專利名稱：改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樹(shù)脂，特別是涉及一種改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂。
本發(fā)明還涉及上述改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂的制備方法及作為固沙抑塵劑的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂主要用于混凝土超塑化劑，在歐洲專利局于1987年4月22日公開(kāi)的EP 0219132，名稱為《混凝土超塑化劑用高穩(wěn)定性磺化三聚氰胺脲醛的合成方法》的專利申請(qǐng)中提到的方法采用以下四步法；羥甲基化、磺化、酸性縮合和堿性重排反應(yīng)四個(gè)階段。這種方法合成的樹(shù)脂雖在混凝土中發(fā)揮了重要的作用，但這種合成方法存在有以下缺點(diǎn)貯存時(shí)間短，水溶性差，且這種方法合成的樹(shù)脂游離甲醛含量高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種穩(wěn)定性好、水溶性好且游離甲醛含量較低的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂。
本發(fā)明的另一目的是提供生產(chǎn)上述發(fā)明目的的穩(wěn)定性好、水溶性好且游離甲醛含量較低的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂的制備方法。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供上述穩(wěn)定性好、水溶性好且游離甲醛含量較低的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂作為固沙抑塵劑的應(yīng)用。
本發(fā)明的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂，為甲醛與尿素和三聚氰胺的摩爾數(shù)之和比為(2.5～5)∶1；尿素與三聚氰胺的摩爾比為(0.5～4)∶1；聚乙烯醇的加入量為總投料量質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.5～5％，這些反應(yīng)物依次經(jīng)過(guò)羥甲基化反應(yīng)、磺化反應(yīng)、縮聚反應(yīng)以及重排反應(yīng)共四步反應(yīng)，并在羥甲基化反應(yīng)過(guò)程中分別加入第一批尿素U1和第二批尿素U2后再加入聚乙烯醇，以及在重排反應(yīng)過(guò)程中再次加入第三批尿素U3，反應(yīng)后的所得物。
本發(fā)明還有以下附加的技術(shù)特征所述尿素依次按照U1(50～80％)、U2(10～40％)、U3(5～20％)的量加入，且尿素總量U＝U1+U2+U3；本發(fā)明的制備改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂的方法，反應(yīng)物總配比為甲醛與尿素和三聚氰胺的摩爾數(shù)和之比為(2.5～5)∶1；尿素與三聚氰胺的摩爾比為(0.5～4)∶1；尿素依次按照U1(50～80％)、U2(10～40％)、U3(5～20％)的量加入，且尿素總量U＝U1+U2+U3；聚乙烯醇的加入量為總投料量質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.5～5％，這些反應(yīng)物經(jīng)過(guò)羥甲基化反應(yīng)、磺化反應(yīng)、縮聚反應(yīng)以及重排反應(yīng)共四步反應(yīng)，并在羥甲基化反應(yīng)過(guò)程中分別加入第一批尿素U1和第二批尿素U2后再加入聚乙烯醇，以及在重排反應(yīng)過(guò)程中再次加入第三批尿素U3。
所述羥甲基化反應(yīng)步驟為(1)甲醛、第一批尿素U1、三聚氰胺在50～90℃下用堿金屬或有機(jī)堿調(diào)整pH值，使pH＝8～12下進(jìn)行第一步羥甲基化反應(yīng)10～40分鐘；(2)加入第二批尿素U2，反應(yīng)溫度控制在50～90℃，保溫10～30min進(jìn)行第二步羥甲基化反應(yīng)；(3)加入聚乙烯醇，控制溫度在60～90℃之間，保溫10～30min。
