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  • 氨基树脂

    氨基树脂,英文名称为Amino resin,CAS号为9003-08-1,由含有氨基的化合物与甲醛经缩聚而成的树脂的总称,重要的树脂有脲醛树脂(UF)、三聚氰胺甲醛树脂(MF)和聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)等。广泛地应用与汽车、工农业机械、刚制家具、家用电器和金属预涂等工业涂料。氨基树脂在酸催化剂存在时,可在底温烘烤或在室温固化,这种性能可用于反应性的二液型木材涂装和汽车修补用涂料。用多聚甲醛代替甲醛溶液,并且使用小分子醇作为醚化剂,少量醇胺控制分子质量,三步合成法制备了一种高固含量、稳定性提高的改性MF湿强剂,研究表明,以甲醇醚化多聚甲醛和三聚氰胺制备了一种稳定性大于6个月的高固含量醚化改性MF,其对纸张增湿强效果(纸张湿强度保留率为24%)稍低于目前普遍使用的MF,但其稳定性具有明显的优势。

    编辑摘要

    目录

    分子结构/氨基树脂 编辑

    氨基树脂氨基树脂

    基本内容/氨基树脂 编辑

    中文名称:氨基树脂

    英文名称:Amino resin

    英文别名:

    Melamine/formaldehyde resin; 1,3,5-Triazine-2,4,6-triamine, polymer with formaldehyde; Nanoplast; Budamin MF 55I; Budamin MF 60I; CA 105; CR 2024; Cassurit HML; Cassurit MLP; Cassurit MLS; Cassurit MT; Cibamin M 100; Cohedur A; Cymel; Melamine polymer with formaldehyde; Melamine, polymer with formaldehyde

    CAS号:9003-08-1

    分子式:(C3H6N6¡¤CH2O)x

    分子量:538.507

    氨基树脂是由含有氨基的化合物与甲醛经缩聚而成的树脂的总称。一般可制成水溶液或乙醇溶液。也可干燥成粉末状固体。大多硬而脆,用时需加填料。由含有氨基的化合物与甲醛经缩聚而成的树脂的总称。重要的树脂有脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂和苯胺甲醛树脂等。一般可制成水溶液或乙醇溶液,也可干燥成粉末固体。大多硬而脆,使用时需加填料。

    物性数据/氨基树脂 编辑

    由含有氨基的化合物与甲醛经缩聚而成的树脂的总称。重要的有脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂和苯胺甲醛树脂。一般可制成水溶液或乙醇溶液。也可干燥成粉末状固体。大多硬而脆,用时需加填料。

    简介/氨基树脂 编辑

    结构式结构式
    氨基树脂氨基树脂

    用于制涂料、胶粘剂、塑料或鞣料,并用于织物、纸张的防缩防皱处理等。

    涂料用氨基树脂是一种多官能团的化合物,以含有(-NH官能团的化合物与醛类(主要为甲醛)加成缩合,然后生成的羟甲基(-CHOH)与脂肪族一元醇部分醚化或全部醚化而得到的产物。根据采用的氨基化合物的不同可分为四类:脲醛树脂、三聚氰胺树脂、苯代三聚氰胺树脂、共聚树脂。

    若作为漆膜若单独用氨基树脂,制得漆膜太硬,而且发脆,对底材附着力差,所以通常和能与氨基树脂相容,并且通过加热可交联的其它类型树脂合用,他可作为油改性醇酸树脂、饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、环氧酯等的交联剂,这样的匹配,通过加热能够得到三维网状结构的有强韧性的漆膜,根据所使用的氨基树脂和匹配的其它树脂的变化,得到的漆膜也各有特色。

    用氨基树脂作交联剂的漆膜具有优良的光泽、保色性、硬度、耐药品性、耐水及耐侯性等,因此,以氨基树脂作交联剂的涂料广泛地应用与汽车、工农业机械、刚制家具、家用电器和金属预涂等工业涂料。氨基树脂在酸催化剂存在时,可在底温烘烤或在室温固化,这种性能可用于反应性的二液型木材涂装和汽车修补用涂料。

    UF应用/氨基树脂 编辑

    纸张湿强剂

    纤维是亲水性的,一般纸张被水湿透后,纤维发生膨胀,纤维之间键力减弱,从而失去其大部分强度,余下部分强度通常称为湿强度。一般来说,湿强度大于15%的纸就成为湿强纸。由于脲醛树脂为非离子性,故不能被带阴性电荷的纸纤维较好的吸附,因此,用作纸张湿强剂时不能直接在浆内添加,而只能用浸渍法(如表面涂布)。

    脲醛树脂作为纸张湿强剂,其树脂间的化学交联形成网状结构包裹在纤维周围,这种化学交联不会被水解,从而阻止了纸中的半纤维素的吸水膨胀,减少了纸张在润湿条件下的强度下降,像一个网子一样,束缚了纤维的润涨,从而保持了纸张的湿强度。

