Melamin-formaldehidna smola (MFR) je termoreaktivna amino smola dobre tvrdoće, termičke stabilnosti i transparentnosti. U poređenju sa urea-formaldehidnom smolom (UF), MF smola ima bolju otpornost na vodu i vremenske uslove. Stoga se naširoko koristi u vanjskim oblogama, dekorativnim slojevima drvenih podova i proizvodima od furnira. Međutim, nedostaci kao što su visoka lomljivost, lako pucanje i kratak period skladištenja melamin formaldehidne smole ograničavaju njenu primjenu. MF smola se često koristi za pripremu impregniranog ljepljivog filmskog papira. Šperploča i blok ploča obložene impregniranim ljepljivim filmskim papirom zajednički se nazivaju ekološkim pločama. Potrošači ih vole zbog svoje otpornosti na habanje, vodootpornosti i raznih boja.
Međutim, kada se vlažnost okoliša promijeni, osnovni materijal ekološke ploče je sklon bubrenju ili skupljanju, što rezultira neujednačenim unutrašnjim naprezanjem. Površinski sloj MF smole je krhak i slabe fleksibilnosti i sklon je pucanju pod stresom. Stoga su poboljšanje fleksibilnosti MF smole i poboljšanje problema njene krhkosti ključ za rješavanje problema pucanja smole i poboljšanje kvalitete njenih dekorativnih proizvoda. Ovaj članak uglavnom rezimira napredak istraživanja modifikacije MF smole zbog kaljenja, s ciljem pružanja teoretskih smjernica i tehničke osnove za rješavanje problema krtosti MF smole.
1. MF strukturne karakteristike
MF smola je polimerno jedinjenje triazinskog prstena nastalo kondenzacijom melamina i formaldehida i povezano metilenskim ili eterskim vezama. Ima stabilna hemijska svojstva i krutu strukturu. Formiranje MF smole podijeljeno je u dvije faze: prva faza je reakcija adicije melamina i formaldehida. U neutralnim ili alkalnim uslovima, melamin se podvrgava hidroksimetilaciji da bi se dobilo 9 različitih hidroksimetilmelamina. Druga faza je reakcija kondenzacije. Melamin reaguje sa metiloliranim melaminom, ili metilolirani melamin podleže samokondenzaciji da bi se stvorili oligomeri povezani metilenskim i eterskim vezama. U okruženju sa pH vrednošću od 7 do 8 dominiraju metilenski mostovi; u okruženju sa pH vrednošću većom od 9, veća je verovatnoća da će se formirati veze eterskih veza.
Nakon umrežavanja i očvršćavanja MF smole, može se dobiti transparentni premaz koji je otporan na habanje, kiseline i lužine. Iako stvrdnuti premaz ima visoku tvrdoću, on je i krt. Glavni razlog je taj što MF smola sadrži veliki broj triazinskih prstenova povezanih sa metilenskim grupama. Triazinski prstenovi su izuzetno stabilni u uslovima udara i teško se deformišu i apsorbuju udarnu energiju. Samo metilenske veze mogu apsorbirati većinu energije, uzrokujući lomljenje metilenskih veza i pokazivanje krhkosti. Nepotpuno očvršćavanje MF smole će uzrokovati pucanje smole. Budući da se stvrdnjavanje smole uglavnom događa između hidroksilnih grupa, neke hidroksilne grupe koje nisu sudjelovale u kondenzaciji ostat će u smoli nakon stvrdnjavanja. Ove hidroksilne grupe imaju određenu higroskopnost. Kako se vlažnost okoline stalno mijenja, slobodne hidroksilne grupe će biti podvrgnute higroskopskim i ciklusima desorpcije i postepeno stvarati naprezanje, uzrokujući pukotine u smolnom premazu i ozbiljno utjecati na izgled i performanse proizvoda.
Fleksibilnost MF smole može se efikasno poboljšati smanjenjem gustine umrežavanja MF smole i produženjem njene fleksibilne dužine lanca. Međutim, smanjenje gustine umrežavanja znači da je kruta struktura triazinskog prstena u smoli raspršena. Stoga će površinska krutost i otpornost na habanje MF smole biti pogođeni u različitom stepenu. Prilikom izvođenja modifikacije kaljenja treba voditi računa o održavanju tvrdoće MF smole i ne uništavanju njenih odličnih površinskih svojstava. Odabir odgovarajuće metode modifikacije za poboljšanje fleksibilnosti MF smole je od velikog značaja za proširenje obima primjene MF smole.
2. Metoda modifikacije kaljenja MF smole
Modifikacija ojačanja se često koristi za optimizaciju čvrstoće krutih umreženih polimera kako bi se poboljšala otpornost na udar i otpornost na zamor polimera bez uništavanja originalne krutosti i stabilnosti dimenzija polimera. Metode modifikacije kaljenja pogodne za MF smolu generalno se mogu podijeliti u dvije vrste, naime eksterna modifikacija kaljenja i modifikacija unutrašnjeg kaljenja. Modifikacija eksternog kaljenja odnosi se na dodavanje faznih grupa za ojačavanje MF smoli kroz miješanje kako bi se formirala umrežena struktura sa MF smolom kako bi se spriječilo da se triazinski prstenovi približe jedan drugom kako bi se postigla svrha kaljenja. Uobičajene metode vanjskog kaljenja za MF smolu uključuju:
1) Dodajte nano-SiO2, nano-celulozu i druge nanočestice;
2) Koristite fleksibilne dugolančane polimere kao što su kopolimeri polietilen glikola za formiranje interpenetrirajućih polimernih mreža (IPNS) u MF smoli;
3) Koristite vlaknaste materijale kao što je polivinil hlorid za povezivanje MF smola zajedno kako biste poboljšali stabilnost strukture smole.
