低游离醛氨基模塑料开发研究进展.pdf

化学工程师
Chcm
2010年第11期
文章编号:1002-1124(2010)1
低游离醛氨基模塑籵开发研究迸展
述
伍凯飞,杨小燕,关琦,杨福兴
南京化工职业技术学院化学工程系,江苏南京210048
摘要:氮基模塑料的低游离醛化是其重要发展趋势之一。本文综述了降低游离醛氨基模塑料的制备方
法和汇艺,并对其游离醛的检测方法进行了介绍
关键词:低游离;脲醛树脂;密胺树艏;氨基模塑料
中图分类号:TQ323.3
文献标识码:A
Research development of amino molding plastics with low free formaldehyde
WU Kai-jei, YANG Xiau-yan, (UAN Qi, YANG Fu-in
Department of Chemical Engineering, Nanjing College of Chemical Technology, Nanjinr 210048, Chi
Abstract Tw formaldehyde conlent is an important trend of amin mold plastics development. This review
deals with the preparation und echnology of amino mold plastics with low free formaldehyde. The detection method
for free formaldehyde was interdicted
Key words: low free formaldchytie urea-formaldchyde resin; melamine formaldehyde resin arnino mold plastic
氨基模塑料俗称电玉粉,是由氨基树脂为基质,中所含游离甲醛的含量进…步降低、得到更加环保
再添加一系列填料和添加剂(如脱模剂、固化剂、颜的氨基模塑料。目前,我国氨基模材料都是一般用途
料等),经过一定塑化工艺制成。其中氨基树脂主要的品级,日基本尢系列化,应加强应用研究,特别是
是由尿素或二聚氯胺、甲醛及固化剂反应所得。氨基对低游离甲醛含量氮基模树脂基复合材料的开发
模塑料的种类可按树脂类型、填料种类和加工方法2009年1月8日“2009中国密胺行业峰会”也特别
分类。按树脂类型分为:脉醛模魁料(UF)、脲三聚氰、提出加大低游离醛氨基模塑料的开发力度。低游离
胺甲醛模塑料(UMF)、三聚氯胺甲醛模塑料(MF)3醛氨基模塑料的研发已是氨基模塑料的重要发展趋
大类;按填料种类分为:-纤维素和玻璃纤维2类:势之一。本文就目前低游离醛氨基模塑料的发展状
按加工方法分为:模塑料和注射料2类
况进行综述
氨基模塑料有以下优点;原料价格低廉.
工艺简单,环保,制品色泽鲜,外观光滑,无臭无1氬基模塑料的制备工艺
味,具有自熄及耐电弧性,耐热、阻燃、低烟,制品尺
寸稳定,电绝缘性好和容易着色等。根据其不同的特
日前,氨基模塑料的生产工艺中成熟路线有两
点主要应用于以下领域:制造厨具,制造仿盗餐具种
(占85%以上)以及食品包装等场合;低电器的绝
(1)湿法路线,尿素(三聚氰胺)和甲醛在反应釜
缘结构件:电玉粉还可应用于汽车行业(如制造内饰内先缩聚生成树脂,然后用捏合机把树脂和填料及
件、作为工程塑料等)以及一些日用品、机械配件、装其他辅料进行視合,再在干燥器内子燥,接着进行粉
饰品纺织零件、仪表壳、玩具、仿下饰件等;也可在碎、球、过筛成最后成品模塑粉,进一步通过压制
电玉粉中加入发泡剂,制成发泡材料或作为密封材
或者注射成型固化得釗塑料制品,见图l
料使用在建筑行业。
(2)瑞士BUSS公司创造的BSS法,只有2
着人民生活水平的提高,对环境以及生活质步,素和甲醛在反应釜内反应然后在高速混炼机
量的要求也进一步提高。这就要求氨基模塑料制品内加入其他填料和树脂,高速混炼脱水即直接得粒
状产品。两种工艺中主要以前一种为
收稿日期
作者简介:伍凯飞(1982-),丹,汉族,洶南人,助教,2008年毕业于北
京服装学院,材料学专业,硕士,主要研究方向:环保氨
基模塑桝,高性能材料
2010年第11期
伍凯飞等:低游离醛氯基模塑料严发研究进晟
甲醛,p且端节剂,改性剂
尿素或三聚钌胺
2降低游离甲醛的方法
缩合反应?捏合干燥」粉碎球磨过筛
根据甲醛释放的原理降低氨基模塑料游离甲醛
填料(纤维素等)、添加
含量的方法可以归结为3类:收进聚合反应条件及
剂、颜料、固化剂等
艺、添加改性剂和添加甲醛捕捉剂
2.1改进聚合反应条件及工艺
氨基模煳[压制或注射
籽制品
固化成型模粉
通过采取整甲醛和尿素反应时的摩尔比,pH
值,尿素添加批次及时问等反应条件来尽可能的使
图1氨基模塑料的制备工艺
甲醛反应完全以降低单体游离式甲醛的含量
Fig,1 Preparation technology of aminoplastic moulding
脲醛树脂的传统合成工艺为“弱碱一弱酸一弱
1游离甲醛的来源
碱”T艺5,但该工艺合成的游离甲醛含量高、树脂结
构的稳定性较低,在后期固化成型释放的甲醛量大
氨基模塑料中其游离的甲醛主要来源于氨基模“强酸一弱酸ー弱”工艺,可以解决上述传统工
树脂部分,且与树脂的缩合以及固化过程都有很大艺存在的可题。但由于缩聚反应时的pH值小于3.0,
的关系。掌握树脂的間化机理对降低単醛含量有着反应速度太快,操作难度高。通过一系列改进,李彦
重要的意义。对于尿醛树脂来说,虽固化机理尚未明涛等昭采用“碱一中强酸一弱酸一弱破”合成工
确,但较典型的有两个:(1)经典缩聚理论;(2)胶体艺,将p值湖至75~85,然后加人第一批尿素,水
学说。
浴加热至80℃。反应20min后,用20%NH4I溶液
按照经典理论,游离甲醛的存在方式有两种:週pH值至中强酸性,在70-85℃下反应到所需程度
单体游离式和复合分解式。以单体游离式存在的甲后,再调pH值至4.8~50,加人第二批尿素。过一定
醛主孆来源丁加成反应的可逆性和反应的不彻底时间,再加入第三批尿素反应釗终点,调pH值全
性,其与树脂的大分子链无化学键结合。以复合分解80~85,降温至60℃,加人第四批尿素。搅拌20min
式存在的甲醛主要来源于树脂中羟甲基和甲醚键的后,真空脱水至一定粘度,冷却至45℃出料。起始甲
分解。这种甲醛与树脂大分子键有较弱的化学键结醛与尿素的摩尔比为24,当最终摩尔比为1.05时
合,但很容易就就发生断裂分解,从而释放出甲醛。
游离甲醛含量降至0.08%。
胶体学说则认为脲醛树脂是线性的聚合物,在
Kumar R N等3等在较低的反应温度和pH值
水中形成胶体分散体系,当胶体稳定性遭到破坏时,较低的情况下伢究反应条件对树脂性能以及游离甲
胶体粒子凝结沉降,脈醛树脂发生固化或凝胶。而醛量的影响。具体是将尿素等分成若干份然后分批
甲醛作为稳定剂有助于胶体的稳定,在脲醛树脂凝加人入到反应体系中去。反应先是在强酸条件下进行,
胶、固化时甲醛就被释放出来。如某找到能够替代甲然后再到碱性的条件下进行,再将pH值调为6,最
醛