專利名稱：一種人造板用脲醛樹脂及其改性調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人造板用脲醛樹脂改性調(diào)制方法，屬于膠黏劑行業(yè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
脲醛樹脂膠粘劑因其價格低廉、工藝性能好，為木材工業(yè)所廣泛應(yīng)用，是國內(nèi)外木材加工業(yè)中最主要的粘合劑。脲醛樹脂膠粘劑是在固化劑的條件下，將線型可溶性樹脂轉(zhuǎn)化成體型結(jié)構(gòu)的過程，這是縮聚反應(yīng)的繼續(xù)，也是形成膠合強度的關(guān)鍵過程，對產(chǎn)品的膠接質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用。但是，脲醛樹脂膠粘劑與其它膠粘劑相比，存在耐水性差、固化后膠層脆性大、耐老化性能差、游離甲醛含量高等缺點，因而限制了它的使用范圍。脲醛樹脂膠粘劑中游離甲醛含量高，以及在生產(chǎn)和使用過程中，加入固化劑后膠接制品散發(fā)出來的游離甲醛對環(huán)境造成的污染，已成為嚴重的社會問題。在脲醛樹脂膠黏劑調(diào)制過程中，調(diào)膠時一般都要加人氯化銨、硫酸銨等強酸弱堿鹽作為固化劑。另外，如果在低游離甲醛含量的脲醛樹脂膠粘劑中直接加人強酸(如鹽酸、 硫酸)，也可以使樹脂的固化時間大為縮短，甚至?xí)故紫冉佑|酸的樹脂部分瞬間凝膠、固化而不能使用。強酸能夠使低游離甲醛含量脲醛樹脂膠粘劑快速固化的現(xiàn)象，說明了體系 PH值降低是脲醛樹脂膠粘劑固化的關(guān)鍵之一，低游離甲醛含量脲醛樹脂膠粘劑用銨鹽固化時，固化速度變得很慢，其主要原因之一也是由于體系PH值降低較慢、降幅較小所致。專利200610066710. X提供一種用于膠合板的脲醛樹脂及其制備方法，通過在脲醛樹脂的合成過程中添加為甲醛和尿素總重量0. Of I %的高吸水性樹脂或在脲醛樹脂膠調(diào)制過程中添加為脲醛樹脂總重量0. Of I %的高吸水性樹脂，有效防止了膠合板生產(chǎn)中涂膠單板的陳化過度，保證涂膠單板即使在風(fēng)大、濕度低的情況下進行長時間的陳化，也不會出現(xiàn)板坯預(yù)壓效果不好和在膠合板熱壓后出現(xiàn)開膠情況；基本不改變原有合成與調(diào)膠工藝，簡單易行，成本低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種人造板用脲醛樹脂改性調(diào)制方法，該脲醛樹脂在固化階段通過加入復(fù)合固化劑可以抑制和吸收由于樹脂水解釋放游離甲醛，進一步去除人造板中的游離甲醛，做到板坯預(yù)壓時不開膠、微甲醛釋放、耐水性能好的脲醛樹脂膠粘劑，并可以制得無公害、污染小、綠色環(huán)保型人造板。一種人造板用脲醛樹脂，由以下重量份數(shù)計的原料制備而成，
尿素100份
甲醛(37%wt)110 120 份、
氫氧化鈉0. I 0. 4份、
過硫酸銨4 6份、
助劑2 3份、
酸I I. 5份；其中所述的助劑為氯化銨、三乙醇胺的一種或兩種混合物；
其中所述的酸為甲酸、草酸或鹽酸中的一種。上述人造板用脲醛樹脂的改性調(diào)制方法，按照下述步驟進行尿素在整個過程中分批加入，先將110 120份甲醛(37%wt)溶液投入到反應(yīng)釜中，O. I O. 4份氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH在7. 2 7. 5，攪拌加熱至60°C，加入60份尿素，保溫O. 5，完成預(yù)混過程；再加熱至 95 98°C，再加入7份尿素，pH在7. 2 7. 5，反應(yīng)O. 5 I. O小時，用甲酸溶液調(diào)節(jié)pH在 7. 2 7. 5，反應(yīng)O. 5 I. O小時，完成線型縮聚過程；繼續(xù)加入20份尿素，用甲酸溶液調(diào)節(jié) pH至4. 8 5. 1，控制反應(yīng)溫度在85 90°C左右繼續(xù)反應(yīng)O. 6 I. 5小時，完成了體型交聯(lián)縮聚反應(yīng)過程，反應(yīng)釜夾套內(nèi)通入冷卻水，再加入13份尿素，4 6份過硫酸銨、助劑2 3份、I I. 5份酸反應(yīng)，蒸餾出水，冷卻，出料。上述方案制得的脲醛樹脂膠黏劑產(chǎn)品固含量為50 55%，游離甲醛含量在 O. 05% O. 1%之間，膠液粘度在100 200 mPa · S，用其制造的人造板游離甲醛釋放量為 (O. 3mg/L,符合國家E1 E0級人造板環(huán)保標準。本發(fā)明具有以下優(yōu)點