Modifikacija unutrašnjeg kaljenja mijenja molekularnu strukturu MF smole učestvujući u reakciji očvršćavanja MF smole, proširujući fleksibilnu vezu između triazinskih prstenova i smanjujući gustinu umrežavanja kako bi se postigao efekat kaljenja. Metode unutrašnjeg kaljenja uključuju:
1) Uvesti fleksibilne dugolančane molekule između triazinskih prstenastih struktura MF smole kako bi se raspršila kruta struktura;
2) Koristite silikon da proširite fleksibilnu vezu između MF smola;
3) Blokirajte hidroksilnu funkcionalnu grupu MF smole i smanjite gustoću umrežavanja smole. Uobičajeni modifikatori unutrašnjeg očvršćavanja uključuju polivinil alkohol, poliuretan, kaprolaktam itd.
3. Posebni zahtjevi za MF smolu za impregnaciju
Postoje mnoge metode kaljenja za MF smolu, ali nisu sve prikladne za impregnaciju MF smole. Modifikacija kaljenja impregnirajuće MF smole mora se prilagoditi uvjetima proizvodnje ljepljivog film papira, tako da ima određene posebne zahtjeve. Kada se koristi MF smola za impregnaciju, ne treba uzeti u obzir samo otpornost na pucanje, otpornost na habanje i fleksibilnost nakon očvršćavanja smole, već i obratiti pažnju na fluidnost, propusnost i stepen prethodnog očvršćavanja modificirane smole prije očvršćavanja.
Slaba tečnost MF smole će uzrokovati suhe cvjetove na površini impregniranog ljepljivog papirnog furnira, stvarajući neprozirne bijele mrlje na površini proizvoda, stvarajući površinske defekte. Slaba propusnost MF smole će uzrokovati nedovoljnu impregnaciju, što će rezultirati nedostatkom ljepila ili neravnom površinom na površini proizvoda. Neorganski nano materijali otporni na habanje mogu povećati žilavost i svojstva otpornosti na habanje MF smole, ali će istovremeno povećati viskozitet MF smole i smanjiti fluidnost smole, čime će utjecati na performanse impregnacije MF smole. Otkrili smo da se viskoznost MF smole povećava s povećanjem količine punila otpornog na habanje nano-SiO2 (HTSi-03). Viskoznost modificiranog sistema MF smole iznosila je 20.9 s (25°C), a kontaktni ugao između MF smole i ukrasnog papira povećan je sa 5° na 30°. Istovremeno se smanjuje kvašenje, tako da MF smola ne može u potpunosti popuniti praznine u ukrasnom papiru, a premaz otporan na habanje ne može ga u potpunosti zaštititi, što rezultira smanjenjem otpornosti na habanje.
Nizak stepen prethodnog očvršćavanja MF smole će uzrokovati visoku isparljivost tokom procesa furnira, uzrokujući da vlažno cvijeće na površini utiče na performanse površine. Modifikatori polihidroksil alkohola mogu efikasno povećati fleksibilnost MF smole, ali određena hidrofilnost polihidroksilnih modifikatora ne pogoduje sušenju impregniranog lepljivog papira, čime se smanjuje stepen prethodnog očvršćavanja MF smole. To uzrokuje probleme kao što su apsorpcija vlage i adhezija impregniranog ljepljivog papira i teškoće u pristupu. U isto vrijeme, impregnirani ljepljivi film papir s niskim stepenom prethodnog očvršćavanja ispuštat će veliku količinu vode tokom procesa vrućeg presovanja, uzrokujući probleme kao što su zapreminsko skupljanje sloja ljepila i pucanje sloja smole, što utiče na performanse proizvoda.
Stoga, s obzirom na stvarne probleme u proizvodnji, sredstvo za ojačavanje MF smole koje se koristi za impregnaciju treba koristiti modifikator male molekularne težine, niskog sadržaja hidroksila i visoke reaktivnosti kako bi se minimizirao utjecaj modifikatora na fluidnost i stepen prethodnog očvršćavanja MF smole. U isto vrijeme, sredstvo za učvršćivanje je potrebno da se prilagodi uvjetima očvršćavanja MF smole koja se koristi za impregnaciju, a da i dalje zadrži učinak modifikacije nakon očvršćavanja vrućim presovanjem.
Modifikacija MF smole za impregnaciju treba istovremeno uzeti u obzir mnoge faktore. Idealan modifikator će poboljšati fleksibilnost MF smole bez negativnog utjecaja na otpornost površine na habanje, fluidnost ili proces predstvrdnjavanja. Stoga se preporučuje da se buduća istraživanja o modifikaciji MF smole sprovode sa sljedeća tri aspekta.
1) Na osnovu strukture MF smole, problem krhkosti MF smole može se riješiti podešavanjem gustine umrežavanja MF smole.
2) Kombinovanjem različitih mehanizama kaljenja, uvesti fleksibilnu strukturu lanca sa multifunkcionalnim grupama u MF smolu i povećati fleksibilnost MF smole kroz sinergiju fizičke kombinacije i hemijske reakcije.
3) Iz perspektive pojednostavljenja procesa proizvodnje i uštede troškova, odabrati visoko reaktivne modifikatore pogodne za industrijsku proizvodnju.
Za više informacija o SINOYQX modificiranoj melamin formaldehidnoj smoli, kontaktirajte nas putem e-maila: [email protected] ili nam se javite telefonom na: +86-28-8411-1861.
Neke slike i tekstovi su reprodukovani sa interneta, a autorska prava pripadaju originalnom autoru. Ako postoji bilo kakvo kršenje, molimo kontaktirajte nas da ga izbrišemo.