專利名稱：一種環(huán)保型電玉粉樹脂合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樹脂的制備方法，具體地說是一種環(huán)保型電玉粉樹脂的合成方法。
二背景技術(shù)：
電玉粉是脲醛樹脂和改性脲醛樹脂在添加各種填料和助劑后經(jīng)捏合、干燥、粉碎、球磨、 篩分得到的產(chǎn)品統(tǒng)稱。所述的填料和助劑包括纖維素、玻璃纖維、石棉、云母粉、石英粉、 碳酸鈣、滑石粉、白云石粉、硫酸鋇、硬脂酸鹽、著色劑等，根據(jù)用途需要添加。樹脂可用 于粘合劑，電玉粉主要主要用于電器外殼、開關(guān)、插座、電話零件以及瓶蓋、鈕扣、餐具等。
脲醛樹脂是一種傳統(tǒng)樹脂，由尿素和甲醛縮聚而成。具體制備方法是先將30 40%的甲 醛溶液投入反應(yīng)釜中，用烏洛托品調(diào)pH8 9，然后攪拌下投入尿素進(jìn)行縮聚反應(yīng)，通過檢 測(cè)游離甲醛控制反應(yīng)終點(diǎn)，當(dāng)游離甲醛達(dá)6 8%時(shí)為反應(yīng)終點(diǎn)(《化工生產(chǎn)流程圖解》(下冊(cè))， 第378頁(yè)，1988年9月第二版、化學(xué)工業(yè)出版社出版發(fā)行)。用該樹脂加工的電玉粉習(xí)慣上 稱A1型電玉粉。
改性脲醛樹脂是用三聚氰胺對(duì)脲醛樹脂進(jìn)行改進(jìn)，其制備方法也是調(diào)甲醛溶液pH8 9， 然后加入尿素和三聚氰胺進(jìn)行反應(yīng)至終點(diǎn)。用該樹脂加工的電玉粉有A2型、A3型、A4型等 不同型，型號(hào)的不同，不僅意味著所添加的填料和助劑不同，也意味著改性劑三聚氰胺用量 不同。
目前生產(chǎn)電玉粉樹脂的許多企業(yè)，脲醛樹脂的合成溫度一般為6(TC，并且認(rèn)為不能超 過60。C，否則制品會(huì)起泡，廢品率高。改性脲醛樹脂的合成溫度一般為S(TC，普遍認(rèn)為反 應(yīng)終點(diǎn)不能過頭，否則樹脂粘度大，穩(wěn)定性差，最終將影響制品的質(zhì)量。所合成的這兩種樹 脂均為無(wú)色透明液體，固含量通常只有50.6%左右。
無(wú)論是制備脲醛樹脂還是制備改性脲醛樹脂，甲醛都是過量的(與尿素的摩爾比為 L2 1.5: 1)這部分過量的甲醛未被成分利用，其中的大部分在加工電玉粉的過程中被排 放到大氣中，特別是在捏合之后的干燥工段，甲醛大量揮發(fā)，車間內(nèi)總是彌漫著甲醛特有的 刺激性氣味，嚴(yán)重時(shí)操作工人淚流滿面，咳嗽不止。少部分甲醛最終殘留在電玉粉的制品中， 經(jīng)蒸餾水測(cè)試，殘留甲醛達(dá)30mg/kg。
過量的甲醛不僅浪費(fèi)了資源，污染了大氣，也嚴(yán)重影響了操作者的身心健康，同時(shí)也使 電玉粉制品不符合綠色環(huán)保的要求。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所提供的電玉粉樹脂合成方法，旨在保護(hù)環(huán)境和操作者的身心健康，所要解決的
技術(shù)問題是改進(jìn)傳統(tǒng)合成工藝。
本發(fā)明所稱的電玉粉樹脂合成方法是指脲醛樹脂以及用三聚氰胺改性脲醛樹脂這兩種 樹脂的合成方法。
本方法與傳統(tǒng)工藝一樣，也包括調(diào)節(jié)甲醛溶液PH和投料反應(yīng)，具體地說首先用烏洛托 品或碳酸鈉溶液調(diào)甲醛溶液PH8 9，然后加入尿素進(jìn)行反應(yīng)(制備脲醛樹脂)或者加入尿 素和三聚氰胺進(jìn)行反應(yīng)(制備改性脲醛樹脂)，本發(fā)明的改進(jìn)有兩種方案，第一種方案是在 pH8 9的甲醛溶液中加入尿素或者加入尿素和三聚氰胺后于60 9(TC條件下進(jìn)行反應(yīng)，直 至反應(yīng)液呈乳白色稠狀樹脂液。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)液的pH值會(huì)逐步降低，至乳白色稠 狀樹脂液時(shí)，pH值約為6左右，若pH《5時(shí)，則需用堿液調(diào)pH至7左右，這時(shí)加入與反應(yīng) 液的pH值基本一致的水，最好水溫也與反應(yīng)液的溫度基本一致，攪拌均勻后將乳白色樹脂 液送后續(xù)的捏合等工段加工電玉粉。該方案操作簡(jiǎn)單，但反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，需5 6小時(shí)，提高 反應(yīng)溫度有利于縮短反應(yīng)時(shí)間，提高設(shè)備的利用率，優(yōu)選75 9(TC條件下反應(yīng)至乳白色稠 狀液。
