Меламиноформальдегидная смола (MFR) — термореактивная аминосмола с хорошей твердостью, термостойкостью и прозрачностью. По сравнению с мочевиноформальдегидной смолой (UF) смола MF обладает лучшей водостойкостью и устойчивостью к атмосферным воздействиям. Поэтому она широко используется в покрытиях для наружных панелей, декоративных слоях деревянных полов и шпонированных изделиях. Однако такие недостатки, как высокая хрупкость, легкое растрескивание и короткий срок хранения меламиноформальдегидной смолы, ограничивают ее применение. Смолу MF часто используют для приготовления пропитанной клеевой пленки. Фанера и столярные плиты, облицованные пропитанной клеевой пленкой, в совокупности называются экологическими плитами. Они любимы потребителями за свою износостойкость, водонепроницаемость и разнообразные цвета.
Однако при изменении влажности окружающей среды экологический базовый материал плиты склонен к разбуханию или усадке, что приводит к неравномерному внутреннему напряжению. Поверхностный слой смолы MF является хрупким и имеет плохую гибкость, а также склонен к растрескиванию под напряжением. Поэтому улучшение гибкости смолы MF и устранение проблемы ее хрупкости являются ключами к решению проблемы растрескивания смолы и улучшению качества ее декоративных изделий. В этой статье в основном суммируется прогресс исследований по модификации упрочнения смолы MF с целью предоставления теоретических рекомендаций и технической основы для решения проблемы хрупкости смолы MF.
1. Структурные характеристики МФ
Смола MF представляет собой полимерное соединение с триазиновым кольцом, образованное конденсацией меламина и формальдегида и соединенное метиленовыми или эфирными связями. Имеет стабильные химические свойства и жесткую структуру. Образование смолы MF делится на две стадии: первая стадия — реакция присоединения меламина и формальдегида. В нейтральных или щелочных условиях меламин подвергается гидроксиметилированию с образованием 9 различных гидроксиметилмеламинов. Вторая стадия — реакция конденсации. Меламин реагирует с метилолированным меламином, или метилолированный меламин подвергается самоконденсации с образованием олигомеров, соединенных метиленовыми и эфирными связями. В среде со значением pH от 7 до 8 преобладают метиленовые мостиковые связи; в среде со значением pH выше 9 более вероятно образование эфирных связей.
После сшивания и отверждения смолы MF можно получить прозрачное покрытие, устойчивое к износу, кислотам и щелочам. Хотя отвержденное покрытие имеет высокую твердость, оно также является хрупким. Основная причина заключается в том, что смола MF содержит большое количество триазиновых колец, связанных с метиленовыми группами. Триазиновые кольца чрезвычайно стабильны в условиях удара и с трудом деформируются и поглощают энергию удара. Только метиленовые связи могут поглощать большую часть энергии, в результате чего метиленовые связи разрываются и проявляют хрупкость. Неполное отверждение смолы MF приведет к растрескиванию смолы. Поскольку отверждение смолы в основном происходит между гидроксильными группами, некоторые гидроксильные группы, которые не участвовали в конденсации, останутся в смоле после отверждения. Эти гидроксильные группы обладают определенной гигроскопичностью. Поскольку влажность окружающей среды многократно меняется, свободные гидроксильные группы будут подвергаться гигроскопическим и десорбционным циклам и постепенно создавать напряжение, вызывая трещины в покрытии из смолы и серьезно влияя на внешний вид и эксплуатационные характеристики продукта.
Гибкость смолы MF можно эффективно улучшить, уменьшив плотность сшивки смолы MF и увеличив длину ее гибкой цепи. Однако уменьшение плотности сшивки означает, что жесткая структура триазинового кольца в смоле диспергируется. Поэтому жесткость поверхности и износостойкость смолы MF будут затронуты в разной степени. При выполнении модификации закалки следует проявлять осторожность, чтобы сохранить твердость смолы MF и не разрушить ее превосходные поверхностные свойства. Выбор подходящего метода модификации для улучшения гибкости смолы MF имеет большое значение для расширения сферы применения смолы MF.
2. Метод модификации упрочнения смолы МФ
Модификация упрочнения часто используется для оптимизации прочности жестких сшитых полимеров для улучшения ударопрочности и усталостной прочности полимера без разрушения исходной жесткости и размерной стабильности полимера. Методы модификации упрочнения, подходящие для смолы MF, обычно можно разделить на два типа, а именно внешняя модификация упрочнения и внутренняя модификация упрочнения. Внешняя модификация упрочнения относится к добавлению групп армирующей фазы к смоле MF посредством смешивания для формирования сшитой структуры со смолой MF, чтобы предотвратить сближение триазиновых колец для достижения цели упрочнения. Обычно используемые методы внешней упрочнения для смолы MF включают:
1) Добавить нано-SiO2, нано-целлюлозу и другие наночастицы;
2) Использовать гибкие длинноцепочечные полимеры, такие как сополимеры полиэтиленгликоля, для формирования взаимопроникающих полимерных сетей (ВПС) в смоле МФ;
3) Используйте волокнистые материалы, такие как поливинилхлорид, для соединения МФ-смол вместе с целью повышения стабильности структуры смолы.