    氨基树脂氨基树脂

    传统的脲醛树脂(UF)由于有游离甲醛危害,国外已禁用,而不含甲醛的湿强剂成本比较高,因此人们开始对改性脲醛树脂进行研究。以乙二醛部分或全部代替甲醛合成脲醛树脂的合成条件以及产物对纸张的湿强效果,结果表明产物无污染、稳定性能好、增强效果明显。

    涂布交联剂

    交联剂也可称为硬化剂,由于某些涂布纸需经湿压光、胶版印刷、放置室外等与水接触的情况,因此涂布干燥后必须具有抗湿性。通常合成聚合物胶乳具有良好的抗水性,但淀粉、聚乙烯醇、蛋白质、海藻酸钠等天然涂布粘合剂和表面施胶剂的抗水性很差,需要使用交联剂以增强涂布纸张耐湿摩擦能力,特别对于胶版印刷,耐湿摩擦是很重要的指标。

    王蕾,苗宗成等人采用苯酚改性脲醛树脂(PUF),它克服了脲醛树脂(UF)耐水、耐热、耐老化性能差及使用过程中释放甲醛、贮存期短等缺点。并对苯酚改性脲醛树脂涂布纸抗水性进行了测试,得出其在造纸抗水剂领域具有很好的应用前景。

    氨基树脂有高功能性和低的自聚倾向,是一种非常有效的交联剂,尤其是与聚酯树脂交联时,能够为漆膜提供良好的柔韧性和成型性。

    胶体絮凝剂

    阳离子型改性脲醛树脂季铵盐(MU-FRQA)是一种新型的高分子絮凝剂,水溶性较好,生产成本低,对阴离子性胶体的絮凝效果好。龚福忠等人以尿素、甲醛、环氧氯丙烷、三甲胺为原料,合成了水溶性阳离子脲醛树脂季铵盐,用红外光谱进行了表征,测定了该合成产物的表面活性,用胶体化学方法研究了加入阳离子型改性脲醛树脂季铵盐后黏土悬浮分散体系的电动电位和等电点以及絮凝体粒径大小变化,得到了一些有意义的结果。

    造纸胶粘剂

    脲醛树脂胶粘剂是一种热固性树脂,价格低廉、原料易得、能够在常温下迅速固化胶层没有颜色且耐老化等优点。但是脲醛树脂最主要缺陷是在使用过程中会释放出甲醛,并且制品在使用过程中,也可能不断释放出甲醛。释放甲醛的原因主要是脲醛树脂胶中存在的游离甲醛;其次是树脂合成中甲醛与尿素反应生成不稳定的亚甲基醚键,在热压和使用过程中分解释放出甲醛。

    吴蓁等人采用特制的羟基丙烯酸酯树脂(乳液)及端异氰酸酯基水性聚氨酯树脂,结果发现这种新型改性剂既可降低游离甲醛含量,又能明显提高粘合强度及耐水性,且改性效果随改性剂用量的增加而增加。其中,聚氨酯树脂对脲醛树脂黏合强度的改进最为明显,但对耐水性的改性效果稍差;而高羟基含量的丙烯酸酯树脂比低羟基含量的改性效果好。林武滔等人采用PVA和三聚氰胺改性脲醛树脂,实验发现:PVA的加人可以降低胶粘剂中的游离醛含量,提高其贮存稳定性。三聚氰胺的加人使胶粘剂的耐水性能有较大的提高,游离醛含量也有所下降。

    MF在造纸中的应用/氨基树脂 编辑

    改性原理

    由于树脂中上含有大量亚胺基和叔胺基,含有孤对电子,只有在强酸性介质中才能显阳离子性,而在弱酸性条件下主要以游离胺形式存在,胺基阳离子的浓度很低。这种结构与性能决定了树脂只有在强酸性介质中具有较大的溶解度。所以改性主要是提高其水溶性,引入较多的极性基或季钱基,使其可在较宽值范围内显示阳离子性,达到与纤维结合的目的[18~20]。

    作为造纸用湿强剂

    三聚氰胺甲醛树脂(MF)是我国造纸工业中广泛使用的一种湿强剂、抗水剂。可以直接加入到浆内经过热干燥后纸张便可获得良好的湿强度。用多聚甲醛代替甲醛溶液,并且使用小分子醇作为醚化剂,少量醇胺控制分子质量,三步合成法制备了一种高固含量、稳定性提高的改性MF湿强剂,研究表明,以甲醇醚化多聚甲醛和三聚氰胺制备了一种稳定性大于6个月的高固含量醚化改性MF,其对纸张增湿强效果(纸张湿强度保留率为24%)稍低于目前普遍使用的MF,但其稳定性具有明显的优势。

    用作絮凝剂

    絮凝剂分为无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂,前者如明矾、聚铝和聚铁是早期使用的絮凝剂;有机高分子絮凝剂是上世纪六十年代发展起来的,它包括阴离子型(如聚丙烯酸钠、水解聚丙烯酰胺、顺丁烯二酸酐共聚物等)、非离子型(如聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯等)和阳离子型(如聚乙烯吡啶·苯胺-甲醛树脂等)三种类型。

