三聚氰胺甲醛树脂(Melamine Formaldehyde Resin)简称MF树脂,全名为三羟甲基三聚氰胺树脂,是由三聚氰胺粉末与甲醛在微碱性条件下缩合反应而成的水溶性树脂,是造纸工业中广泛使用的湿强剂。MF树脂在提高纸张湿强度的同时,还能使其它一些指标如裂断长、耐折度、施胶度、耐磨性、纸张尺寸稳定性等有相应提高。MF树脂为热固性树脂，它在高温和酸性介质中，能由水的可溶物转变为水的不溶物，在纤维界面交联成树脂网络，使纤维之间具有更高的结合力，从而提高了纸的湿强度。湿强度的概念是指纸张在xx浸湿之后所测定的强度，湿强与干强的比率称湿强百分率。通常认为：湿强百分率大于15%的纸张，是“增湿强纸”。未经湿强剂处理的纸张，其湿强度只有其干强度的3%～10%。使用热固性树脂后，湿强百分率可增加到30%～40%。

　　由于树脂固化需要酸性条件，因此在涂布加工纸中，MF树脂不能同碱性的涂料组分相溶，故必须对MF树脂改性。MF树脂中的游离甲醛含量高，固化要求的pH值较低（4～4.5），对纸张的白度和耐久性有不良影响。

　　改性改性MF树脂主要是阴离子改性和阳离子改性，改性MF树脂改善了MF树脂的某些性能，在造纸工业上得到更广泛的应用。

　　1 MF树脂的制备

　　1.1反反应机理

　　树脂MF树脂是三聚氰胺与甲醛的缩聚产品，三聚氰胺与甲醛反应，可生成含有1～6个羟甲基的一系列衍生物，适用于造纸工业使用的是三羟甲基三聚氰胺。在反应物配比上，必须控制它们的摩尔比为1∶3。反应方程式如下:(略，详见印刷版)

　　为使为使三聚氰胺反应xx，必须添加比理论需要量要多的甲醛，按经验采用1∶3.3较好。

　　三羟三羟甲基三聚氰胺并不直接做湿强剂使用，还应将它在稀盐酸溶液中进行熟化处理，直至出现微蓝色霞雾状，即完成了缩聚反应。反应方程式如下。(略，详见印刷版)

　　为使在盐酸存在条件下，三羟甲基三聚氰胺进行自动限制聚合作用，形成约20个链节的胶体粒子。

　　1.2工工艺流程及设备

　　工艺工艺流程和设备如图1所示。

　　 

　　图1 MF制备工艺流程

　　  

　　图2 MF树脂添加量对湿强度的影响

　　

　　1.3操操作程序

　　工艺在3m3带锚式搅拌器的搪瓷反应釜中

　　加入600kg甲醛（浓度37%）溶液，用10%的NaOH调节pH值至8.3～8.5,然后加入三聚氰胺（含量99.8%）300kg, 搅拌30min并升温。当温度升至75℃时，保温30min,此时反应已完成。停止加温，加水稀释，温度降至35℃以下，稀释浓度至20%,再加入35%的盐酸240kg进行酸溶解。待树脂全溶后停止搅拌，泵入贮存槽稀释至10%浓度，放置成熟，存放72h以上，当出现微蓝色霞雾状时，MF树脂方成熟。再稀释至2%浓度贮存备用。稀释后的MF树脂可以贮存3个月时间而不失效。

　　1.4生生产中应注意的几个问题

　　失误MF树脂的制备在工艺操作上若有失误，则容易造成“蹲锅”，导致整锅原料报废，故在生产中应特别注意以下几个问题：

　　应特（1）加入甲醛后，一定要先调整pH值，将甲醛溶液的pH值调至8.3～8.5,再加三聚氰胺。加入三聚氰胺搅拌30min后，必须复查并调整pH值，保证反应在碱性介质中进行。如果在较高的温度，较大的浓度，较低的pH值情况下，三聚氰胺甲醛树脂便以很快的速度形成不可逆的冻胶体或硬块（即俗称“蹲锅”），导致整锅报废。反应前调整甲醛溶液的pH值，目的是中和甲醛溶液中残存的甲酸。在反应进行过程中，及时复查、调整pH值，为的是中和反应过程中形成的甲酸。

