谈三聚氰胺甲醛模塑料的特点及生产工艺

摘要：三聚氰胺甲醛模塑料是三聚氰胺与甲醛缩聚反应制成的高分子量的热固性树脂，属于氨基塑料的一种。模塑料具有以下特点：耐热性、耐溶剂性、耐沸水、耐燃性、耐电弧，硬度大、色彩鲜艳、无嗅无味，电气及机械性能佳，这是脲醛塑料，特别是酚醛塑料无法与之相比的。基于以上特点用途广泛，已成为当前塑料工业不可取代的材料。

关键词：三聚氰胺甲醛模塑料 生产工艺 特点 发展情况

中图分类号：U465.4+1 文献标识码：A

1引言

三聚氰胺甲醛塑料已应用于：机电仪表行业塑制各种开关、外壳、把手、异性配件；用于矿井电气零部件；代替陶瓷配件塑制交流接触器的灭弧罩及配件；用于电动工具的配件；另外还塑制航空或日用的餐具、器皿、装饰品等。

在我国该树脂广泛用于涂料、胶粘剂、湿强剂、阻燃材料以及纸张、皮革、织物等的处理剂。用于造纸和织物工业的水溶性树脂，甲醛与三聚氰胺比为3至4，而用于涂料树脂的比率一般为5至8[1]。为了开发蜜胺树脂作为高性能材料的新用途，近年来还发现玻璃增强的蜜胺树脂作为耐烧蚀材料用于火箭技术中[2]。

2三聚氰胺甲醛模塑料的特点

氨基模塑料按树脂类型可分为：尿素甲醛模塑料（UF），三聚氰胺甲醛模塑料（MF），三聚氰胺尿素甲醛模塑料（MUF）。

三聚氰胺甲醛模塑料相对于其它脲醛模塑料而言，有如下特点:吸水率低，耐饮料等水溶液污染性好；颜色范围广，耐热性较好，硬度高；在潮湿条件和高温条件下电性能较好，耐电弧和耐刻刮性也较好。

因此，三聚氰胺甲醛模塑料在餐具、电气机械、建筑等方面广泛应用。

由于三聚氰胺甲醛模塑料制品无毒，外观发亮，色泽鲜艳，不沾油污，易洗涤，不易破碎，适用于机械化洗涤，而深受消费者欢迎。因其具有耐电弧性耐漏电痕迹性，是电气综合性能好的材料，所以是制作电气机械、电子零部件最合适的材料之一。也是现用酚醛模塑料的良好替代品[5]。

3 三聚氰胺甲醛模塑粉的生产工艺

3.1三聚氰胺甲醛树脂的制备

3.1.1反应机理

在碱性介质中分阶段进行[3-5]，进行的反应如下。

1）产物一羟甲基三聚氰胺形成

1mol的三聚氰胺与2－3mol的甲醛在介质为弱碱性的（pH＝7-9）条件下，经加热甲醛与三聚氰胺氨基的活泼氢原子进行加成反应，甲醛的双键打开与三聚氰胺氨基的活泼氢原子及氮原子相连，可形成一羟甲基三聚氰胺，二羟甲基三聚氰胺和三羟甲基三聚氰胺。如下图：

2）三聚氰胺甲醛树脂的形成，缩聚阶段：

上述初期产物，羟甲基三聚氰胺衍生物在高温下继续缩聚，在完成树脂酯化过程中，由两个羟甲基相互联接，反出1分子水，形成醚键结合，如图:

由羟甲基与氨基结合，放出一分子水，形成次甲基键结合，如图:

3）形成的二聚体继续进行交联反应，可形成三维网状树脂，硬化的树脂部分结构如下图：

3.1.2生产工艺

目前氨基模塑料的生产工艺路线有2条[6]，一条是湿法路线，另一条BUSS法。这2条工艺都很成熟，但以第1条路线为主。

3.1.2.1湿法生产工艺

1）缩合反应：

加CH2O及水入釜内调整CH2O浓度为25%，然后加入4%的NaOH调pH到6.8-7.0，搅拌情况下，慢慢加入三聚氰胺，加热到75℃保持50min，反应温度升到80-90℃，保持20-70分钟。缩合终点用水数来控制。水数达到2-4后加碳酸钙，搅拌15min，冷却50-60℃过筛（30-40）,筛上的固体物不能超过三聚氰胺的7%。

2）混合：加树脂、填料正向、反向交叉捏合共计60min。

3）干燥：放到盘中在真空烘房干燥厚度＜20mm，真空＞500mmHg柱，时间2-6h。

4）滚压：工作辊90-135 辊距3-4mm

空辊70-100℃时间10-15min/次。

5）粉碎：通过直径0.5-0.75的筛磨成粉再烘干温度100℃左右，挥发物＜1.2%。

3.2模塑粉的研制

3.2.1树脂配方工艺

参照苏修原配方三聚氰胺/甲醛=100/35.71克分子比=1/1.5

具有以下几个特点：

1）树脂稳定，可延长贮存期

2）甲醛量少，树脂的含氮量增加，有益于耐电弧性。

3）21周期人工湿热试验的基本性能变化不大。

4）成型制品时不会膨胀、开裂，即普通讲吃得起热度加工条件宽泛，有利于规模生产。

3.3模塑料配方工艺

树脂与填料的比例

树脂/填料：树脂增加耐电弧性下降，流动性增大。树脂减少时石棉纤维会裸露于表面，一般在0.5-0.6/1较好。

纤维状填料（石棉）/粉状填料（高岭土）：纤维填料增加时耐电弧性降低，纤维外露影响外观即使有寿命。生产配方以1/1.5为易。粉状填料过多时机械强度会降低。

粉状矿物填料中：滑石粉具有耐电弧性可适当添加一部分，但不能太多否则会影响机械强度；碳酸钙强度较好，但耐弧差，以两者匹配使用较好；高岭土不耐温，测耐电弧时烧结点有明显突起现象。

4三聚氰胺甲醛模塑料国内外发展情况

早在1920年德国BASF就已经开始氨基树的研究。1922年英国BIP公司第一个有了工业品（BEETLE），氨基模塑料发展至今已有80年历史。美国、日本、西欧等先进国家已逐渐把这古老的塑料产品转移到发展中国家生产，尤其是中国。中国最早生产氨基模塑料的工厂是上海天山塑料厂，1957年从前苏联引进生产技术，然后逐渐工业化生产。经过40多年的发展，在工艺和设上都得到了改进。

目前，我国三聚氰胺模塑料生产能力已超过150万吨[7]，近年来国家实施天然林禁伐和禁用一次性餐具的政策，使蜜胺仿瓷餐具受到餐饮业的青睐，市场需求大增，今后三聚氰胺甲醛模塑料产业会进入一个较快发展阶段[8]。

参考文献

[1]倪玉德.涂料制造技术[M].北京：化学工业出版社，2003.

[2]兰承剑.耐腐蚀非金属材料在固体火箭发动机上德研究和应用[M].北京：兵器工业出版社，1988

[3]宫克.三聚氰胺甲醛树脂合成与性能研究[J].沈阳化工，1996（4）：25－27

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