    用作胶粘剂

    三聚氰胺甲醛树脂是用三聚氰胺与甲醛经甲基化反应再缩聚制得的一种用途广泛的热固性氨基树脂。它可以作为胶粘剂、层压材料、涂料、模塑料用树脂,又可以作为织物、纸张、皮革等的处理剂。

    因亚甲基两端连有位阻很大的三嗪环,并且多个亚甲基同三嗪环间相互交错,所以固化后树脂硬度大,不易弯曲、伸展,几乎没有韧性。交联密度越大,树脂固化后冲击强度、弯曲强度越低。为了提高强度,降低脆性,马天信使用聚乙二醇对三聚氰胺树脂进行了改性,得到了一种柔性较好的树脂。用作胶粘剂、层压板、涂料、模塑料时,冲击强度、弯曲强度大大提高。

    PAE在造纸中的应用/氨基树脂 编辑

    聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂(简称PAE树脂)属于一类水溶性、阳离子型、热固性树脂,具有湿增强效果好,无甲醛,用量少,且成纸返黄少,无毒害,使用方便,损纸回收容易,适合中碱性抄纸,且兼有助留、助滤作用等优点[32~35],近年来在我国造纸工业中得到了广泛的应用,但该类产品成本较高。

    作为湿强剂

    湿强树脂应用于造纸工业,能显着地提高纸张的湿强度等性能,因为PAE树脂含有胺基、环氧基和氮杂丁烷型阳离子,而纤维表面有羟基、醛基和羧基等反应基团。PAE树脂分子与纤维表面反应基团产生交联作用。

    一般认为湿强的机理一种是“均交联”机理。这种机理认为,所加的树脂部分沉积于纤维之间或吸附于纤维表面,当纸页干燥时,这些树脂相互交联成网状结构。另一种是“共交联”理论,这种理论认为,湿强树脂的初期是一种低分子量能溶于水的树脂加入纸浆后渗入至纤维的表面和内部,与纤维分子发生有效的交联。

    作为抗水剂

    聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)是一类阳离子聚合物,多年来用作增湿强剂,作为抗水剂时因其含固量低,需在碱性条件下熟化因而受到限制。根据造纸涂布的实际需要,赵怀礼制备了高含固量、稳定性好的聚脲改性聚酰胺多胺环氧氯丙烷抗水剂(PUAE)[38~39],它具有明显的增湿强和表面抗水效果,是新型的环境友好型抗水剂。

    其他氨基树脂/氨基树脂 编辑

    丙烯酰胺类聚合物

    聚丙烯酰胺是通过自由基链反应由丙烯酰胺单体聚合而成,丙烯酰胺90%用于合成聚丙烯酰胺及其改性物。用于造纸的PAM其相对分子量质量为100万~500万的产品,可用作助留、助滤和增强剂;超过500万的,可用作絮凝剂用于造纸废水处理;低于一百万的则用作长纤维和颜料的分散剂。

    阴离子型聚丙烯酰胺

    阴离子型聚丙烯酰胺即APAM。五色粘稠状液体,pH值7~8,平均相对分子量一般在100万以上,易溶于水几乎不溶于有机溶剂,在中性和碱性介质中呈高聚合物电解质特性,对盐类电解质敏感,与高价金属离子能交联成不溶性的胶体,主要用作助留剂、增强剂、表面施胶剂和水处理剂,还可用作涂布分散剂和成膜剂。分子量大于350万的可作分散剂,对长纤维的分散有特别好的效果。

    阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)

    阳离子聚丙烯酰胺即CPAM。水溶性高分子聚电解质,无毒、无味,易溶于水不溶于有机溶剂,分子链上带有正电荷活性基团,有优异的絮凝作用。因此可用作絮凝剂,在造纸中可用作纸张干强剂、助留剂、助滤剂能极大提高纸的质量,节约成本,提高纸厂的生产能力。

    两性聚丙烯酰胺(AmPAM)

    两性聚丙烯酰胺即AmPAM。废纸张的大量使用,短纤维原料的增加,造纸白水的高度循环利用,造纸系统向中性/碱性体系的发展等等,使造纸湿部产生了一个新的障碍,即阴离子杂质的聚集和积累,致使纸页的成形条件恶化,大大削弱了阴离子型聚丙烯酰胺助留助滤体系的效果,甚至完全失效。

    苯胺甲醛树脂

    苯胺甲醛树脂,英文名称为aniline-form-aldehyde resin,造纸中主要用于制作纸张层压晶,也可以作为环氧树脂的硬化剂。有良好的耐气候性、耐紫外线、耐水性、耐油性和耐碱性等。

    苯胺缩聚物化合物有很多用途,其中之一就是用来作酸性介质缓蚀剂。由于它具有优良的缓蚀性能,因此被广泛地应用于酸性介质体系中。

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