所述磺化發(fā)應(yīng)為調(diào)整體系pH值至pH＝9～11，在50～90℃，磺化劑為亞硫酸鹽或焦亞硫酸鹽，所述磺化劑中SO32-與三聚氰胺和尿素摩爾數(shù)之和比為(0.8～1.2)∶1，反應(yīng)30～90分鐘。
所述縮聚反應(yīng)為用酸將磺化反應(yīng)產(chǎn)物的pH值降至2.0～5.0，在40～90℃下反應(yīng)10～80分鐘。
所述重排反應(yīng)為用堿重新調(diào)整pH值，使pH＝7～9，在溫度50～90℃下反應(yīng)30～90分鐘，并在反應(yīng)終止前10～30鐘向反應(yīng)液中加入第三批尿素U3。
本發(fā)明的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)穩(wěn)定性好，常溫下能存放6個(gè)月以上，能與水以任意比例互溶，游離甲醛含量較低，甲醛含量通常情況在30％水溶液下小于0.1％，。
本發(fā)明的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂的制備方法簡(jiǎn)單易行、生產(chǎn)效率高。
將改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂作為固沙抑塵劑的應(yīng)用，可以在物料表面結(jié)一層具有一定強(qiáng)度的薄殼，這層薄殼對(duì)沙土有較高的黏結(jié)強(qiáng)度，抗水蝕，抗風(fēng)蝕能力強(qiáng)，完全符合室外固沙抑塵使用的要求。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述本發(fā)明的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂，是甲醛與尿素和三聚氰胺的摩爾數(shù)之和比為(2.5～5)∶1，即甲醛(尿素+三聚氰胺)＝(2.5-5)∶1；尿素與三聚氰胺的摩爾比為(0.5～4)∶1；聚乙烯醇的加入量為總投料量質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.5～5％，這些反應(yīng)物依次經(jīng)過(guò)羥甲基化反應(yīng)、磺化反應(yīng)、縮聚反應(yīng)以及重排反應(yīng)共四步反應(yīng)，并在羥甲基化反應(yīng)過(guò)程中分別加入第一批尿素U1和第二批尿素U2后再加入聚乙烯醇，以及在重排反應(yīng)過(guò)程中再次加入第三批尿素U3，反應(yīng)后的所得物。本實(shí)施例可以選擇的甲醛與尿素和三聚氰胺的摩爾數(shù)之和比為2.5∶1、2.9∶1、3∶1、3.1∶1、3.4∶1、3.6∶1、4∶1、4.5∶1；而尿素與三聚氰胺可以選擇的摩爾比為0.5∶1、0.75∶1、1∶1、1.5∶1、1.8∶1、2∶1、2.3∶1、2.5∶1、2.9∶1、3∶1、3.2∶1、3.5∶1、3.7∶1、4∶1；同時(shí)聚乙烯醇可選擇的加入量為總投料量質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的0.5％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.5％、2.9％、3.1％、3.8％、4％、4.3％、4.7％和5％。優(yōu)選的方案是尿素依次按照U1(50～80％)、U2(10～40％)、U3(5～20％)的量加入，且尿素總量U＝U1+U2+U3。分次投加尿素的可以有效降低樹(shù)脂中游離甲醛含量，提高樹(shù)脂的使用性能。甲醛與尿素在堿性條件下進(jìn)行加成反應(yīng)，生成羥甲基脲 or 甲醛與三聚氰胺在堿性條件下進(jìn)行加成反應(yīng)，生成三聚氰胺羥甲基化合物 相同摩爾比的樹(shù)脂采用尿素分三次投加的工藝，綜合性能提高，游離甲醛減少。第一次投入適量的第一批尿素，甲醛與尿素摩爾比大于2.0，有利于二羥甲基脲的生成，使得縮合反應(yīng)充分進(jìn)行，同時(shí)二羥甲基脲的生成將有利于產(chǎn)品黏度的增大。甲醛/三聚氰胺＞3.0時(shí)，能很好地發(fā)生縮合反應(yīng)，保證生成的三聚氰胺羥甲基物上有足夠的活性基團(tuán)，因此總摩爾比甲醛/(尿素+三聚氰胺)＞2.0尿素+3.0三聚氰胺。尿素與甲醛的聚合屬逐步聚合，在形成大量二羥甲基脲的基礎(chǔ)上，第二批尿素的加入促使反應(yīng)向有利于樹(shù)脂形成的方向進(jìn)行；同時(shí)對(duì)中間不穩(wěn)定產(chǎn)物的生成起一定抑制作用。第三批投加的尿素主要起捕捉未反應(yīng)完全的游離甲醛的作用。