Модификация внутреннего упрочнения изменяет молекулярную структуру смолы MF, участвуя в реакции отверждения смолы MF, расширяя гибкую связь между триазиновыми кольцами и уменьшая плотность сшивки для достижения эффекта упрочнения. Методы внутреннего упрочнения включают:
1) Ввести гибкие длинноцепочечные молекулы между триазиновыми кольцевыми структурами смолы МФ для диспергирования жесткой структуры;
2) Используйте силикон для удлинения гибкого соединения между смолами МФ;
3) Блокировать гидроксильную функциональную группу смолы MF и уменьшить плотность сшивки смолы. Обычно используемые внутренние модификаторы ударопрочности включают поливиниловый спирт, полиуретан, капролактам и т. д.
3. Особые требования к смоле МФ для пропитки
Существует множество методов упрочнения смолы МФ, но не все из них подходят для пропитки смолой МФ. Упрочняющая модификация пропиточной смолы МФ должна адаптироваться к условиям производства клеевой пленочной бумаги, поэтому к ней предъявляются определенные особые требования. При использовании смолы МФ для пропитки следует учитывать не только трещиностойкость, износостойкость и гибкость после отверждения смолы, но и обращать внимание на текучесть, проницаемость и степень предварительного отверждения модифицированной смолы перед отверждением.
Плохая текучесть смолы MF приведет к появлению сухих цветов на поверхности пропитанного клеевого бумажного шпона, что приведет к образованию непрозрачных белых пятен на поверхности изделия, образуя дефекты поверхности. Плохая проницаемость смолы MF приведет к недостаточной пропитке, что приведет к отсутствию клея или неровной поверхности на поверхности изделия. Неорганические наноизносостойкие материалы могут повысить прочность и износостойкие свойства смолы MF, но в то же время они увеличат вязкость смолы MF и уменьшат текучесть смолы, тем самым влияя на эффективность пропитки смолы MF. Мы обнаружили, что вязкость смолы MF увеличивается с увеличением количества износостойкого наполнителя nano-SiO2 (HTSi-03). Вязкость модифицированной системы смолы MF составила 20.9 с (25 °C), а угол контакта между смолой MF и декоративной бумагой увеличился с 5 ° до 30 °. При этом снижается смачиваемость, вследствие чего смола МФ не может полностью заполнить щели в декоративной бумаге, а износостойкое покрытие не может ее полностью защитить, что приводит к снижению износостойкости.
Низкая степень предварительного отверждения смолы MF вызовет высокую летучесть во время процесса шпонирования, в результате чего влажные цветы поверхности повлияют на эксплуатационные характеристики поверхности. Модификаторы на основе полигидроксильного спирта могут эффективно повышать гибкость смолы MF, но определенная гидрофильность модификаторов полигидроксильного спирта не способствует высыханию пропитанной клеевой пленки, тем самым снижая степень предварительного отверждения смолы MF. Это вызывает такие проблемы, как поглощение влаги и адгезия пропитанной клеевой пленки и трудности доступа. В то же время пропитанная клеевая пленка с низкой степенью предварительного отверждения будет выделять большое количество воды во время процесса горячего прессования, вызывая такие проблемы, как усадка объема клеевого слоя и растрескивание слоя смолы, что влияет на эксплуатационные характеристики продукта.
Поэтому, учитывая реальные проблемы производства, агент для повышения жесткости смолы MF, используемый для пропитки, должен использовать модификатор с низкой молекулярной массой, низким содержанием гидроксила и высокой реакционной способностью, чтобы минимизировать влияние модификатора на текучесть и степень предварительного отверждения смолы MF. В то же время агент для повышения жесткости должен адаптироваться к условиям отверждения смолы MF, используемой для пропитки, и при этом сохранять эффект модификации после отверждения горячим прессованием.
Модификация смолы MF для пропитки должна учитывать множество факторов одновременно. Идеальный модификатор должен повышать гибкость смолы MF, не оказывая отрицательного влияния на износостойкость поверхности, текучесть или процесс предварительного отверждения. Поэтому рекомендуется, чтобы будущие исследования по модификации смолы MF проводились с учетом следующих трех аспектов.
1) Исходя из структуры смолы МФ, проблема ее хрупкости может быть решена путем регулирования плотности поперечных связей смолы МФ.
2) Сочетание различных механизмов повышения прочности позволяет ввести в смолу МФ гибкую цепную структуру с многофункциональными группами и повысить гибкость смолы МФ за счет синергии физического сочетания и химической реакции.
3) С точки зрения упрощения процесса производства и экономии затрат выбирать высокореакционные модификаторы, пригодные для промышленного производства.
Для получения более подробной информации о модифицированной меламинформальдегидной смоле SINOYQX, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте: [email protected] или по телефону: +86-28-8411-1861.
Некоторые изображения и тексты воспроизводятся из Интернета, и авторские права принадлежат оригинальному автору. Если есть какие-либо нарушения, пожалуйста, свяжитесь с нами для удаления.