本发明涉及高分子材料
技术领域：
，特别是涉及水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂及其制备方法。
背景技术：
：脲-异丁醛-甲醛树脂是一种无色或微黄色的醛缩聚树脂，与涂料/油墨配方中的原材料有良好的相容性，具有优异的抗黄变性能，能够有效提高涂料的附着力、硬度、光泽度、固体含量及涂膜的丰满度，是一种多功能涂料/油墨助剂。然而，传统的脲-异丁醛-甲醛树脂为油溶型固体树脂，只能用于溶剂型涂料和油墨体系中。2016年12月底，国务院发布“十三五”节能减排综合工作方案，提出倡导绿色生活，尽可能选用低挥发性水性涂料和环境友好型材料。纵观近几年，国家对vocs排放的要求非常严格，各地也相继出台了控制vocs排放总量的明文要求，而且从2018年1月1日起对苯、甲苯等vocs征收环保税，因此继续使用溶剂型涂料/油墨的外部成本将大幅提升，水性涂料/油墨的经济性开始凸显，涂料/油墨的水性化趋势日益明显，成为目前涂料/油墨的主要发展方向。作为一种重要的涂料/油墨用助剂树脂，脲-异丁醛-甲醛树脂的水性化不但能够拓宽这一树脂的应用范围，而且对促进涂料/油墨的水性化有着积极的意义，成为人们研究的热点。技术实现要素：基于此，有必要针对
背景技术：
中存在的问题，提供一种水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂。此外，本发明还提供一种水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂的制备方法。一种水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂，结构式如下：其中，r为；一种水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂的制备方法，包括以下步骤：将异丁醛、第一批尿素u1和50%硫酸溶液按一定比例加入反应釜中，在88℃条件下反应180min；用质量分数30%氢氧化钠溶液调节ph值为8左右，加入第一批37%甲醛溶液f1，在80℃条件下反应40min；降温至70℃，用甲酸调节ph为6左右，然后恒温反应30min；调节ph为8左右，加入第二批尿素u2并恒温搅拌20min，用甲酸调节ph为6左右，恒温反应30min；调节ph至为8左右，升温至80℃，加入第二批37%甲醛溶液f2，恒温反应30min，加入第三批尿素u3，并恒温反应30min；降温至70℃，用甲酸调节ph至为6，恒温反应30min；调节ph至为8，升温至80℃，加入第四批尿素u4，恒温反应30min，降至室温后得到水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂。所述水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂的结构式如下：其中，r为；在其中一个实施例中，所述的异丁醛的添加量（摩尔分数）为第一批尿素u1添加量（摩尔分数）的1.5~2.5：1；在其中一个实施例中，所述的异丁醛、尿素与甲醛总的物质的量比为1:1:1~2；在其中一个实施例中，所述的u1、u2、u3与u4的质量比为18:5:9:4；在其中一个实施例中，所述的f1与f2的质量分数比为1.32:1.08；在其中一个实施例中，所述的50%硫酸溶液质量占异丁醛与u1质量总和的1%~4%。上述水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂，异丁醛与尿素在催化剂的作用下形成环状结构，同时由于位阻效应，结构两端残余部分n-h键，然后再碱性条件下甲醛与之发生羟甲基化反应，引入亲水性羟基；随后通过尿素和甲醛分批加入的方式，既增加了合成线型分子的长度，也保证了新生成树脂的溶水性能；与此同时，尿素的多次分批加入，还有效地保证了产品中游离甲醛含量的降低，制备得到的树脂的游离甲醛含量保持在较低的水平。本发明通过控制反应过程，得到了一种特殊结构的水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂，与水相溶性好，溶水倍数高，可达到3倍；贮存稳定性好，可以有效解决传统脲-异丁醛-甲醛树脂与水的相溶性问题。具体实施方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。一种水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂，结构式如下：，其中，r为；上述水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂，异丁醛与尿素在催化剂的作用下形成环状结构，同时由于位阻效应，结构两端残余部分n-h键，然后再碱性条件下甲醛与之发生羟甲基化反应，引入亲水性羟基；随后通过尿素和甲醛分批加入的方式，既增加了合成线型分子的长度，也保证了新生成树脂的溶水性能；与此同时，尿素的多次分批加入，还有效地保证了产品中游离甲醛含量的降低，制备得到的树脂的游离甲醛含量保持在较低的水平。上述水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂由以下方法制备：将异丁醛、第一批尿素u1和50%硫酸溶液按一定比例加入反应釜中，在88℃条件下反应180min；用质量分数30%氢氧化钠溶液调节ph值为8左右，加入第一批37%甲醛溶液f1，在80℃条件下反应40min；降温至70℃，用甲酸调节ph为6左右，然后恒温反应30min；调节ph为8左右，加入第二批尿素u2并恒温搅拌20min，用甲酸调节ph为6左右，恒温反应30min；调节ph至为8左右，升温至80℃，加入第二批37%甲醛溶液f2，恒温反应30min，加入第三批尿素u3，并恒温反应30min；降温至70℃，用甲酸调节ph至为6，恒温反应30min；调节ph至为8，升温至80℃，加入第四批尿素u4，恒温反应30min，降至室温后得到水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂。其中，异丁醛的添加量（摩尔分数）为第一批尿素u1添加量（摩尔分数）的1.5~2.5：1；异丁醛、尿素与甲醛总的物质的量比为：1:1:1~2；u1、u2、u3与u4的质量比为18:5:9:4；f1与f2的质量分数比为1.32:1.08；50%硫酸溶液质量占异丁醛与u1质量总和的1%~4%；上述水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂的制备方法简单，制备出的水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂贮存稳定性好，与其他水性树脂体系有良好的混溶性。以下为具体实施例。实施例1将86.4kg异丁醛、36kg尿素u1和2.44kg50%硫酸溶液依次加入反应釜中，在88℃条件下反应180min；用质量分数30%氢氧化钠溶液调节ph值为8左右，加入107kg37%甲醛溶液f1，在80℃条件下反应40min；降温至70℃，用甲酸调节ph为6左右，然后恒温反应30min；调节ph为8左右，加入10kg尿素u2并恒温搅拌20min，用甲酸调节ph为6左右，恒温反应30min；调节ph至为8左右，升温至80℃，加入88kg37%甲醛溶液f2，恒温反应30min，加入18kg尿素u3，并恒温反应30min；降温至70℃，用甲酸调节ph至为6，恒温反应30min；调节ph至为8，升温至80℃，加入8kg尿素u4，恒温反应30min，降至室温后得到水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂。水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂的性能：经检测，溶水倍数为3；常温贮存稳定性12个月；实施例2将86.4kg异丁醛、36kg尿素u1和1.22kg50%硫酸溶液依次加入反应釜中，在88℃条件下反应180min；用质量分数30%氢氧化钠溶液调节ph值为8左右，加入87.6kg37%甲醛溶液f1，在80℃条件下反应40min；降温至70℃，用甲酸调节ph为6左右，然后恒温反应30min；调节ph为8左右，加入10kg尿素u2并恒温搅拌20min，用甲酸调节ph为6左右，恒温反应30min；调节ph至为8左右，升温至80℃，加入9.7kg37%甲醛溶液f2，恒温反应30min，加入18kg尿素u3，并恒温反应30min；降温至70℃，用甲酸调节ph至为6，恒温反应30min；调节ph至为8，升温至80℃，加入8kg尿素u4，恒温反应30min，降至室温后得到水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂。水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂的性能：经检测，溶水倍数为1；常温贮存稳定性12个月；实施例3将108kg异丁醛、36kg尿素u1和1.22kg50%硫酸溶液依次加入反应釜中，在88℃条件下反应180min；用质量分数30%氢氧化钠溶液调节ph值为8左右，加入87.6kg37%甲醛溶液f1，在80℃条件下反应40min；降温至70℃，用甲酸调节ph为6左右，然后恒温反应30min；调节ph为8左右，加入10kg尿素u2并恒温搅拌20min，用甲酸调节ph为6左右，恒温反应30min；调节ph至为8左右，升温至80℃，加入9.7kg37%甲醛溶液f2，恒温反应30min，加入18kg尿素u3，并恒温反应30min；降温至70℃，用甲酸调节ph至为6，恒温反应30min；调节ph至为8，升温至80℃，加入8kg尿素u4，恒温反应30min，降至室温后得到水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂。水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂的性能：经检测，溶水倍数为1；常温贮存稳定性12个月；实施例4将64.8kg异丁醛、36kg尿素u1和1.22kg50%硫酸溶液依次加入反应釜中，在88℃条件下反应180min；用质量分数30%氢氧化钠溶液调节ph值为8左右，加入87.6kg37%甲醛溶液f1，在80℃条件下反应40min；降温至70℃，用甲酸调节ph为6左右，然后恒温反应30min；调节ph为8左右，加入10kg尿素u2并恒温搅拌20min，用甲酸调节ph为6左右，恒温反应30min；调节ph至为8左右，升温至80℃，加入9.7kg37%甲醛溶液f2，恒温反应30min，加入18kg尿素u3，并恒温反应30min；降温至70℃，用甲酸调节ph至为6，恒温反应30min；调节ph至为8，升温至80℃，加入8kg尿素u4，恒温反应30min，降至室温后得到水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂。水溶性脲-异丁醛-甲醛树脂的性能：经检测，溶水倍数为1.5；常温贮存稳定性12个月；以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页12