一种一锅法制备三聚氰胺甲醛树脂方法与流程

本发明涉及一种制备树脂方法，特别是涉及一种一锅法制备三聚氰胺甲醛树脂方法。

背景技术：

三聚氰胺甲醛树脂是三聚氰胺与甲醛和甲醇经过羟甲基化反应和甲醚化反应的产物，羟甲基化反应需要在碱性条件下进行，通常采用加入氢氧化钠溶液来控制反应体系的ph值；而甲醚化反应需要在酸性条件下进行，通常采用硫酸来来控制反应体系的ph值；最后采用氢氧化钠溶液重新调整溶液体系的ph值。生产中羟甲基化反应，通常采用10%氢氧化钠溶液来控制反应体系的ph值，反应结束后，为了控制体系含水率不超过20%，需要蒸出部分多余的水，并且倒灌进入甲醚化反应，即所谓的两步法反应。甲醚化反应过程，一方面要采用硫酸控制体系的ph值，反应完成后，又重新采用氢氧化钠溶液10%来控制反应体系的ph值，这样，在反应过程中，除了甲醛溶液带入体系的水，就是氢氧化钠溶液带入的水，以及稀硫酸带入的水，整个体系中，羟甲基化反应产品体系含水率要求不高于20%，那么对体系中水的控制就非常重要，甲醚化反应中同样面临水的问题，最后要蒸出过量的甲醇和水，水的控制同样重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种一锅法制备三聚氰胺甲醛树脂方法，本发明采用高浓度的氢氧化钠溶液，可以实现控制体系的ph值的同时，也可以控制体系的含水量，从而省去了羟甲基化反应结束后蒸出多余水的过程，也就实现了一锅法流程，节省了反应时间和能源。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种一锅法制备三聚氰胺甲醛树脂方法，该方法以三聚氰胺和甲醛（37%）或者多聚甲醛为原料；采用颗粒氢氧化钠或者氢氧化钠溶液（30%～50%）作为ph值调节剂，在60℃～65℃条件下，羟甲基化反应；采用浓硫酸（97%）作为ph值调节剂，在40℃～45℃条件下，甲醚化反应；采用氢氧化钠溶液（30%～50%）作为中和剂，继续采用氢氧化钠溶液（10%～30%）做为ph值调节剂；减压蒸馏蒸出过量的甲醇和水；将甲醇和水继续通过精馏塔分离得到甲醇和水，甲醇循环利用。

所述的一种一锅法制备三聚氰胺甲醛树脂方法，该方法的的制备过程包括：

（1）向装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中加入37％的甲醛溶液100ml，用氢氧化钠（颗粒）调节ph=8~9；加入三聚氰胺41.1g，搅拌下升温至60℃，控温至60~65℃，待三聚氰胺全部溶解后，保温反应至有沉淀产生，继续反应60min；

（2）加入甲醇66ml，降温至40~45℃，硫酸调节ph=2~3，反应至物料全部溶解，保温30min；用氢氧化钠（颗粒）ph=8~9，升温至60℃，减压蒸馏出过量甲醇，加入去离子水稀释产物至60％，过滤得产品。

所述的一种一锅法制备三聚氰胺甲醛树脂方法，该方法的的制备过程包括：

（1）向装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中加入37％的甲醛溶液110ml，用20％氢氧化钠溶液调节ph=8~9；加入三聚氰胺41.1g，搅拌下升温至60℃，控温至60~65℃，待三聚氰胺全部溶解后，保温反应至有沉淀产生，继续反应60min；

（2）加入甲醇80ml，降温至40~45℃，硫酸调节ph=2~3，反应至物料全部溶解，保温30min；用20％氢氧化钠溶液调节ph=8~9，升温至60℃，减压蒸馏出过量甲醇和水，取出产物于烧杯中静置，上层水倒出得产品。

所述的一种一锅法制备三聚氰胺甲醛树脂方法，该方法的的制备过程包括：

（1）向装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中加入多聚甲醛溶液37ml，用20％氢氧化钠溶液调节ph=8~9；加入三聚氰胺41.1g，搅拌下升温至60℃，控温至60~65℃，待三聚氰胺全部溶解后，保温反应至有沉淀产生，继续反应60min；

（2）加入甲醇80ml，降温至40~45℃，硫酸调节ph=2~3，反应至物料全部溶解，保温30min；用20％氢氧化钠溶液调节ph=8~9，升温至60℃，减压蒸馏出过量甲醇和水，取出产物于烧杯中静置，上层水倒出得产品。

