一种高韧性密胺粉及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高韧性密胺粉，所述高韧性密胺粉包括以下重量份数组分：三聚氰胺50‑70份；37%质量浓度的甲醛水溶液70‑90份；35%质量浓度的硝酸0.02‑0.06份；聚乙二醇20‑30份；聚乙烯醇20‑30份；六氟丁醇20‑30份；三乙胺0.05‑0.10份；己内酰胺5‑15份；木浆10‑20份；纤维1‑3份；无机填料1‑5份；脱模剂1‑5份。本发明专利技术利用聚乙烯醇作为线性聚合物成功地贯穿于交联网状的聚乙二醇、六氟丁醇改性的三聚氰胺甲醛树脂形成半互穿聚合物网络，能够显著增加三聚氰胺甲醛树脂的韧性。由此制备的密胺粉韧性高，且游离甲醛的含量显著降低，大大拓展了密胺粉的应用范围。

A high toughness melamine powder and its preparation method

The invention discloses a high toughness melamine powder, which comprises the following weight components: melamine 50 70; formaldehyde water solution 37% mass concentration 70 90; nitric acid 0.02 0.06; polyethylene glycol 20 30; polyvinyl alcohol 20 30; hexafluorobutanol 20 30; triethylamine 0.05 0.10; caprolactam 5 15; wood pulp 10; and wood pulp 10. 20 parts; 1 3 parts of fiber; 1 5 parts of inorganic filler; 1 5 parts of release agent. The melamine formaldehyde resin modified by polyvinyl alcohol and hexafluorobutanol is successfully used as a linear polymer to form a semi-interpenetrating polymer network, which can significantly increase the toughness of the melamine formaldehyde resin. The prepared melamine powder has high toughness, and the content of free formaldehyde is significantly reduced, which greatly expands the application scope of melamine powder.

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性密胺粉及其制备方法
本专利技术属于高分子材料领域，主要涉及一种高韧性密胺粉及其制备方法。
技术介绍
密胺粉，化学名称三聚氰胺甲醛模塑料，是三聚氰胺与甲醛缩聚反应制成的一种新型热固性塑料，具有耐水性、耐温高、无毒性、色泽鲜艳、成型加工方便的特性，广泛用于各式餐具、容器、电气零件等成型品。虽然三聚氰胺甲醛模塑料在许多行业有广泛应用，其树脂制品韧性较差以及游离甲醛含量较高两方面的缺点依然影响其使用质量，因此对三聚氰胺甲醛模塑料的增韧改性以及游离甲醛含量的控制已经成为三聚氰胺甲醛模塑料研究中的必然趋势。由于羟甲基三聚氰胺具有特殊活性，因此三聚氰胺甲醛模塑料的改性主要针对该活性点进行，通常包括以下几种方法：(1)加入甲醛捕获剂（如过氧化氢、硫脲等）降低其中的游离甲醛含量；(2)添加改性剂（如小分子醇类）封闭羟甲基，降低其活性从而进一步阻止分子间缩聚；(3)对三聚氰胺甲醛模塑料进行阳离子改性（加入阳离子改性剂，硫酸二甲酯或甲基二乙醇胺等）；(4)使用多聚甲醛代替甲醛溶液或使用蒸馏等方法提高树脂固含量。三聚氰胺甲醛模塑料由于特殊的制备过程，不同的制备环境生成不同取代的羟甲基三聚氰胺，得出的产品性能差别很大。