[發明專利]一種脲醛樹脂微球的制備方法

有效

• 申請號: 201210389987.1
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN102898664A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 楊少平;李勝;何建偉
• 申請（專利權）人: 杭州精彩化工有限公司
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08J3/12;C08L61/24;C08K5/09;C08K5/42;C08K3/30;C08G12/12
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 王洪新

技術領域

本發明涉及一種功能高分子材料的制備，具體指一種脲醛樹脂微球的制備方法。

技術背景

脲醛樹脂微球屬于高分子微球類產品的一種，由于其分子結構的可設計性及粒徑大小均一的可控性，從而使之具有所需要的特定性能和功能；這類產品在涂料、油墨、塑料加工、光擴散劑、生物醫學等領域的應用中體現出各種優良的性能。

專利U.S.3,953,421中闡述了一種脲醛樹脂粒子的合成方法及其在紙張涂覆中的應用；合成的產品粒子堅實，較難破碎，粒子形態也多為不規則形，在應用中分散性較差，消光性能體現不出優良的效果。

專利U.S.4,433,133中闡述了一種交聯型脲醛樹脂粒子的合成工藝方法，通過該方法制備的粒子尺寸在0.1-1微米之間，粒子形態也為不規則形，合成工藝比較復雜，主要作為填充劑應用在造紙領域。

加拿大專利NO.887,694中敘述了一種具有消光和紋理效果的微粉的制備，粒子尺寸分布1-700微米，比較寬，使得其在很多應用中無法體現好的效果。

專利申請CN1268523提供的液相色譜用脲醛樹脂及衍生物均勻微球和制備，其主要是在氫氧化鐵膠體溶液中合成脲醛樹脂/氫氧化鐵膠體復合微球，再用鹽酸洗去膠體，制備了顆粒度均勻的脲醛樹脂微球，顆粒度5-8微米，用作有機溶劑相凝膠滲透色譜材料。

專利CN1480476提供的鐵磁性脲醛樹脂微球介質及其制備方法，公開了鐵磁性脲醛樹脂微球的制備技術，所述的微球介質的基材為粒徑在0.5-20微米的脲醛樹脂，在此基材中均勻分散有粒徑為0.1-200納米的四氧化三鐵的納米微粒。

專利CN101357975A提供的一種新型多功能有機微粉的合成方法，是發明人前期申請的專利；通過此工藝制備的脲醛樹脂微粉，粒子形態為不規則形狀，蓬松，吸油量高，具有較高的比表面積和孔隙率；正是由于這些特性，在低吸油量、低孔隙率方面的許多應用性能不能滿足要求。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有產品性能及制備技術的不足，提供一種脲醛樹脂微球的制備方法的改進，該工藝方法制備的脲醛樹脂微球具有均一的粒徑分布，呈規整球形，較低的吸油量和孔隙率。

本發明的技術方案：一種脲醛樹脂微球的制備方法，包括以下步驟：

（1）制備脲醛樹脂預聚物：在反應器中加入水、分散劑，攪拌溶解均勻，再加入尿素、甲醛，采用堿性物質調整PH值至堿性；然后加熱升溫至40~90℃，聚合反應0.5～5小時，得脲醛樹脂預聚物；

（2）制備樹脂固化液：在另一反應器中加入水、固化劑，攪拌溶解均勻，升溫至40~70℃，得PH值為0.1-3.0的樹脂固化液；

（3）將脲醛樹脂預聚物溫度調整至40~70℃，然后采用滴加設備均勻滴入樹脂固化液中進行固化反應；反應結束后，再進行中和、過濾，得脲醛樹脂微球；

所述步驟（1）中的甲醛為任何純度的固體甲醛或/和任何純度的液體甲醛溶液；尿素與甲醛的摩爾比為1-2︰1。

所述步驟（1）中的分散劑為聚乙二醇、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、甲基纖維素、甲基羥丙基纖維素、明膠、聚氧乙烯吡咯烷酮中的一種或幾種；分散劑的用量為尿素與甲醛重量之和的0.5-5.0%。

作為優選，分散劑的用量為尿素與甲醛重量的0.96-2.7%。

所述步驟（1）中調整PH值采用的堿性物質，為氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉、碳酸鉀、氨水以及乙醇胺類物質中的一種或幾種；調整的PH值為7.5-8.5。

所述步驟（1）中的反應溫度為70~80℃，反應時間為2～4小時。

所述步驟（2）中的固化劑為酸性物質，如鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、對甲苯磺酸、甲酸、乙酸、氨基磺酸、氯乙酸、馬來酸、高氯酸、琥珀酸中的一種或幾種。

所述步驟（3）中的滴加速度以控制樹脂固化液溫度穩定為準，避免出現急劇反應放熱現象。

本發明的原理是：（1）尿素與甲醛的羥甲基化反應，形成結構均一的脲醛樹脂預聚物；（2）脲醛樹脂預聚物在滴加入固化液中進行縮聚，形成交聯型樹脂縮合物，并在分散劑保護下，形成粒徑均一的球形粒子和固定的結構，有效解決了劇烈縮聚放熱問題，使得到的產品分子量分布變窄；（3）脲醛樹脂微球經羥甲基化、縮合交聯反應后，具備較好的表面活性，在應用中容易分散于介質中，不易發生溶解粘聚現象。