[發(fā)明專利]一種甘脲樹脂及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310276407.2
• 申請(qǐng)日: 2013-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN103819473A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江盛鴻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江陰摩爾化工新材料有限公司
• 主分類號(hào): C07D487/04
• 分類號(hào): C07D487/04;C09D7/12
• 代理公司: 上海方本律師事務(wù)所 31269
• 代理人: 余全平;潘勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種交聯(lián)劑及其制備方法，特別是涉及一種甘脲樹脂及其制備方法。

背景技術(shù)

甘脲樹脂是一種新型高性能的涂料用交聯(lián)劑，屬于單體型的高烷基化氨基樹脂。甘脲樹脂可用于高固體分涂料和水性涂料及溶劑型涂料，能與短油醇酸樹脂及其他多種樹脂混溶，其保色性和耐鹽霧性優(yōu)于普通的三聚氰胺樹脂，最大的優(yōu)點(diǎn)是用酸固化劑可以降低固化溫度，烘烤時(shí)甲醛揮發(fā)量少。

甘脲樹脂一般由甘脲為原料，在pH=9-11的堿性條件下與甲醛反應(yīng)，生成四羥甲基甘脲，再用低分子醇（如甲醇）與四羥甲基甘脲在強(qiáng)酸的條件下發(fā)生脫水縮合反應(yīng)生成烷氧基甲基甘脲樹脂（如四甲氧甲基甘脲）。通過調(diào)節(jié)低分子醇的添加量，可以合成不同醚化程度的甘脲樹脂，如二甲氧基甲基二乙氧基甲基甘脲（MEGU），四甲氧甲基甘脲（TMMGU），四丁氧基甲基甘脲（TBGU）。MEGU既溶于水，也溶于有機(jī)溶劑，可配制固體含量很高的水性涂料，且耐腐蝕性好，對(duì)鋼材附著力強(qiáng)。TBGU不溶于水而溶于有機(jī)溶劑，與丙烯酸水性樹脂配合，經(jīng)乳化制漆，其光澤及耐人工老化性均優(yōu)于甲醚化的三聚氰胺甲醛樹脂。TMMGU在pH值大于4時(shí)水解不易進(jìn)行，在pH值小于3時(shí)，水解非常迅速，可在粉末涂料中使用。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)，特別地，《合成四甲氧甲基甘脲工藝條件的研究》（劉愛花，《太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)》第42卷第4期2011年7月，387-391）介紹，四甲氧甲基甘脲是一種新型粉末涂料的交聯(lián)劑，它能夠和含有羥基、羧基、酰胺基、氨基甲酸等官能團(tuán)的聚合物反應(yīng)交聯(lián)而固化，因此它特別適合于室外型耐久粉末涂料的制備。該四甲氧甲基甘脲的制備方法是，首先，通過堿催化把甘脲和多聚甲醛縮合成四羥甲基甘脲中間體，然后再與過量的甲醇在酸性條件，使甲醇與四個(gè)羥基進(jìn)行脫水縮合反應(yīng)，最終生成四甲氧甲基甘脲。此方法工藝簡單，操作方便，成本低，純度高，環(huán)境污染小。

甘脲樹脂作為一種交聯(lián)劑，它的固化機(jī)理是在高溫的條件下，烷氧基和羥基等與基體樹脂上的羥基、羧基、酰胺基等基團(tuán)發(fā)生共縮聚反應(yīng)而交聯(lián)固化。甘脲樹脂上的烷氧基和羥基的總數(shù)量（即官能度）決定了其參與交聯(lián)的最大限度。而在現(xiàn)有技術(shù)中，一般的甘脲樹脂由甘脲和甲醛反應(yīng)得到的官能度為四，由于官能度較低，導(dǎo)致交聯(lián)能力較弱。若要提高甘脲樹脂的交聯(lián)能力，則需要提高其官能度。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中一般的甘脲樹脂官能度為四導(dǎo)致的交聯(lián)能力較弱的不足，提供一種新的甘脲樹脂及其制備方法，該甘脲樹脂由原來的四官能度提高到八官能度，從而有效提高其作為交聯(lián)劑的交聯(lián)固化能力。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：由甘脲與羥基乙醛在堿性條件下反應(yīng)得到八官能度的羥基化甘脲，再在強(qiáng)酸條件下與甲醇發(fā)生醚化反應(yīng)得到八官能度的甲醇醚化甘脲樹脂。該八官能度的甲醚化甘脲樹脂分子式如下：

本發(fā)明甘脲樹脂的制備方法包括如下特征步驟：

步驟1：在反應(yīng)瓶中加入水和羥基乙醛，用堿調(diào)節(jié)至pH>7，加入甘脲，加熱至30～70℃，反應(yīng)1～10小時(shí)；

步驟2：將水分完全蒸出，然后加入甲醇，再用酸調(diào)節(jié)至pH<7，在30～80℃反應(yīng)1～10小時(shí)。

優(yōu)選地，在步驟2完成后，進(jìn)行步驟3：用堿調(diào)節(jié)pH至在5.5和7.5之間，將水分完全蒸出。

優(yōu)選地，步驟2和/或步驟3中所述水分蒸發(fā)的過程是在負(fù)壓下完成的。

洗滌，干燥后即得該甲醇醚化甘脲樹脂。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的甲醇醚化甘脲樹脂相比原來一般的甘脲樹脂提高了四個(gè)官能度，大大增加了甘脲樹脂的可交聯(lián)數(shù)，可顯著提高甘脲樹脂作為交聯(lián)劑的交聯(lián)效率。另外，本發(fā)明的甲醇醚化甘脲樹脂的制備方法操作工藝簡單、合成溫度低，將反應(yīng)產(chǎn)物用少量水洗可除去調(diào)節(jié)pH值所引入的鹽，從而提高了產(chǎn)品的純度。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

實(shí)施例1：

在反應(yīng)瓶中加入水和羥基乙醛，用堿調(diào)節(jié)至pH=8，加入甘脲，加熱至30℃，反應(yīng)10小時(shí)；在將水分完全蒸出，然后加入甲醇，再用酸調(diào)節(jié)至pH=1，在30℃反應(yīng)10小時(shí)；用堿調(diào)節(jié)至pH=6.0，在將水分完全蒸出，然后用少量水洗產(chǎn)品，干燥后即得本發(fā)明的甲醇醚化甘脲樹脂。

實(shí)施例2：