聚乙烯醇，簡(jiǎn)稱PVA，是一種水溶性高聚物，是由聚醋酸乙烯酯經(jīng)堿催化醇解而得的。聚乙烯醇在酸性條件下可以與甲醛反應(yīng)得到聚乙烯醇縮甲醛，反應(yīng)體系中的聚乙烯醇一方面成為甲醛的捕捉劑，可降低脲醛樹(shù)脂膠中的游離甲醛含量，另一方面，聚乙烯醇和聚乙烯醇縮甲醛本身均具有膠粘性能，使樹(shù)脂膠具有良好的初粘性。另外，樹(shù)脂固化后往往存在一定的脆性，由于聚乙烯醇是線形分子，經(jīng)縮醛化引入了柔性鍵，起到了增加樹(shù)脂韌性的作用。
本發(fā)明的制備上述改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂的方法為反應(yīng)物總配比為甲醛與尿素和三聚氰胺的摩爾數(shù)之和比為(2.5～5)∶1；尿素與三聚氰胺的摩爾比為(0.5～4)∶1；尿素依次按照U1(50～80％)、U2(10～40％)、U3(5～20％)的量加入，且尿素總量U＝U1+U2+U3；聚乙烯醇的加入量為總投料量質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.5～5％，這些反應(yīng)物經(jīng)過(guò)羥甲基化反應(yīng)、磺化反應(yīng)、縮聚反應(yīng)以及重排反應(yīng)共四步反應(yīng)，并在羥甲基化反應(yīng)過(guò)程中分別加入第一批尿素U1和第二批尿素U2后再加入聚乙烯醇，以及在重排反應(yīng)過(guò)程中再次加入第三批尿素U3進(jìn)行重排反應(yīng)。本實(shí)施例可以選擇的甲醛與尿素和三聚氰胺的摩爾數(shù)之和比為2.5∶1、2.9∶1、3∶1、3.1∶1、3.4∶1、3.6∶1、4∶1、4.5∶1；而尿素與三聚氰胺可以選擇的摩爾比為0.5∶1、0.75∶1、1∶1、1.5∶1、1.8∶1、2∶1、2.3∶1、2.5∶1、2.9∶1、3∶1、3.2∶1、3.5∶1、3.7∶1、4∶1；同時(shí)聚乙烯醇可選擇的加入量為總投料量質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的0.5％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.5％、2.9％、3.1％、3.8％、4％、4.3％、4.7％和5％。
進(jìn)一步優(yōu)選的方案為第一步，尿素分兩次加入，第一次加入甲醛后；將三聚氰胺和部分尿素U1的混合物加入到50～90℃的甲醛水溶液中，溫度可以選擇的有50℃、55℃、60℃、61℃、68℃、70℃、72℃、76℃、81℃、86℃、90℃。水溶液中甲醛與胺基(-NH2)的摩爾比為(1～1.5)∶1，尿素與三聚氰胺的摩爾比為(0.5～4)∶1，反應(yīng)溶液的pH控制在8～12，pH的調(diào)節(jié)最好是加入堿性金屬的氫氧化合物，如氫氧化鈉、碳酸氫鈉等。這步反應(yīng)的總時(shí)間為10～40分鐘，反應(yīng)時(shí)間可以選擇的有10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘、35分鐘、40分鐘。加入第二次尿素U2，重新調(diào)節(jié)pH在8～12，反應(yīng)10～30分鐘，反應(yīng)時(shí)間可選擇10分鐘、15分鐘、25分鐘、30分鐘，或10～30之間的任何分鐘。再加入聚乙烯醇，反應(yīng)10～30分鐘，直至反應(yīng)溶液變的澄清。
