本發明涉及一種全水溶性甲醚化氨基樹脂的合成方法,屬于化學合成技術領域。
背景技術:
現有的甲醚化氨基樹脂包含兩類,一類是部分甲醚化氨基樹脂,另一類是全甲醚化氨基樹脂,傳統的部分甲醚化氨基樹脂由于生產工藝的不同和設備的不同,一般只能做到具有一定的親水性,水量加入過多會出現渾濁。但是由于加入的水量少,后期施工的時候,粘度高,沒法施工,所以必須再加入部分有機助溶劑降低粘度才能施工,既增加了成本又增加了vocs排放。
本發明在現有技術的基礎之上,通過大量實驗篩選制備工藝,制造的全水溶性甲醚化氨基樹脂具有無限水溶性,可以用水稀釋至任意粘度,既可降低vocs排放,環保性強,又可節省大量成本。
技術實現要素:
發明目的:本發明的目的是針對現有技術的不足,提供一種全水溶性甲醚化氨基樹脂的合成方法,該方法制備工藝合理,制備得到的全水溶性甲醚化氨基樹脂具有無限水溶性,可以用水稀釋至任意粘度,方便施工,既可降低vocs排放,環保性強,又可節省大量成本,取得了非常好的技術效果。
技術方案,為實現以上目的,本發明采用的技術方案是:
一種全水溶性甲醚化氨基樹脂的合成方法,它包括以下步驟:
(1)將三聚氰胺,甲醇,液體甲醛和固體甲醛混合物,按一定比例投入反應釜中,加入堿性物質,調整到一定ph值,緩慢升溫到設定溫度,維持一段時間,檢測反映后的游離甲醛含量;
(2)待游離甲醛檢測含量合格后,加入甲醇,降溫到設定溫度,加入酸性物質,調整到一定ph值,并在此溫度維持一定時間,待變清澈透明后,加入堿性物質中和;
(3)采用常壓或減壓蒸餾,除去過量的甲醇;
(4)蒸餾結束后,再加入甲醇,再加入酸性物質,調整到一定ph值,并在此溫度維持一定時間,最后加入堿性物質中和;
(5)再采用常壓或減壓蒸餾,除去甲醇;
(6)然后降溫,兌稀,得全水溶性甲醚化氨基樹脂。
作為優選方案,以上所述的一種全水溶性甲醚化氨基樹脂的合成方法,其特征在于,它包括以下步驟:
(1)將三聚氰胺,甲醇,液體甲醛和固體甲醛混合物,按一定比例投入反應釜中,加入堿性物質,調整ph值到10至11,緩慢升溫到70-80℃,維持1~6小時,檢測反映后的游離甲醛含量;
(2)待游離甲醛檢測含量合格后,加入甲醇,降溫到設定溫度40-70℃,加入酸性物質,調整到ph值為3-5,并在此溫度維持1~6小時,待變清澈透明后,加入堿性物質中和;
(3)采用常壓或減壓蒸餾,除去過量的甲醇;
(4)蒸餾結束后,再加入甲醇,再加入酸性物質,調整ph值為2-4,并在此溫度維持0.5~2小時,最后加入堿性物質中和;
(5)再采用常壓或減壓蒸餾,除去甲醇;
(6)然后降溫80℃,加入異丁醇兌稀,得全水溶性甲醚化氨基樹脂。
作為優選方案,以上所述的一種全水溶性甲醚化氨基樹脂的合成方法,三聚氰胺,甲醇,液體甲醛和固體甲醛混合物的重量比為1:2~10:2.5~3;液體甲醛和固體甲醛混合物中甲醛的質量濃度為40-45%。
作為優選方案,以上所述的一種全水溶性甲醚化氨基樹脂的合成方法,步驟(1)、步驟(2)和步驟(4)中所述的堿性物質為naoh或koh。
作為優選方案,以上所述的一種全水溶性甲醚化氨基樹脂的合成方法,步驟(2)和步驟(4)中的酸性物質為體積比為1:1:1的鹽酸、硫酸和甲酸。
作為優選方案,以上所述的一種全水溶性甲醚化氨基樹脂的合成方法,步驟(2)游離甲醛含量達到9-10%時,加入甲醇。
作為優選方案,以上所述的一種全水溶性甲醚化氨基樹脂的合成方法,步驟(2)加入甲醇的量與步驟(1)中三聚氰胺重量比為4-6:1。
作為優選方案,以上所述的一種全水溶性甲醚化氨基樹脂的合成方法,步驟(4)加入甲醇的量與步驟(1)中三聚氰胺的重量比為1.5-3:1。
以上所述的一種全水溶性甲醚化氨基樹脂的合成方法,液體甲醛和固體甲醛是按一定比例混合使用,質量濃度控制在40-45%,固體甲醛加入越多,由于三聚氰胺和固體甲醛都是固態,難以混合均勻,加入液體甲醛越多,由于反應過程中,水分過多,需要較高溫度蒸餾,會造成樹脂聚合度增加,水溶性下降。
本發明加入堿性物質,一般指的是naoh或koh溶液,ph值在10-11,ph過高,后面醚化時酸度高,甲醇反應不充分,ph過低,該反應難以完成。
