备方法的发明专利，申请公开号为CN109280330A，采用聚乙二醇、六氟丁醇改性密胺交联网络，引入柔性链段，同时利用聚乙烯醇作为线形聚合物贯穿于改性的交联网络中，实现提高密胺树脂韧性的目的。其增韧机理为：聚乙二醇柔性链增加三聚氰胺分子之间的距离，六氟丁醇降低三聚氰胺的反应活性点减少交联密度，聚乙烯醇柔性链与改性三聚氰胺树脂形成物理交联结构。该化学改性方法需要额外制备六氟丁醇改性三聚氰胺甲醛树脂，再利用聚乙烯醇与三维密胺交联网络互穿，不仅工艺较为复杂，而且密胺材料的冲击强度只能达到10kJ/m²。

综上所述，采用活性较高的化学增韧改性剂对密胺材料进行化学增韧，在不增加原有密胺材料制备工序的基础上，提高密胺材料的韧性，是目前密胺材料增韧改性需要解决的重要问题。

发明内容