本发明的优点与效果是：

1.本发明涉及一种以三聚氰胺和甲醛（37%）或者多聚甲醛为原料，采用颗粒氢氧化钠或者氢氧化钠溶液（30%～50%）作为ph值调节剂，在60℃～65℃条件下，羟甲基化反应，采用浓硫酸（97%）作为ph值调节剂，在40℃～45℃条件下，甲醚化反应，采用氢氧化钠溶液（30%～50%）作为中和剂，继续采用氢氧化钠溶液（10%～30%）做为ph值调节剂减压蒸馏蒸出过量的甲醇和水，静置得到产品，将甲醇和水继续通过精馏塔分离得到甲醇和水，甲醇循环利用。三聚氰胺甲醛树脂是三聚氰胺与甲醛和甲醇经过羟甲基化反应和甲醚化反应的产物，具有低粘度、高的交联活性、优良的混溶性，其分子中的甲氧基能和分子结构中含有羟基、羧基、氨基和酰胺基的高分子发生交联反应，交联产物柔韧性好、耐水性高、光泽丰满。目前，三聚氰胺甲醛树脂被广泛用于多种涂料的固化剂和木材加工中的胶黏剂，随着汽车产业发展，越来越多的车用粘结剂市场广阔。该技术工艺过程实现了一锅法制备三聚氰胺甲醛树脂及胶；同时实现了甲醇的循环利用；还可以得到树脂和树脂胶两个产品，工艺技术节省了能源与反应时间，整个工艺零排放，属于绿色化工技术，技术应用有广阔前景。

2.本发明采用高浓度的氢氧化钠溶液，可以实现控制体系的ph值的同时，也可以控制体系的含水量，从而省去了羟甲基化反应结束后蒸出多余水的过程，也就实现了一锅法流程，节省了反应时间和能源；采用多聚甲醛代替甲醛溶液，目的也是减少水的用量，同样可以实现溶液体系20%含水量的要求，也可以实现一锅法流程，节省了反应时间和能源；工艺条件控制可以得到三聚甲醛树脂和三聚甲醛树脂胶两种产品；对整出多余的甲醇和水，进行精馏分离得到甲醇，可以循环利用，节省了成本。

3.本发明工艺过程实现了一锅法制备三聚氰胺甲醛树脂及胶；同时实现了甲醇的循环利用；还可以得到树脂和树脂胶两个产品，工艺技术节省了能源与反应时间，整个工艺零排放，属于绿色化工技术，技术应用有广阔前景。

附图说明

图1为本发明工艺流程方框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

本发明的基本原理

化学反应原理

本发明的基本方案

第一步，以三聚氰胺和甲醛（37%）或者多聚甲醛为原料；第二步，采用颗粒氢氧化钠或者氢氧化钠溶液（30%～50%）作为ph值调节剂，在60℃～65℃条件下，羟甲基化反应；第三步，采用浓硫酸（97%）作为ph值调节剂，在40℃～45℃条件下，甲醚化反应；第四步，采用氢氧化钠溶液（30%～50%）作为中和剂，继续采用氢氧化钠溶液（10%～30%）做为ph值调节剂；第五步，减压蒸馏蒸出过量的甲醇和水；第六步，将甲醇和水继续通过精馏塔分离得到甲醇和水，甲醇循环利用。

本发明的技术方法

本发明采用质量守恒的方法，以含水量少的多聚甲醛为原料，或者高浓度氢氧化钠溶液为ph值控制剂，解决了羟甲基化反应过程含水率低于20%的要求，从而实现了一锅法生产；采用浓硫酸作为甲醚化反应ph值调节剂，以及采用高浓度氢氧化钠溶液为体系ph值控制剂，减少了带入体系的水分，有利于最后过程整出多余甲醇和水，节约了能源；采用精馏方法分离甲醇和水，甲醇循环利用，节约了成本。

实施例

方案一

（1）向装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中加入37％的甲醛溶液100ml，用氢氧化钠（颗粒）调节ph=8~9。加入三聚氰胺41.1g，搅拌下升温至60℃，控温至60~65℃，待三聚氰胺全部溶解后，保温反应至有沉淀产生，继续反应60min。

（2）加入甲醇66ml，降温至40~45℃，硫酸调节ph=2~3，反应至物料全部溶解，保温30min。用氢氧化钠（颗粒）ph=8~9，升温至60℃，减压蒸馏出过量甲醇，加入去离子水稀释产物至60％，过滤得产品。

方案二

（1）向装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中加入37％的甲醛溶液110ml，用20％氢氧化钠溶液调节ph=8~9。加入三聚氰胺41.1g，搅拌下升温至60℃，控温至60~65℃，待三聚氰胺全部溶解后，保温反应至有沉淀产生，继续反应60min。

（2）加入甲醇80ml，降温至40~45℃，硫酸调节ph=2~3，反应至物料全部溶解，保温30min。用20％氢氧化钠溶液调节ph=8~9，升温至60℃，减压蒸馏出过量甲醇和水，取出产物于烧杯中静置，上层水倒出得产品。

方案三

（1）向装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中加入多聚甲醛溶液37ml，用20％氢氧化钠溶液调节ph=8~9。加入三聚氰胺41.1g，搅拌下升温至60℃，控温至60~65℃，待三聚氰胺全部溶解后，保温反应至有沉淀产生，继续反应60min。

（2）加入甲醇80ml，降温至40~45℃，硫酸调节ph=2~3，反应至物料全部溶解，保温30min。用20％氢氧化钠溶液调节ph=8~9，升温至60℃，减压蒸馏出过量甲醇和水，取出产物于烧杯中静置，上层水倒出得产品。