公开号CN106700415A的专利申请公开了一种高韧性密胺树脂及其制备方法，采用弹性体以粉末或乳液形式添加到密胺树脂中，提高其冲击强度，制备高韧性密胺树脂。该树脂制备方法如下：将密胺-甲醛树脂预聚体40-85份、纤维5-50份、固化剂0.1-0.5份、弹性体5-30份、流动剂0.1-1份置于25-80℃捏合机中捏合30-90min，然后置于70-130℃烘箱中烘干除水，再将捏合料与3-10份无机填料在球磨机中球磨4-20h得到高韧性密胺粉。另一种制备方法为将预聚体、纤维、固化剂、流动剂组分置于捏合机中捏合，然后置于烘箱中烘干除水得到无规则块状固体，然后将块状固体、无机填料、弹性体粉末按照配比在球磨机中球磨得到高韧性密胺粉。上述技术方案采用的是物理增韧改性方法，没有从聚氨酯-甲醛树脂的化学结构上进行改进，且填料含量多，总体增韧效果不强，而且文中也没有提及游离甲醛的含量。公开号CN106496623A的专利申请公开了一种密胺餐具的生产工艺，与现有技术相比，该生产工艺通过时间以及温度的有效控制在密胺餐具表面形成带有耐热纤维和耐高温ABS料的喷涂层，耐高温ABS料的加入有效提高了密胺餐具表面的耐高温性，与此同时，由于耐热纤维具有较高的熔点，通过对耐高温ABS料与耐热纤维重量比的控制，进一步提高密胺餐具表面的耐高温性，从而降低密胺餐具析出三聚氰胺和甲醛的概率，有利于提高用餐安全性。上述技术方案一定程度上可降低游离甲醛的含量，但其生产工艺复杂成本高，且文中没有体现出对密胺餐具的增韧效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高韧性密胺粉，能够有效增韧密胺制品，且显著降低游离甲醛的含量。为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种高韧性密胺粉，所述高韧性密胺粉包括以下重量份数组分：三聚氰胺50-70份；37%质量浓度的甲醛水溶液70-90份；35%质量浓度的硝酸0.02-0.06份；聚乙二醇20-30份；聚乙烯醇20-30份；六氟丁醇20-30份；三乙胺0.05-0.10份；己内酰胺5-15份；木浆10-20份；纤维1-3份；无机填料1-5份；脱模剂1-5份。本专利技术首先利用聚乙二醇、六氟丁醇共聚改性三聚氰胺，聚乙二醇是一种长链的二元醇，用其改性三聚氰胺甲醛树脂，可增加三聚氰胺分子之间的距离，降低树脂的交联密度，提高分子链的可变形能力，从而增加树脂的柔初性；而六氟丁醇可以进一步降低三聚氰胺的反应活性点从而降低交联密度，且氟含量增加可提高树脂的疏水性。其次利用聚乙烯醇，聚乙烯醇属于线性聚合物，聚乙二醇、六氟丁醇改性的三聚氰胺甲醛树脂属于交联聚合物，在反应过程中，作为线性聚合物成功地贯穿于交联网状的聚乙二醇、六氟丁醇改性的三聚氰胺甲醛树脂形成半互穿聚合物网络。通过上述反应，不稳定甲基醚基等活性基团减少或活性降低，从而减少了后序醚键等活性基团水解产生的甲醛，使制成品游离甲醛析出量大大降低。最后本专利技术利用己内酰胺，己内酰胺是含有亚氨基的环状化合物，在三聚氰胺甲醛树脂反应体系中发生开环反应，能有效地封闭三聚氰胺甲醛树脂中的活性基-CH2OH，降低体系中游离甲醛含量。本专利技术通过优化密胺粉的原料配方组成及配比含量，用化学手段对其进行结构的改进，能够有效增韧密胺制品，且显著降低游离甲醛的含量。优选地，所述高韧性密胺粉包括以下重量份数组分：三聚氰胺55份；37%质量浓度的甲醛水溶液75份；35%质量浓度的硝酸0.05份；聚乙二醇23份；聚乙烯醇24份；六氟丁醇28份；三乙胺0.06份；己内酰胺10份；木浆15份；纤维3份；无机填料3份；脱模剂2份。在上述配方组成情况下，能够显著的形成半互穿聚合物网络结构，大大减少不稳定甲基醚基等活性基团，显著增加三聚氰胺甲醛树脂的韧性。优选地，所述无机填料为二氧化硅、氧化铝、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡或二氧化钛。优选地，所述纤维为木纤维、竹纤维、麻纤维、碳纤维或玻璃纤维。优选地，所述脱模剂为硬脂酸锌或食用植物油。所述高韧性密胺粉的制备方法，包括如下步骤：S1.往三口烧瓶中加入聚乙二醇、六氟丁醇和去离子水，待升温至70-90℃，用硝酸调至pH为5-7，缓慢加入部分的三聚氰胺，保温反应5-8h后降到室温离心洗涤，得到三聚氰胺与醇的共聚衍生物；S2.