　　形成（2）合成温度控制在75±2℃，升温阶段速度要缓慢，以每分钟升温不超过2℃为宜，尤其在升温后期应注意控制不要超温。实践证明，升温速度过快时，虽然温度很快达到75℃保温阶段，但三聚氰胺并未溶解好，溶液仍呈悬浮液状态。反应的升温阶段，应按一定的升温曲线控制：

　　时间（min）051015202530

　　温度（℃）25354554616875

　　        反应介质的温度对反应速度和三聚氰胺的溶解度有很大的影响，反应温度在60℃以下时，三聚氰胺溶解不xx，反应进行较慢；温度超过60℃，三聚氰胺溶解，反应速度加快。但若温度超过80℃，会造成羟甲基三聚氰胺分解，也会使其过早地固化。

　　会使（3）保温30min后，一定要先稀释降温，再快速加入盐酸。若盐酸浓度不够或加入太慢，介质会在中性和弱酸性过程停留时间较长，三聚氰胺甲醛树脂就会很快形成不可逆的白色硬块析出，导致整锅报废。三羟甲基三聚氰胺树脂是树脂的初聚物，在室温条件下加入盐酸，使羟甲基三聚氰胺进一步聚合成胶体粒子，并使树脂引入阳电荷。盐酸加入量（以摩尔计）∶三聚氰胺甲醛树脂：盐酸=1∶（0.8～1.0）,具体掌握时应按照树脂成熟期的长短与纸张pH值的要求来加以控制。加入盐酸后，经过一段成熟期，当出现微蓝色霞雾状，即完成了缩聚反应，成为线状结构的聚合物。成熟后的MF树脂应再稀释到2%的浓度贮存备用，若过早稀释，MF树脂尚未充分成熟，使用时影响纸页湿强度的提高；过迟稀释，MF树脂胶液也会由蓝色逐渐变为白色絮状导致失效。MF的成熟期，成熟温度10～15℃时，成熟时间约72h左右；夏季气温高，成熟温度在28～32℃，成熟时间约在24～36h左右。但不论时间长短，一定要看到出现微蓝色霞雾状方可使用。

　　2雾MF树脂在湿强纸中的应用

　　2.1雾MF树脂在湿强纸中应用实例

　　雾雾MF树脂广泛用于各种湿强纸作浆内施加，MF的用量随纸张品种不同而不同，并且往往是与其它胶料（如松香胶料、氧化淀粉等）一起使用，以获得较好的效果，几种纸使用MF树脂的用量为：

　　入量MF树脂的用量一般不超过5%，加入量少于5%时，树脂存留率随加入量的增加而增加；超过5%时，存留率不再增加。

　　纸张纸张湿强度与MF树脂施加量之间的关系见图2。

　　所提MF树脂施加浆内后纸的施胶度有所提高，故不宜用于要求湿强度又要求吸收性好的装饰原纸、浸渍原纸。

　　采用MF应用实例：

　　采用采用{bfb}的硫酸盐木浆，打浆度48°SR，在浆池内先加入松香胶1%，硫酸铝3%，然后再加入3%浓度为2%的MF树脂。加MF树脂前浆料的pH值控制在5.0～5.5，加入树脂后浆料的pH值也不应低于4.5～5.0。在纸机上抄造，成熟前后的湿拉力相差3倍多。其技术指标为：定量60g/m2,厚度0.072mm,干拉力82N，湿拉力24N。