第二步，在反應(yīng)溶液中加入磺化基團(tuán)，對(duì)溶液進(jìn)行pH調(diào)節(jié)至9～11。所熟知的磺化劑如亞硫酸鹽、焦亞硫酸鹽等，通常亞硫酸氫鈉是較好的磺化劑。加入磺化劑，加熱反應(yīng)溶液到50～90℃，可以是50℃、75℃、90℃或是50℃～90℃之間的任何溫度均可，反應(yīng)時(shí)間控制在30～90分鐘。所加入的磺化劑的中亞硫酸根離子與三聚氰胺和尿素的摩爾數(shù)之和比(0.8～1.2)∶1。
第三步，控制反應(yīng)溶液的溫度在40～90℃，pH值用無(wú)機(jī)酸，如硫酸，調(diào)到2.0～5.0進(jìn)行縮聚反應(yīng)，縮聚反應(yīng)在這種條件下持續(xù)10～80分鐘即可。
第四步，縮聚產(chǎn)物的重排反應(yīng)，用堿性金屬的氫氧化合物，如氫氧化鈉等調(diào)節(jié)溶液的pH值為7.0～9.0，并加熱溶液的溫度到50～90℃，反應(yīng)30～90分鐘，并在反應(yīng)終止前10～30鐘向反應(yīng)液中加入第三批尿素U3，調(diào)pH值到7～8，即可冷卻出料。這樣得到得產(chǎn)物為的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂。
本發(fā)明的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂可以通過(guò)以下配比和方法得到第一步，在帶有冷凝器、電磁攪拌器、溫度計(jì)的500ml的三口燒瓶中加入150ml 37％的甲醛溶液，用10ml/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)體系的pH＝9，在用加熱套加熱至60℃，然后同時(shí)投入21克尿素和30克三聚氰胺進(jìn)行羥甲基化反應(yīng)。溶液完全變清后，繼續(xù)反應(yīng)20分鐘升溫至70℃。加入第二次尿素6克，繼續(xù)反應(yīng)15分鐘后加入3克聚乙烯醇，待溶液完全變清后繼續(xù)反應(yīng)10分鐘。第二步，在反應(yīng)溶液中加入25克亞硫酸氫鈉，調(diào)節(jié)pH值至11。反應(yīng)溫度控制在80℃，反應(yīng)時(shí)間控制在60分鐘。第三步，加入硫酸，調(diào)節(jié)pH值至4.0，縮聚反應(yīng)時(shí)間持續(xù)40分鐘，溫度控制在80℃。第四步，加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值至8.0，保持溫度到80℃，反應(yīng)30分鐘后，第三次加入尿素3克。加氫氧化鈉調(diào)pH值7～8，再反應(yīng)30分鐘，即可冷卻得到改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂。
本發(fā)明的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂還可以通過(guò)以下配比和方法得到第一步，在帶有回流冷凝器的250升電加熱不銹鋼反應(yīng)釜中，加入37％的工業(yè)甲醛溶液120Kg，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)體系的pH＝9.5，電加熱至80℃，然后同時(shí)投入12Kg尿素和30Kg三聚氰胺進(jìn)行羥甲基化反應(yīng)。溶液完全變清后，加入1.5Kg尿素，再調(diào)pH＝9.5，繼續(xù)反應(yīng)10分鐘后加入3Kg聚乙烯醇，待溶液完全變清后反應(yīng)15分鐘。第二步，在反應(yīng)溶液中加入55Kg的亞硫酸氫鈉，調(diào)節(jié)pH值至12。反應(yīng)溫度控制在80℃，反應(yīng)時(shí)間控制在80分鐘。第三步，溫度降至60℃。加入硫酸，調(diào)節(jié)pH值至5.0，縮聚反應(yīng)時(shí)間持續(xù)80分鐘。第四步，加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值至8.0，保持溫度到80℃，反應(yīng)30分鐘后，第三次加入尿素1.5Kg。加氫氧化鈉調(diào)pH值至7.5，再反應(yīng)30分鐘，即可冷卻得到改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂。