将甲醛水溶液与聚乙烯醇一次性投料，升温至聚乙烯醇完全溶解，然后降温至40-60℃，用三乙胺调节pH为7.5-9；缓慢加入S1制备的三聚氰胺与醇的共聚衍生物和剩余的三聚氰胺，升温至70-90℃反应1-3h，随后加入己内酰胺继续反应0.5-1h，降温出料得到密胺-甲醛树脂预聚体溶液；S3.将S2制备的密胺-甲醛树脂预聚体溶液、纤维、木浆、脱模剂在50-75℃条件下置于捏合机中捏合60-80min，然后置于100-120℃烘箱中烘干得捏合料，然后将捏合料与无机填料在球磨机中球磨10-20h得到高韧性密胺粉。优选地，所述S1中，往三口烧瓶中加入聚乙二醇、六氟丁醇和去离子水，待升温至80℃，用硝酸调至pH为5.5，缓慢加入部分的三聚氰胺，保温反应6h后降到室温离心洗涤。优选地，所述S2中，将甲醛水溶液与聚乙烯醇一次性投料，升温至聚乙烯醇完全溶解，然后降温至50℃，用三乙胺调节pH为8.5；缓慢加入S1制备的三聚氰胺与聚乙二醇的共聚衍生物和剩余的三聚氰胺，升温至80℃反应1.5h，随后加入己内酰胺继续反应1h，降温出料。优选地，所述S3中，将S2制备的密胺-甲醛树脂预聚体溶液、纤维、木浆、脱模剂在50-60℃条件下置于捏合机中捏合70-80min，然后置于110-120℃烘箱中烘干得捏合料，然后将捏合料与无机填料在球磨机中球磨10-15h得到高韧性密胺粉。优选地，所述部分的三聚氰胺质量为三聚氰胺总质量的20-30%。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：（1）本专利技术利用聚乙二醇、六氟丁醇共聚改性三聚氰胺，聚乙二醇是一种长链的二元醇，用其改性三聚氰胺甲醛树脂，可增加三聚氰胺分子之间的距离，降低树脂的交联密度，提高分子链的可变形能力，从而增加树脂的柔初性；而六氟丁醇可以进一步降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高韧性密胺粉，其特征在于，所述高韧性密胺粉包括以下重量份数组分：三聚氰胺 50‑70份；37%质量浓度的甲醛水溶液 70‑90份；35%质量浓度的硝酸 0.02‑0.06份；聚乙二醇 20‑30份；聚乙烯醇 20‑30份；六氟丁醇 20‑30份；三乙胺 0.05‑0.10份；己内酰胺 5‑15份；木浆 10‑20份；纤维 1‑3 份；无机填料 1‑5份；脱模剂 1‑5份。

【技术特征摘要】
1.一种高韧性密胺粉，其特征在于，所述高韧性密胺粉包括以下重量份数组分：三聚氰胺50-70份；37%质量浓度的甲醛水溶液70-90份；35%质量浓度的硝酸0.02-0.06份；聚乙二醇20-30份；聚乙烯醇20-30份；六氟丁醇20-30份；三乙胺0.05-0.10份；己内酰胺5-15份；木浆10-20份；纤维1-3份；无机填料1-5份；脱模剂1-5份。2.根据权利要求1所述高韧性密胺粉，其特征在于，所述高韧性密胺粉包括以下重量份数组分：三聚氰胺55份；37%质量浓度的甲醛水溶液75份；35%质量浓度的硝酸0.05份；聚乙二醇23份；聚乙烯醇24份；六氟丁醇28份；三乙胺0.06份；己内酰胺10份；木浆15份；纤维3份；无机填料3份；脱模剂2份。3.根据权利要求1或2所述高韧性密胺粉，其特征在于，所述无机填料为二氧化硅、氧化铝、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡或二氧化钛。4.根据权利要求1或2所述高韧性密胺粉，其特征在于，所述纤维为木纤维、竹纤维、麻纤维、碳纤维或玻璃纤维。5.根据权利要求1或2所述高韧性密胺粉，其特征在于，所述脱模剂为硬脂酸锌或食用植物油。6.权利要求1-5任一所述高韧性密胺粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.往三口烧瓶中加入聚乙二醇、六氟丁醇和去离子水，待升温至70-90℃，用硝酸调至pH为5-7，缓慢加入部分的三聚氰胺，保温反应5-8h后降到室温离心洗涤，得到三聚氰胺与醇的共聚衍生物；S2.将甲醛水溶液与聚乙烯醇一次性投料，升温至聚乙烯醇完全溶解，然后降温至40-60℃，用三乙胺调节p...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡文回，
申请(专利权)人：福建亿鑫泰新型材料有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35