I、通過甲醛與尿素“分批加入、多點分段”，有效調(diào)節(jié)縮合反應(yīng)各階段加料量、PH值與溫度的控制體系；從微觀促進“體型”有機小分子的形成；提高縮聚程度，降低羥甲基、亞甲基醚、半縮甲醛的含量，減少可能因環(huán)境條件變化產(chǎn)生的甲醛。2、添加復(fù)合固化劑來調(diào)制脲醛樹脂縮合階段的反應(yīng)過程，樹脂中存在的經(jīng)甲基和二亞甲基醚鍵，受溫度影響容易斷裂分解而釋放出甲醛，在酸性環(huán)境和水分存在的條件下， 分解反應(yīng)進一步加速，樹脂的酸性增大，釋放出甲醛。
具體實施例方式本發(fā)明人造板中游離甲醛釋放量的測定方法將直徑為15cm定量濾紙浸人到上述脲醛樹脂膠液中，將浸透膠液的濾紙放在室溫下風(fēng)干30min，然后在溫度為100°C的烘箱中加熱lOmin，將完全固化的濾紙取出用于甲醛釋放量的測定。生產(chǎn)脲醛樹脂膠黏劑的原料投料比為，以尿素用量為100重量份作為計算基準， 主要有110 120份甲醛(37%wt)、0. I O. 4份氫氧化鈉、4 6份過硫酸銨、助劑2 3 份、I I. 5份酸反應(yīng)制得。實施例I
原料組成及含量甲醛110份(37%wt) 800Kg、尿素100份580Kg、氫氧化鈉O. I份 7. 3kg、過硫酸銨4份26kg、2份氯化銨14. 5kg, I份鹽酸6. 5kg,尿素在整個過程中分四批加入。首先，在反應(yīng)釜中，加入800Kg甲醛溶液，加入7. 3kg氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH在7. 2，拌加熱至60°C，加入360Kg尿素，保溫O. 5小時，完成預(yù)混過程；再加熱至95°C，再加入40Kg尿素，pH在7. 2，反應(yīng)O. 5小時，用甲酸溶液調(diào)節(jié)pH在7. 2，反應(yīng)O. 5小時，完成線型縮聚過程； 繼續(xù)加入115Kg尿素，用甲酸溶液調(diào)節(jié)pH至4. 8，控制反應(yīng)溫度在85°C左右繼續(xù)反應(yīng)O. 6 小時，完成了體型交聯(lián)縮聚反應(yīng)過程，反應(yīng)釜夾套內(nèi)通入冷卻水,再加入75Kg尿素、過硫酸銨4份26kg、2份氯化銨14. 5kg，I份甲酸6. 5kg，蒸餾出水，冷卻，出料。所得產(chǎn)品檢測結(jié)果如下固含量50%
游離甲醒0. 05%
膠液粘度IOOmPa s 游離甲醒釋放量為0. 28mg/L 實施例2
原料組成及含量甲醛115份(37%wt) 1672Kg、尿素100份1160Kg、氫氧化鈉0. 2份 15. 2kg、過硫酸銨5份32kg、2. 5份氯化銨18kg, I份草酸6. 5kg,尿素在整個過程中分四批加入。首先，在反應(yīng)釜中，加入1672Kg甲醛溶液，加入15. 2kg氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH在7. 4，拌加熱至60°C，加入720Kg尿素，保溫0. 5小時，完成預(yù)混過程；再加熱至96°C，再加入80Kg 尿素，pH在7. 4，反應(yīng)0. 8小時，用甲酸溶液調(diào)節(jié)pH在7. 3，反應(yīng)0. 8小時，完成線型縮聚過程；繼續(xù)加入230Kg尿素，用甲酸溶液調(diào)節(jié)pH至5，控制反應(yīng)溫度在87°C左右繼續(xù)反應(yīng)I. 2 小時，完成了體型交聯(lián)縮聚反應(yīng)過程，反應(yīng)釜夾套內(nèi)通入冷卻水，再加入150Kg尿素、過硫酸銨5份32kg、2. 5份氯化銨18kg，I份草酸6. 5kg，蒸餾出水，冷卻，出料。所得產(chǎn)品檢測結(jié)果如下
固含量52%
游離甲醛含量0.07%
膠液粘度80mPa s 游離甲醒釋放量為0. 25mg/L 實施例3