本發(fā)明上述的高穩(wěn)定性、低甲醛含量改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂可以做為固沙抑塵劑。改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂作為固沙抑塵劑使用時(shí)的基本降塵原理是高分子材料的表面黏結(jié)作用及功能性高分子樹(shù)脂高吸水保水作用的聯(lián)合發(fā)揮，在天氣潮濕的環(huán)境下保持表面濕潤(rùn)，含有一定的水分起到抑塵效果。在天氣干燥的環(huán)境下使被處理物料表面能有效地粘結(jié)成薄膜、薄殼，確保路面、地表、料堆料場(chǎng)的細(xì)微顆粒不易揚(yáng)塵，并能在干燥和濕潤(rùn)的環(huán)境不斷轉(zhuǎn)換的條件下，反復(fù)起到結(jié)殼和保水作用，從而達(dá)到固沙抑塵及改善空氣環(huán)境質(zhì)量的目的。
對(duì)粘結(jié)型固沙抑塵劑而言，固沙抑塵劑的表面結(jié)殼狀態(tài)以及結(jié)殼的抗壓強(qiáng)度、抗風(fēng)蝕性能、防水沖蝕性能等指標(biāo)直接影響到固沙抑塵劑的抑塵效果和實(shí)際使用范圍。如果改性固沙抑塵劑粘合強(qiáng)度較原固沙抑塵劑在同等濃度時(shí)大，可以大大的降低固沙抑塵劑的使用量，具有更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。而固沙抑塵劑在實(shí)際使用時(shí)濃度大多在10％(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)左右，為了使固沙抑塵劑能更好地滿足實(shí)際需要，對(duì)固沙抑塵劑的表面固沙抑塵效果、抗壓強(qiáng)度、抗風(fēng)蝕性能進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果如下按1L/m2噴灑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的固沙抑塵劑溶液后的沙土樣品干燥后表面形成一層致密的殼，有效的防止了揚(yáng)塵，殼厚僅0.5cm左右，可見(jiàn)對(duì)沙土內(nèi)部物質(zhì)的影響不大，室外實(shí)際使用時(shí)不影響物料內(nèi)部產(chǎn)品性能。
為了使得實(shí)驗(yàn)有代表性，特采用了我國(guó)使用量大、產(chǎn)塵比較嚴(yán)重的秦皇島港務(wù)局碼頭粉狀黑礦粉堆，其主要成分為Fe3O4進(jìn)行室外實(shí)驗(yàn)，按1L/m2噴灑濃度為10％固沙抑塵劑干燥結(jié)殼后能與鐵礦石發(fā)生粘結(jié)作用形成一層致密的薄殼而起到抑制揚(yáng)塵的效果。
抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)用粒度大于40目的沙土，在質(zhì)量為80克的沙土中加10毫升的固沙抑塵劑水溶液，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，注入模具中，大約用2公斤的重物壓實(shí)，制成直徑為50毫米，高25毫米的圓柱形沙模，沙模在高于70℃的烘箱中干燥24小時(shí)后取出。
表1 不同濃度樣品所承受的最大壓強(qiáng)

表2 幾種固沙劑的強(qiáng)度數(shù)據(jù)

注SBL一種水玻璃類固沙劑；JCS一種有機(jī)高分子聚合物類固沙劑；JR一種橡膠乳類固沙劑。
作為參照，本發(fā)明的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂作為固沙抑塵劑使用，在濃度10％噴灑量為1L/m2(約合0.1g/cm2)時(shí)，結(jié)殼強(qiáng)度完全能滿足實(shí)際使用需要，而且成本低、生產(chǎn)效率高、抑塵效果良好的化學(xué)固沙抑塵劑產(chǎn)品。
固沙抑塵劑在用于室外抑塵、沙土固化時(shí)需要經(jīng)歷自然條件的考驗(yàn)。要求受水沖蝕重新干燥后仍能很好的保持固結(jié)層，具有較好的抗水蝕性能。采用沙堆模型的方法進(jìn)行了抗水蝕實(shí)驗(yàn)，按1L/m2的噴灑量均勻噴灑濃度為10％的的樣品，自然風(fēng)干至表面形成一完整固結(jié)層，然后在固結(jié)層上按1L/m2的噴灑量均勻的噴灑水，風(fēng)干后觀察其固結(jié)層是否有破損，重復(fù)噴灑多次直至固結(jié)層出現(xiàn)破損，結(jié)果表明本發(fā)明的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂作為固沙抑塵劑噴撒后的固結(jié)層耐侵蝕在10次以上。
