二元三聚氰胺化合物及其制备方法，以该化合物合成的阻燃树脂，涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种通式（Ⅰ）的二元三聚氰胺化合物，其中Ｒ为直链烷烃基或芳香烃基；本发明专利技术还涉及该化合物的制备方法，以及利用该化合物合成的阻燃树脂，涂料及其制备方法和应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种化合物，尤其是指可用于阻燃型树脂合成的二元三聚氰胺，本专利技术还涉及该化合物的制备方法，以及利用该化合物合成的阻燃树脂、涂料及其制备方法和应用。
技术介绍
三聚氰胺广泛应用于油漆和阻燃领域，其特点是(一)无毒，属环境友好型材料；(二)阻燃，高温分解不会放出有毒气体；(三)耐热，不管是作为填料型还是反应型单体使用，均可使耐热温度达到300℃以上。基于上述优点，三聚氰胺已广泛用于氨基树脂和阻燃材料领域。虽然有上述诸多优点，但由于其自身结构原因，仍有一些缺陷需要克服。(一)交联基团不够多(只有三个活性基团NH2)，在某些场合如作为涂料树脂，其交联不够充分，漆膜硬度和致密性不够，耐水性差。(二)在同等摩尔用量的情况下，含氮量不够高，而增加单体的摩尔比会使反应发生困难甚至凝胶。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种全新的、用途广泛的一类二元三聚氰胺化合物。本专利技术次一个目的是提供一种工艺可行的上述二元三聚氰胺化合物的制备方法。本专利技术的进一步目的是在上述二元三聚氰胺化合物的基础上，提供一系列阻燃效果好、用途广泛的二元三聚氰胺甲醛树脂、二元三聚氰胺甲醛醚化树脂和高阻燃酚醛树脂，以及上述三种树脂的制备方法。本专利技术的专利技术人还提供上述的二元三聚氰胺甲醛树脂用于纤维、木材、成型材料、层压制品等领域的阻燃处理。上述的二元三聚氰胺甲醛醚化树脂与醇酸树脂配合后作为金属漆及电器制品漆。上述的高阻燃酚醛树脂在阻燃层压制品中的应用。本专利技术的目的是这样实现的一种二元三聚氰胺化合物，具有下述(I)的结构通式， 其中R为直链烷烃基或芳香烃基。上述的化合物中的直链烷烃基为甲基、乙基、丙基、丁基、己基、庚基、辛基等；芳香烃基为苯基等。上述二元三聚氰胺化合物的制备方法，包括下述步骤(1)二元腈与双氰胺在碱性催化剂下，以溶剂为媒介，50～150℃下反应1～24小时；(2)减压蒸馏除去溶剂，用水洗涤残余物到中性，然后干燥即得目标产物。上述二元三聚氰胺化合物的制备方法中所述的二元腈是烷基二元腈或芳香基二元腈，直链二腈如丙二腈、丁二腈、戊二腈、己二腈、辛二腈、壬二腈、癸二腈等；芳香二腈如邻苯二甲腈、间苯二甲腈、对苯二甲腈等；本专利技术所用的双氰胺，一般指工业上常用的双氰胺。二元腈与双氰胺的摩尔比为1∶2～3，最佳摩尔比为1∶2.2～2.5。本专利技术的二元三聚氰胺化合物制备方法中，采用的碱性催化剂，一般使用无机碱、有机碱，或它们的复配物。无机碱如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢化钠、氢化钾、碳酸钠等；有机碱如甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾等，也有使用强碱性叔胺，如DBU、DBN等。本专利技术的二元三聚氰胺化合物制备方法中，反应温度从室温到200℃均可，但温度太低，反应太慢；温度太高，副反应增加，因此适宜温度在50～150℃之间。上述的制备方法中所述的溶剂为醇类、醇醚类、环醚类或水之一；醇类为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、戊醇、异戊醇，辛醇、异辛醇、苯甲醇、乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇，甲基丙二醇，1，4-丁二醇、二乙二醇、环己醇、环己二醇等，醇醚类为乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚等；环醚为四氢呋喃、二氧六环等，对水溶性二腈甚至可以用水作溶剂，这对生产安全及环境保护均极为有利。本专利技术的专利技术人在上述二元三聚氰胺化合物的基础上，并在下面几个应用领域作了适当的探索。一种二元三聚氰胺甲醛树脂，是由上述的二元三聚氰胺化合物与甲醛聚合而成，并具有下述(II)的结构通式， 其中R为直链烷烃基或芳香烃基，n≥1。