第二種方案是反應(yīng)分階段進(jìn)行，即首先在pH8 9的甲醛溶液中加入尿素或者加入尿素 和三聚氰胺后于70 90。C條件下反應(yīng)0.5 1.5小時(shí)，然后用有機(jī)酸調(diào)反應(yīng)液pH5 6，于 70 9(TC條件繼續(xù)反應(yīng)至反應(yīng)液呈乳白色稠狀樹脂液；反應(yīng)結(jié)束后用碳酸鈉溶液調(diào)反應(yīng)液 pH7 8，最后加入與反應(yīng)液的pH值基本一致的水，最好水溫也與反應(yīng)液的溫度基本一致， 攪拌均勻后將乳白色樹脂液送后續(xù)的捏合工段加工電玉粉。兩階段(堿性和弱酸性)反應(yīng)溫 度均優(yōu)選75 90°C，該方案反應(yīng)時(shí)間更短一些，弱酸性反應(yīng)至乳白色稠狀液約需0. 5 1. 5 小時(shí)，整個(gè)反應(yīng)不足三小時(shí)。
所述的有機(jī)酸選自甲酸或乙酸或乙二酸或丙酸或苯甲酸或?qū)妆郊姿峄虮交撬峄驅(qū)?苯磺酸或氨基磺酸等。
水的加入量隨電玉粉型號(hào)需要而不同，變化范圍為原料甲醛溶液量的l 120wt%。所謂 與反應(yīng)液的pH值基本一致是指，比如反應(yīng)液pH7.5,則所加的水pH7 8即可。試驗(yàn)表明， 所加的水中含有乙醇或甲醇等并不影響產(chǎn)品的質(zhì)量。水的作用是稀釋樹脂， 一來(lái)方便出料， 二來(lái)方便捏合時(shí)與各種填料和助劑的混合。
在本方法中，指示反應(yīng)的終點(diǎn)均以反應(yīng)液呈乳白色粘稠狀，無(wú)論是通過延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間還 是分階段反應(yīng)，其終點(diǎn)均十分一致，這體現(xiàn)在固含量都在55 70wt%，粘度在5 8秒范圍 內(nèi)。該粘度是氣泡測(cè)定法表征的粘度，具體操作是取樣品置于標(biāo)準(zhǔn)試管(cJ)7.5xl50mm)的 管口部位，然后迅速翻轉(zhuǎn)，以樣品中逸出的氣泡到達(dá)試管底部(此時(shí)管底朝上)的時(shí)間值來(lái)
表示。本方法操作穩(wěn)定，同時(shí)保證了樹脂質(zhì)量的穩(wěn)定，而且也提高了合成收率10%以上。
本發(fā)明通過延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間或者在堿性或弱酸性條件下的階段反應(yīng)，使氨基與醛基的縮聚 反應(yīng)相正方反應(yīng)方向盡可能延伸至反應(yīng)到底，尿素和三聚氰胺被充分利用，過量的甲醛被盡 可能多地轉(zhuǎn)變成樹脂， 一個(gè)明顯的效果是在加工電玉粉的干燥工段，車間內(nèi)甲醛氣味很淡， 無(wú)明顯刺激作用；用本樹脂加工的電玉粉制品中經(jīng)蒸餾水測(cè)試，殘留甲醛5 10mg/kg。
本方法與傳統(tǒng)工藝相比是名副其實(shí)的環(huán)保型，既充分利用了資源，又有效地保護(hù)了環(huán)境 和操作者的身心健康，也使制品中的殘留甲醛大幅度降低。
用本方法制備的脲醛樹脂或改性脲醛樹脂在加工電玉粉時(shí)可提高各種填料、助劑的添加
量，比如白云石粉可以提高到20%，既保證電玉粉的質(zhì)量，又降低了樹脂的單耗，有利于降
低成本。
具體實(shí)施例方式
(一)脲醛樹脂的合成
1、 將4(E甲醛180kg投入反應(yīng)釜中，攪拌下用烏洛托品或碳酸鈉溶液調(diào)pH8. 5，然后加 入98W尿素123kg，升溫至85匸時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，直至反應(yīng)液呈乳白色稠狀液，樹脂粘度6秒， 降溫，同時(shí)加入pH值7左右和溫度80'C的水5kg，攪拌均勻后將乳白色稠狀樹脂出料，送 電玉粉加工的捏合工段。
2、 投料和調(diào)pH同例1，升溫至85。C反應(yīng)1小時(shí)，然后用50%乙酸調(diào)反應(yīng)液pH5. 5，繼 續(xù)于85r下反應(yīng)至反應(yīng)液呈乳白色稠狀液，同時(shí)用碳酸鈉溶液調(diào)pH7.5，樹脂粘度7秒，降 溫，最后加入與反應(yīng)液pH值和溫度相一致的蒸餾水10kg，攪拌均勻后將乳白色稠狀樹脂出 料，送電玉粉加工的捏合工段。
(二)改性脲醛樹脂的合成