以1L/m2的噴灑量均勻噴灑濃度為10％的樣品，在室溫下自然干燥結(jié)殼后，用電吹風(fēng)模擬風(fēng)速20km/h(四級(jí)風(fēng))連續(xù)吹風(fēng)(風(fēng)溫為室溫)60分鐘后稱量沙堆模型的質(zhì)量，計(jì)算其質(zhì)量損失大小，結(jié)果表明其質(zhì)量損失率＜0.1％。說(shuō)明其抗風(fēng)蝕性能良好。
本發(fā)明上述的高穩(wěn)定性、低甲醛含量改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂還可以根據(jù)用途不同可配制不同種類的其他固沙抑塵產(chǎn)品，例如①固沙植被用在其中加入水溶性的鹽如四硼酸鈉、磷酸二氫鉀、硝酸鉀和氯化鈉，這些添加劑能為植物在土壤中提供所必須的N、P、K等多種元素。②筑路、固堤護(hù)坡用與其它的無(wú)機(jī)材料如蒙脫石鈉，硫酸鋇和水泥等混用。還可以在其中加入其他的交聯(lián)劑如羧甲基纖維素(CMC)等以提高交粘性能。這種以水溶液為主的混合物可以噴灑于沙土的表面，形成保護(hù)殼，防止揚(yáng)塵，防止水土流失或與沙土攪拌提高沙土的承載能力，也能提高沙土的防風(fēng)、防水、防凍等各種性能。
本發(fā)明的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂制成的固沙抑塵劑，在30％濃度時(shí)所含的甲醛小于0.1％，而在實(shí)際使用時(shí)濃度均在10％以下，所以本產(chǎn)品在使用時(shí)的游離甲醛含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于環(huán)保的要求，是一種環(huán)保型固沙抑塵劑。
權(quán)利要求
1.一種改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂，其特征在于，其為甲醛與尿素和三聚氰胺的摩爾數(shù)和之比為(2.5～5)∶1；尿素與三聚氰胺的摩爾比為(0.5～4)∶1；聚乙烯醇的加入量為總投料量質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的0.5～5％，這些反應(yīng)物依次經(jīng)過(guò)羥甲基化反應(yīng)、磺化反應(yīng)、縮聚反應(yīng)以及重排反應(yīng)共四步反應(yīng)，并在羥甲基化反應(yīng)過(guò)程中分別加入第一批尿素U1和第二批尿素U2后再加入聚乙烯醇，以及在重排反應(yīng)過(guò)程中再次加入第三批尿素U3，反應(yīng)后的所得物。
2.一種改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂，其特征在于，所述尿素依次按照U1(50～80％)、U2(10～40％)、U3(5～20％)的量加入，且尿素總量U＝U1+U2+U3。
3.一種制備權(quán)利要求1或2所述改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂的方法，其特征在于反應(yīng)物總配比為甲醛與尿素和三聚氰胺的摩爾數(shù)和之比為(2.5～5)∶1；尿素與三聚氰胺的摩爾比為(0.5～4)∶1；尿素依次按照U1(50～80％)、U2(10～40％)、U3(5～20％)的量加入，且尿素總量U＝U1+U2+U3；聚乙烯醇的加入量為總投料量質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.5～5％，這些反應(yīng)物經(jīng)過(guò)羥甲基化反應(yīng)、磺化反應(yīng)、縮聚反應(yīng)以及重排反應(yīng)共四步反應(yīng)，并在羥甲基化反應(yīng)過(guò)程中分別加入第一批尿素U1和第二批尿素U2后再加入聚乙烯醇，以及在重排反應(yīng)過(guò)程中再次加入第三批尿素U3進(jìn)行重排反應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂的制備方法，其特征在于所述羥甲基化反應(yīng)步驟為(1)甲醛、第一批尿素U1、三聚氰胺在50～90℃下用堿金屬和有機(jī)堿調(diào)整pH值，使pH＝8～12下進(jìn)行第一步羥甲基化反應(yīng)10～40分鐘；(2)加入第二批尿素U2，反應(yīng)溫度控制在50～90℃，保溫10～30分鐘進(jìn)行第二步羥甲基化反應(yīng)；(3)加入聚乙烯醇，控制溫度在60～90℃之間，保溫10～30分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂的制備方法，其特征在于所述磺化發(fā)應(yīng)為調(diào)整體系pH值，至pH＝9～11，在50～90℃，磺化劑為亞硫酸鹽或焦亞硫酸鹽，所述磺化劑中SO32-與三聚氰胺和尿素摩爾數(shù)和之比為(0.8～1.2)∶1，反應(yīng)30～90分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂的制備方法，其特征在于所述縮聚反應(yīng)為用酸將磺化反應(yīng)產(chǎn)物的pH值降至2.0～5.0，在40～90℃下反應(yīng)10～80分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂的制備方法，其特征在于所述重排反應(yīng)為用堿重新調(diào)整pH值，使pH＝7～9，在溫度50～90℃下反應(yīng)30～90分鐘，并在反應(yīng)終止前10～30鐘向反應(yīng)液中加入第三批尿素U3。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂的制備方法，其特征在于所述羥甲基化反應(yīng)步驟為(1)甲醛、第一批尿素U1、三聚氰胺在50～90℃下用堿金屬或有機(jī)堿調(diào)整pH值，使pH＝8～12下進(jìn)行第一步羥甲基化反應(yīng)10～40分鐘；(2)加入第二批尿素U2，反應(yīng)溫度控制在50～90℃，保溫10～30分鐘進(jìn)行第二步羥甲基化反應(yīng)；(3)加入聚乙烯醇，控制溫度在60～90℃之間，保溫10～30分鐘；所述磺化發(fā)應(yīng)為調(diào)整體系pH值至pH＝9～11，在50～90℃，磺化劑為亞硫酸鹽或焦亞硫酸鹽，所述磺化劑中SO32-與三聚氰胺和尿素摩爾數(shù)之和比為(0.8～1.2)∶1，反應(yīng)30～90分鐘；所述縮聚反應(yīng)為用酸將磺化反應(yīng)產(chǎn)物的pH值降至2.0～5.0，在40～90℃下反應(yīng)10～80分鐘；所述重排反應(yīng)為用堿重新調(diào)整pH值，使pH＝7～9，在溫度50～90℃下反應(yīng)30～90分鐘，并在反應(yīng)終止前10～30鐘向反應(yīng)液中加入第三批尿素U3。
9.一種權(quán)利要求1或2所述的改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂作為固沙抑塵劑的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂的制備方法及其應(yīng)用。改性磺化三聚氰胺脲醛樹(shù)脂為甲醛與尿素和三聚氰胺的摩爾數(shù)和之比為(2.5～5)∶1；尿素與三聚氰胺的摩爾比為(0.5～4)∶1；聚乙烯醇的加入量為總投料量質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的0.5～5％，這些反應(yīng)物依次經(jīng)過(guò)羥甲基化反應(yīng)、磺化反應(yīng)、縮聚反應(yīng)以及重排反應(yīng)共四步反應(yīng)，并在羥甲基化反應(yīng)過(guò)程中分別加入第一批尿素U
文檔編號(hào)C09K3/22GK1935869SQ20061014069
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月8日
發(fā)明者施華強(qiáng), 鄧雄飛 申請(qǐng)人:施華強(qiáng)