[發明專利]一種三聚氰胺甲醛樹脂納米微球的合成方法及其應用

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• 申請號: 201810714247.8
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN108929416A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 韓書廣;王華;甘露;崔舉慶;徐朝陽;徐德良;丁濤
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: C08G12/32
• 分類號: C08G12/32;C08J3/16;C08L61/28;B01D53/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種三聚氰胺甲醛樹脂納米微球的合成方法及其應用，包括以下步驟：按摩爾比配制三聚氰胺甲醛樹脂的預縮液，并將預縮液調整到設定濃度；將復合型表面活性劑、助表面活性劑、油相和三聚氰胺甲醛預縮液按比例混合得到反相微乳液；向該反相微乳液中加入強酸調節pH值，進行樹脂化反應；反應體系經破乳、離心、洗滌和冷凍干燥得到粒徑分布在10~100 nm之間的三聚氰胺甲醛樹脂納米微球。其制備的碳微球氮吸附測定的比表面積最小為702 m²·g^?1，總孔隙體積最小為0.52 cm³·g^?1，可應用于CO₂氣體的吸附。制備得到的納米微球作為膠黏劑添加劑，在0.5%的添加量時，膠黏劑的固化時間最小可縮短37%，膠合板的膠合強度最小可提高28%，甲醛釋放量最小可降低17%。

技術領域

本發明涉及一種三聚氰胺甲醛樹脂納米微球的合成方法及其應用，屬于聚合物納米材料領域。

背景技術

聚合物納米微球是一類尺寸在納米至亞微米之間的高分子材料，具有比表面積大，吸附性強，對溫度、pH 值和磁場變化具有響應性等特點，從有關納米微球的第一篇報道開始，就引起人們廣泛的關注。目前已證明納米微球的應用幾乎涉及所有的領域，在電化學、氣體吸附和分離、工業催化劑載體、膠黏劑添加劑、以及醫藥工程和生化工程領域的應用近年來尤其熱門。

三聚氰胺甲醛樹脂微球一般采用水熱法、微波法或超聲輻射法合成，微球的粒徑為微米級。用來制備聚合物納米微球的高分子材料主要有聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺和聚苯胺等，而采用三聚氰胺甲醛樹脂合成聚合物納米微球少見報道。

微乳液通常由表面活性劑、助表面活性劑（通常為醇類）、油（通常為碳氫化合物）和水或水溶液在適當的比例下自發形成的透明或半透明的、低粘度和各向同性的熱力學穩定體系。由于微乳液屬于熱力學穩定體系，在一定條件下膠束構成的“微水池”具有保持特定尺寸和形貌的特性，即破裂后能自發重新組合且尺寸和形貌不變，而反應物被限制在“微水池”內反應從而也具備了“微水池”特定的尺寸和形貌，因此又將反相微乳液所構建的“微水池”稱為智能反應器。在助表面活性劑的協助下，“微水池”能顯著的增溶極性液體（水或水溶液），“微水池”的尺度范圍為5-100nm，大小取決于增溶水或水溶液的量，二者在一定范圍內成正比關系；而“微水池”的形貌（球形或其他形狀）與表面活性劑的種類和濃度相關，即通過改變表面活性劑的種類和濃度可以很方便的使“微水池”具有球形形貌，由此完全可以通過調節單相反相型（W/O）微乳液體系構成而獲得單分散納米級球形反應空間，并以此空間為模板制備出理想的單分散納米微球。三聚氰胺、甲醛及促使三聚氰胺甲醛發生加成和縮聚反應的催化劑均具有水溶性，可以增溶于“微水池”并在由“微水池”構建的納米級球形反應器中完成加成和縮聚反應，因此選擇單相反相微乳液體系作為三聚氰胺甲醛樹脂納米微球的可控制備是可行的。

中國專利ZL 201210128545.1報道了一種采用三聚氰胺和甲醛通過水熱反應合成三聚氰胺甲醛樹脂微球的方法，該方法不屬于反相微乳液聚合，且所得三聚氰胺甲醛樹脂微球的粒徑分布在微米級。

發明內容

本發明為了解決現有技術中存在的缺陷和不足，提供了一種三聚氰胺甲醛樹脂納米微球的合成方法，將三聚氰胺甲醛樹脂微球的粒徑分布控制在納米級范圍內，擴展三聚氰胺甲醛樹脂的應用領域。

本發明提供了一種三聚氰胺甲醛樹脂納米微球的合成方法，包括以下步驟：

（1）按摩爾比配制三聚氰胺甲醛樹脂的預縮液，并將預縮液調整到設定濃度；

（2）將復合型表面活性劑、助表面活性劑、油相和三聚氰胺甲醛預縮液按比例混合得到混合物，將該混合物調整到設定溫度，在設定磁力攪拌時間后，停止攪拌，在設定溫度下保溫、靜置，獲得澄清、透明的反相微乳液；

（3）向該反相微乳液中加入強酸調節pH值，在設定磁力攪拌時間后，停止攪拌，保溫、靜置進行樹脂化反應，得反應體系；