上述二元三聚氰胺甲醛树脂的制备方法，包括下述步骤(1)二元三聚氰胺悬浮于水中，用碱调节PH值为8～10之间；(2)加入四倍量(摩尔比)的甲醛，升温到80℃反应到甲醛＜1％为止；(3)降温到50℃，PH值如有变化，重新调节PH＝8～10，加入乙醇或乙二醇单甲醚稀释即得目标产物的溶液。本专利技术的二元三聚氰胺甲醛树脂的制备方法中所用的碱，可以是无机碱，如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠等，也可以是有机碱，如三乙胺、三乙醇胺、苄基二甲胺、三丁胺等。所用的醛为工业品甲醛水溶液。本专利技术的二元三聚氰胺甲醛树脂的制备方法中还有一个现象需要说明在反应过程中PH值可能会下降，因此反应到最后有必要重新调节PH值。一种二元三聚氰胺甲醛醚化树脂，是由二元三聚氰胺化合物与甲醛聚合后再与醇类反应而成，并具有下述(III)的结构通式， 其中R为直链烷烃基或芳香烃基，R1、R2、R3为相同或不同的直链烷基，n≥1。上述的二元三聚氰胺甲醛醚化树脂中R1、R2、R3为相同或不同的甲基、乙基、丙基、丁基等。上述二元三聚氰胺甲醛醚化树脂的制备方法，包括下述步骤(1)将二元三聚氰胺悬浮于水中，用碱调节PH值为8～10之间，加入甲醛，升温到80℃反应到甲醛＜1％为止；(2)调节PH值为6～7，加入醇，在80～100℃反应8～10小时；(3)内温不超过80℃，减压蒸馏除水，即得目标产物。。上述二元三聚氰胺甲醛醚化树脂的制备方法中的醇类为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或者它们的混合物。上述二元三聚氰胺甲醛醚化树脂的制备方法中步骤(3)可以减压除水或用溶剂共沸除水；共沸溶剂为芳香烃类，如苯，甲苯、二甲苯等。本专利技术的二元三聚氰胺甲醛醚化树脂和醇酸树脂配合，可以用作金属漆和电器制品漆，两者的配合比例可以根据漆膜硬度和阻燃级别的要求来决定。本专利技术的二元三聚氰胺化合物，还可以制备高度阻燃的含氮酚醛树脂，用于环境友好型阻燃复合材料。一种高阻燃酚醛树脂，是由上述的二元三聚氰胺与酚类、甲醛反应而成，并具有下述(IV)的结构通式， 其中R为直链烷烃基或芳香烃基，R4、R5为可以相同或不同的氢基、烷基、苯基或羟基；m＝2～9。上述的高阻燃酚醛树脂中所述的烷基为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、辛基、壬基、十二烷基、十四烷基、十六烷基等。上述的含氮高阻燃酚醛树脂的制备，可采用以下两种方法(1)将酚、甲醛与二元三聚氰胺共聚或者(2)将二元三聚氰胺加入到酚醛预聚体中，实行接枝共聚。上述高阻燃酚醛树脂的共聚制备方法，包括下述步骤(1)将二元三聚氰胺、酚类和甲醛溶液在酸或碱催化剂的作用下，加热至80～90℃反应3～5小时；(2)减压蒸馏，内温升至160～180℃，除去水分及未反应物即得目标产物。上述高阻燃酚醛树脂的共聚制备方法，一般是将酚、醛、二元三聚氰胺单体按一定比例投入反应器中，加入酸或碱催化剂(以酸性催化剂为主)，加热反应到一定程度，减压蒸去水分及未反应单体即可。所用催化剂，一般是盐酸、硫酸、对甲苯磺酸、草酸、柠檬酸、磷酸，以草酸最佳，产物颜色最浅。反应控制以粘度变化(滴点)为准。上述高阻燃酚醛树脂的接枝共聚制备方法，包括下述步骤(1)按酚类与甲醛摩尔比为0.6～0.9的比例加入酚类和甲醛，在酸性、碱性或中性条件下加热至80～90℃反应3～5小时进行预聚合；(2)加入二元三聚氰胺升温到90～100℃，继续反应5小时；(3)减压蒸馏，内温升到160～180℃，除去水分及未反应物，即得目标产物。上述高阻燃酚醛树脂的两种制备方法中所述的酚类是指苯酚、烷基酚、多元酚类，如苯酚、邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚、正丁基苯酚、叔丁基苯酚、辛基苯酚、本文档来自技高网...

【技术保护点】
下述通式（Ⅰ）化合物，＊＊＊（Ⅰ）其中：Ｒ为直链烷烃基或芳香烃基。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：康富春，
申请(专利权)人：康富春，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]