在第一步反應中,三聚氰胺和甲醛反應的時候,該反應是一個過量反應,反應程度跟溫度和時間有關,為了獲得最佳的經濟效益,當游離甲醛達到9~10%左右時,就進行下一步工藝。
在第二步和第四步工藝中,加入的酸性物質包括鹽酸、硫酸和甲酸等,鹽酸和硫酸催化速度快,副反應多,甲酸催化速度慢,時間長,影響生產效率,該工藝是按鹽酸:硫酸:甲酸=1:1:1,平衡兩者的缺陷。
本發明反應采用的兩步醚化法生產的甲醚化氨基樹脂,不同于傳統的一步法合成甲醚化氨基樹脂。
有益效果:本發明和現有技術相比具有以下優點:
本發明通過大量實驗篩選最佳的原料組成和最佳的制備工藝步驟,取得了非常好的技術效果。本發明提供的方法制備工藝合理,制備得到的全水溶性甲醚化氨基樹脂具有無限水溶性,可以用水稀釋至任意粘度,方便施工,既可降低vocs排放,環保性強,又可節省大量成本,取得了非常好的技術效果。
具體實施方式
實施例1
一種全水溶性甲醚化氨基樹脂的合成方法,它包括以下步驟:
(1)將三聚氰胺,甲醇,液體甲醛和固體甲醛混合物,按重量份1:0.5:2.8投入反應釜中,加入氫氧化鈉物質,調整ph值到10,緩慢升溫到80℃,維持4小時,檢測反映后的游離甲醛含量;
(2)待游離甲醛檢測含量為9.5%時,加入甲醇4.5份(三聚氰胺重量為1份),降溫到設定溫度40-50℃,加入體積比為1:1:1的鹽酸、硫酸和甲酸,調整到ph值為4.0-4.5,并在此溫度維持3小時,待變清澈透明后,加入氫氧化鈉中和;
(3)采用常壓或減壓蒸餾,除去過量的甲醇;
(4)蒸餾結束后,再加入甲醇1.8份(三聚氰胺重量為1份),再加入體積比為1:1:1的鹽酸、硫酸和甲酸,調整ph值為2.5-3.5,并在此溫度維持1小時,最后加入氫氧化鈉中和;
(5)再采用常壓或減壓蒸餾,除去甲醇;
(6)然后降溫80℃,加入異丁醇兌稀,得全水溶性甲醚化氨基樹脂。
以上所述的液體甲醛和固體甲醛混合物中甲醛的質量濃度為45%。
2、性能檢測
取以上全水溶性甲醚化氨基樹脂進行性能檢測,檢測方法按照如下:
實施稱量10g(精確到0.01g)試樣于燒杯中,在25℃下,緩慢逐步加入去離子水,邊加入邊用玻璃棒快速攪拌。至燒杯中出現渾濁(以4#字體置于燒杯底部,筆畫模糊為判斷標準),并在15s內不消失時,即為終點。記下消耗去離子水的質量。
通過以上方案獲得的甲醚化氨基樹脂根據此檢測方法永不出現渾濁。
實施例2
一種全水溶性甲醚化氨基樹脂的合成方法,它包括以下步驟:
(1)將三聚氰胺,甲醇,液體甲醛和固體甲醛混合物,按重量份1:1::2.5投入反應釜中,加入氫氧化鉀物質,調整ph值到11,緩慢升溫到75℃,維持3小時,檢測反映后的游離甲醛含量;
(2)待游離甲醛檢測含量為10%時,加入甲醇4份(三聚氰胺重量為1份),降溫到設定溫度45-55℃,加入體積比為1:1:1的鹽酸、硫酸和甲酸,調整到ph值為3.5-4.0,并在此溫度維持4小時,待變清澈透明后,加入氫氧化鈉中和;
(3)采用常壓或減壓蒸餾,除去過量的甲醇;
(4)蒸餾結束后,再加入甲醇1.6份(三聚氰胺重量為1份),再加入體積比為1:1:1的鹽酸、硫酸和甲酸,調整ph值為3.0-4.0,并在此溫度維持1.5小時,最后加入氫氧化鈉中和;
(5)再采用常壓或減壓蒸餾,除去甲醇;
(6)然后降溫80℃,加入異丁醇兌稀,得全水溶性甲醚化氨基樹脂。
以上所述的液體甲醛和固體甲醛混合物中甲醛的質量濃度為45%。
3、性能檢測
取以上全水溶性甲醚化氨基樹脂進行性能檢測,檢測方法按照如下:
實施稱量10g(精確到0.01g)試樣于燒杯中,在25℃下,緩慢逐步加入去離子水,邊加入邊用玻璃棒快速攪拌。至燒杯中出現渾濁(以4#字體置于燒杯底部,筆畫模糊為判斷標準),并在15s內不消失時,即為終點。記下消耗去離子水的質量。
通過以上方案獲得的甲醚化氨基樹脂根據此檢測方法永不出現渾濁。
以上所述僅是本發明的優選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。