3、 將40y。甲醛180kg投入反應(yīng)釜中，攪拌下用烏洛托品或碳酸鈉溶液調(diào)pH8.5，然后加 入98%尿素120kg和98%三聚氰胺(白色晶體)12kg，升溫于85。C進(jìn)行反應(yīng)，直至反應(yīng)液呈 乳白色稠狀液，樹脂粘度6秒，降溫，同時(shí)加入pH值7左右和溫度8(TC的水180kg，攪拌 均勻后將乳白色樹脂出料，送電玉粉加工的捏合工段。
4、 投料和調(diào)pH同例3，升溫至85。C反應(yīng)1小時(shí)，然后用苯磺酸調(diào)pH5.5，繼續(xù)于85 'C下反應(yīng)至反應(yīng)液呈乳白色稠狀液，同時(shí)用碳酸鈉溶液調(diào)pH7.5，樹脂粘度7秒，降溫，最 后加入與反應(yīng)液pH值和溫度相一致的水200kg,攪拌均勻后將乳白色樹脂出料，送電玉粉 加工的捏合工段。
5、 在例1 4中，所加的水中含1 10%的甲醇或乙醇。
權(quán)利要求
1、一種環(huán)保型電玉粉樹脂合成方法，是指脲醛樹脂和用三聚氰胺改性脲醛樹脂的合成方法，包括調(diào)節(jié)甲醛溶液的pH值和投料反應(yīng)，其特征在于所述的反應(yīng)是在pH8～9的甲醛溶液中加入尿素或者加入尿素和三聚氰胺后于60～90℃下反應(yīng)至反應(yīng)液呈乳白色稠狀液時(shí)加入與反應(yīng)液pH值基本一致的水，水的加入量為原料甲醛量的1～120wt％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于反應(yīng)溫度為75 9(TC。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的合成方法，其特征在于所添加的水的溫度與反應(yīng)液溫 度基本一致。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成方法，其特征在于所添加的水中含有甲醇或乙醇。
5、 一種環(huán)保型電玉粉樹脂合成方法，是指脲醛樹脂和用三聚氰胺改性脲醛樹脂的合成 方法，包括調(diào)節(jié)甲醛溶液的pH值和投料反應(yīng)，其特征在于所述的反應(yīng)是首先在pH8 9的 甲醛溶液中加入尿素或者加入尿素和三聚氰胺后于70 9(TC條件下反應(yīng)0. 5 1. 5小時(shí)；然 后用有機(jī)酸調(diào)pH5 6，于70 90。C條件下繼續(xù)反應(yīng)至反應(yīng)液呈乳白色稠狀液時(shí)用碳酸鈉溶 液調(diào)反應(yīng)液pH7 8，最后加入與反應(yīng)液的pH值基本一致的水，水的加入量為原料甲醛量的 l 120wt% 。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的合成方法，其特征在于在堿性和弱酸性條件下的反應(yīng)溫度均為75 90°C。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的合成方法，其特征在于所述的有機(jī)酸選自甲酸或乙酸 或乙二酸或丙酸或苯甲酸或?qū)妆郊姿峄虮交撬峄驅(qū)妆交撬峄虬被撬帷?br> 8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的合成方法，其特征在于所添加的水的溫度與反應(yīng)液溫度基本一致。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的合成方法，其特征在于所添加的水中含有甲醇或乙醇。
全文摘要
一種環(huán)保型電玉粉樹脂合成方法，是指脲醛樹脂和用三聚氰胺改性脲醛樹脂的合成方法，首先在pH8～9的甲醛溶液加入尿素或者加入尿素和三聚氰胺后于60～90℃下反應(yīng)至反應(yīng)液呈乳白色稠狀液時(shí)加入與反應(yīng)液pH值基本一致的水?dāng)嚢杈鶆蚧蛘哂?0～90℃下反應(yīng)0.5～1.5小時(shí)；然后用有機(jī)酸調(diào)pH5～6，于70～90℃下繼續(xù)反應(yīng)至反應(yīng)液呈乳白色稠狀液時(shí)用碳酸鈉溶液調(diào)反應(yīng)液pH7～8，加入與反應(yīng)液的pH基本一致的水，攪拌均勻，將乳白色稠狀樹脂液送后續(xù)工序加工電玉粉。本方法中過量的甲醛被盡可能多地轉(zhuǎn)變成樹脂，既減少了對(duì)大氣的污染，又保護(hù)了工人的健康，同時(shí)使電玉粉制品中的殘留甲醛大幅度降低，與傳統(tǒng)工藝相比是名副其實(shí)的環(huán)保型工藝。
文檔編號(hào)C08G12/38GK101200529SQ20071019042
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月22日
發(fā)明者楊素銀 申請(qǐng)人:楊素銀