　　2.2湿湿强纸的损纸处理

　　长时经MF树脂处理后的损纸，即使经长时间的浸水和打浆也很难使纸张碎解，必须在酸性介质中高温作用较剧烈的条件下，才能碎解成浆。方法之一是用一台加盖的水力碎浆机，加入损纸和水，并添加3%的硫酸铝，然后通汽加热至沸腾，约30min后开动碎浆机碎解约90min，将初步碎解的浆泵入浆池，再经高频疏解机疏解直至无小纸片为止。方法之二是将损纸装入蒸球中，液比1∶4，添加3%的硫酸铝进行蒸煮，蒸煮后的湿强纸再在打浆机中进行机械处理。用蒸球操作上较麻烦，且酸性对蒸球有腐蚀作用，山东淄博轻机厂生产一种不锈钢材质的损纸锅可用于处理湿强纸。

　　3仅MF树脂的改性和应用

　　仅由仅由甲醛和三聚氰胺反应生成的MF树脂固化要求的pH值较低（4.5～5.5）,在涂布加工纸中不能与碱性条件下适用的涂料组分混用（如羟基丁苯胶乳，丙苯胶乳等），树脂中游离甲醛含量较高，故在某些场合下应用必须对MF树脂改性。主要是阴离子改性与阳离子改性二大类产品。

　　3.1氨阴离子改性MF树脂

　　氨基氨基磺酸盐改性MF树脂是阴离子改性树脂，由三聚氰胺、甲醛及氨基磺酸盐在反应摩尔比为1∶（2.5～7）∶(0.1～1.5)范围，反应温度在80～120℃，pH值为7～11的水相体系中反应制得。

　　氨基氨基磺酸盐改性MF树脂的制备：将2份2N氢氧化钠，900份水，60份40%的氨基磺酸钠溶液和252份三聚氰胺，924份39%的甲醛在90℃下缩聚2h。冷却后，加入1400份水，用2N氢氧化钠将pH值调节至9，所得树脂指标如下：固含量20%，pH值9，粘度106mPa?s（25℃）。

　　该产该产品可以在酸性、中性或碱性条件下固化。既可在浆内添加，又可在涂布中配用。

　　3.2阳阳离子改性MF树脂

　　醇胺醇胺改性MF树脂是用乙醇胺或二乙醇胺、三乙醇胺改性。

　　3.2.1醇醇胺改性MF树脂制备

　　三乙将103份32%的甲醛，531份90%三乙醇胺和160份水加热到85℃，保温105min,然后冷却到50℃，加入403份三聚氰胺，并用盐酸调节pH值到7.7，然后再升温到90℃反应到终点，加水稀释，并调整pH值到7。所得树脂指标如下：固含量30%，pH值7，粘度300mPa?s（25℃）。

　　以上以上得到的改性MF树脂可以与水以任何比例互溶，甲醛含量＜1%，使用前也不须用盐酸处理。

　　3.2.2阳阳离子季铵化MF树脂的制备

　　反应0.2mol三聚氰胺，0.6mol乙二醛，0.6mol甲醛，在60～65℃下反应3h，然后在此温度下加入0.1mol硫酸三甲酯，在15min时间内加入，反应30min后，加水稀释所得树脂，24h后粘度50mPa?s（25℃）。

　　阳离阳离子改性MF树脂由于本身带有正电荷，能较快地被纤维吸附，可以在较高的pH值条件下固化，避免了普通MF树脂对纸张白度和耐久性的不良影响。另外，改性MF树脂还广泛用于涂布加工纸作抗水剂。

　　改性改性MF树脂作为抗水剂具有树脂含量高、稳定性好、水溶性好、使用方便的特点，能赋予铜版纸、涂布白纸板以较高的湿强度和抗湿摩擦性，与涂料中的胶乳和淀粉有极好的交联和相容性，不产生絮凝、增稠等弊病，使涂料具有良好的流动稳定性和化学稳定性。树脂绝干用量按涂料中淀粉用量的8%～10%，直接加入已配好的涂料中，搅拌均匀即可使用。涂料配方中若有干酪素、豆酪素、聚乙烯醇等胶粘剂时也能使用。可得到比较满意的效果。