原料組成及含量甲醛120份(37%wt) 1745Kg、尿素100份1160Kg、氫氧化鈉0. 4份 30. 4kg、過硫酸銨6份38kg、3份三乙醇胺21kg, I. 5份鹽酸9. 7kg,尿素在整個過程中分四批加入。首先，在反應(yīng)釜中，加入1745Kg甲醛溶液，加入30. 4kg氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH在7. 4，拌加熱至60°C，加入720Kg尿素，保溫I小時，完成預(yù)混過程；再加熱至98°C，再加入80Kg尿素，pH在7. 5，反應(yīng)I小時，用甲酸溶液調(diào)節(jié)pH在7. 5，反應(yīng)I小時，完成線型縮聚過程；繼續(xù)加入230Kg尿素，用甲酸溶液調(diào)節(jié)pH至5，控制反應(yīng)溫度在90°C左右繼續(xù)反應(yīng)I. 5小時， 完成了體型交聯(lián)縮聚反應(yīng)過程，反應(yīng)釜夾套內(nèi)通入冷卻水,再加入150Kg尿素、過硫酸銨6 份381^、3份三乙醇胺211^，1.5份鹽酸9. 7kg，蒸餾出水，冷卻，出料。所得產(chǎn)品檢測結(jié)果如下
固含量55%
游尚甲醒含量0.06%
膠液粘度180mPa s 游離甲醒釋放量為0. 26mg/L。
權(quán)利要求
1.一種人造板用脲醛樹脂，其特征在于由以下重量份數(shù)計的原料制備而成，尿素甲醒(37%wt) 氫氧化鈉過硫酸銨.100 份、 110 120 份、.O. I O. 4 份、.4 6份、.2 3份、助劑酸.I I. 5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種人造板用脲醛樹脂，其特征在于其中所述的助劑為氯化銨、三乙醇胺的一種或兩種混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種人造板用脲醛樹脂，其特征在于其中所述的酸為甲酸、 草酸或鹽酸中的一種。
4.權(quán)利要求I所述的一種人造板用脲醛樹脂的改性調(diào)制方法，其特征在于按照下述步驟進行尿素在整個過程中分批加入，先將110 120份甲醛(37%wt)溶液投入到反應(yīng)釜中，O. I O. 4份氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH在7. 2 7. 5，攪拌加熱至60°C，加入60份尿素，保溫.0.5，完成預(yù)混過程；再加熱至95 98°C，再加入7份尿素，pH在7. 2 7. 5，反應(yīng)O. 5 .1.O小時，用甲酸溶液調(diào)節(jié)pH在7. 2 7. 5，反應(yīng)O. 5 I. O小時，完成線型縮聚過程；繼續(xù)加入20份尿素，用甲酸溶液調(diào)節(jié)pH至4. 8 5. 1，控制反應(yīng)溫度在85 90°C左右繼續(xù)反應(yīng)O. 6 I. 5小時，完成了體型交聯(lián)縮聚反應(yīng)過程,反應(yīng)釜夾套內(nèi)通入冷卻水,再加入13份尿素，4 6份過硫酸銨、助劑2 3份、I I. 5份酸反應(yīng)，蒸餾出水，冷卻，出料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種人造板用脲醛樹脂及其改性調(diào)制方法，屬于膠黏劑行業(yè)領(lǐng)域。該脲醛樹脂在固化階段通過加入復(fù)合固化劑，該復(fù)合固化劑為過硫酸銨、助劑、酸組成，可以抑制和吸收由于樹脂水解釋放游離甲醛，進一步去除人造板中的游離甲醛，做到板坯預(yù)壓時不開膠、微甲醛釋放、耐水性能好的脲醛樹脂膠粘劑，脲醛樹脂膠黏劑產(chǎn)品固含量為50～55%，游離甲醛含量在0.05%～0.1%之間，膠液粘度在100～200mPa·s，用其制造的人造板游離甲醛釋放量為0.3mg/L以下，是一種無公害、污染小、綠色環(huán)保型人造板。
文檔編號C09J11/04GK102585129SQ201210037349
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者嚴生虎, 劉建武, 張躍, 沈介發(fā) 申請人:常州大學(xué)