超低甲醛釋放量的一種脲醛樹脂工業(yè)化生產(chǎn)方法
【專利摘要】超低甲醛釋放量的一種脲醛樹脂工業(yè)化生產(chǎn)方法，涉及化工原料的合成技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明為一種特殊結(jié)構(gòu)的弱酸起始的合成工藝，在酸性條件下，甲醛和尿素形成二羥甲基縮醛，生成亞甲基脲和以亞甲基鍵連接的低分子化合物，通過混合胺基的改性，制成的產(chǎn)品具有一定的耐水特性，在保證一定的物理強(qiáng)度基礎(chǔ)上，具有甲醛釋放低等特點，膠粘劑中甲醛釋放量小于3mg/100g。
【專利說明】
超低甲醛釋放量的一種脲醛樹脂工業(yè)化生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及化工原料的合成技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]脲醛樹脂膠粘劑是我國木材工業(yè)用量的最大的纖維用合成樹脂膠粘劑。隨著改性脲醛樹脂膠粘劑的改性研究及其應(yīng)用的不斷深入，樹脂綜合性能得到明顯提高，但由于脲醛樹脂膠粘劑中游離甲醛含量高，其粘接產(chǎn)品以及在生產(chǎn)過程中散發(fā)出來的游離甲醛對環(huán)境造成的污染污染，已成為嚴(yán)重的社會問題。歐洲美國日本等發(fā)達(dá)國家，對人造板甲醛釋放量限量標(biāo)均有嚴(yán)格的規(guī)定，如美國的carb法案，日本的F4星標(biāo)準(zhǔn)等，已成為中國出口人造板的貿(mào)易壁皇，所以為適應(yīng)人造板發(fā)展的需求，提供纖維板超低甲醛釋放膠粘劑，顯得尤為迫切。
[0003]超低甲醛釋放的標(biāo)準(zhǔn)，瑞典宜家要求《0.4mg/100g，日本F4星標(biāo)準(zhǔn)為0.3mg/100g，而其物理學(xué)指標(biāo)還滿足相關(guān)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種生產(chǎn)成本低，物理力學(xué)性能指標(biāo)優(yōu)，膠粘制品甲醛釋放量小的一種脲醛樹脂工業(yè)化生產(chǎn)方法。
[0005]本發(fā)明包括以下步驟:
1)將質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為37%的甲醛與第一種氨基化合物水溶液混合；
2)升溫到45?55°C后，再加入第二種氨基化合物；
3)Na0H溶液調(diào)整PH值至6.0?6.5后，再加入尿素；
4)升溫至75± 2°C，用甲酸溶液或氨基溶液調(diào)整PH值至4.0?5.1、反應(yīng)粘度至15?17S后，再調(diào)整PH至5.0?6.5后加入第三種氨基化合物和尿素至反應(yīng)粘度為21?25S;
5)Na0H溶液調(diào)整PH值8.0，再分次加入尿素，進(jìn)行反應(yīng)；
6)反應(yīng)結(jié)束后溫度降至40°C± 2，調(diào)整PH值至7.5?8.0，出料，得膠粘劑。
[0006]本發(fā)明為一種特殊結(jié)構(gòu)的弱酸起始的合成工藝，在酸性條件下，甲醛和尿素形成二羥甲基縮醛，生成亞甲基脲和以亞甲基鍵連接的低分子化合物，通過混合胺基的改性，制成的產(chǎn)品具有一定的耐水特性，在保證一定的物理強(qiáng)度基礎(chǔ)上，具有甲醛釋放低等特點，膠粘劑中甲醛釋放量小于3mg/100g。
[0007]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述第一種氨基化合物水溶液由質(zhì)量比為90:10:100的C3H6N6、C6H12N4和水組成;所述第一種氨基化合物水溶液與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為37%的甲醛的混合質(zhì)量比為1:4?10。所述氨基化合物的作用，改善所合成的膠黏劑的耐水性能，控制縮聚反應(yīng)的時間，形成以亞甲基鍵為主要連接方式的較長分子鏈的多種低分子聚合體，提供膠的膠合強(qiáng)度，縮短固化時間。
[0008]所述第二種氨基化合物由質(zhì)量比為80: 20的C2H4N4和C6H12N4組成，第二種氨基化合物與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為37%的甲醛質(zhì)量比為1:200?300。所述第二種氨基化合物主要起到調(diào)節(jié)縮聚反應(yīng)時間的作用，使反應(yīng)控制在70?100分鐘左右緩慢進(jìn)行。從反應(yīng)物溫度達(dá)70°C開始，到第一霧點出現(xiàn)。
[0009]第一次加入的尿素與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為37%的甲醛的質(zhì)量比1:3?4，使反應(yīng)在較高摩爾比下進(jìn)行，可以生成一定的二羥甲基脲，保證縮聚后樹脂分子含有足夠的羥甲基。
[0010]所述步驟4)中，第三種氨基化合物和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為37%的甲醛的質(zhì)量比為1:20?30。在縮聚后期嵌入疏水基團(tuán)，可改善樹脂耐水性能，提尚穩(wěn)定性。
[0011]所述步驟5)中，分兩次加入尿素，第一次加入的尿素與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為37%的甲醛的質(zhì)量比為1: 5.5?6.5，15分鐘后，第二次加入尿素，第二次加入的尿素與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為37%的甲醛的質(zhì)量比為1:10?16。多次加入尿素，可以充分降低游離醛，
所述尿素質(zhì)量濃度為98%。為尿素生產(chǎn)工藝品含量標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品易得。
[0012]所述NaOH溶液的質(zhì)量濃度25%，方便配制和使用。
[0013]第三種氨基化合物為C3H6N6。
【具體實施方式】
[0014]一、原材料準(zhǔn)備:
濃度為37%甲醛6000kg。
[0015]尿素(GB2440-81v)含量為98%，總量4850kg分4份:
第一份1750 kg、第二份1650 kg、第三份950 kg、第四份500 kg。
[0016]濃度(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為3%的鹽酸10?15kg ο
[0017]濃度(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為25%的氫氧化鈉溶液10?15kg。
[0018]氨基化合物A溶液:由質(zhì)量比為90:10的C3H6N6和C6H12N4組成，共600 kg，加入600kg水?dāng)嚢瑁频?200 kg氨基化合物A溶液。
[0019]氨基化合物B:由質(zhì)量比為80:20的C2H4N4和C6H12N4組成，共30 kg。
[0020]氨基化合物C:C3H6N6 ,250 kg。
[0021]二、操作工藝:
1、向10000L反應(yīng)釜中投入甲醛(6000kg)和氨基化合物A溶液(1200 kg)，用蒸汽加熱，
使反應(yīng)釜內(nèi)溫度至45?55 °C。
[0022]2、繼續(xù)投入氨基化合物B( 30kg)，攪拌5分鐘后，用氫氧化鈉溶液調(diào)整PH值至6.0?6.5，經(jīng)過70?100分鐘左右聚合。
[0023]3、投入第一份尿素(1750 kg)。
[0024]4、當(dāng)溫度升至75 ± 2°C時用甲酸溶液或氨基溶液調(diào)整PH值至4.0?5.1，控制溫度不超多90°C，當(dāng)粘度達(dá)15?17S時，為第一終點。
[0025]5、迅速加入氨基化合物C和第二份尿素(1650 kg)，以粘度達(dá)19?25S為第二終點。
[0026]
6、加入氫氧化鈉溶液調(diào)整PH值8.0，加入第三份尿素(950 kg)，保證反應(yīng)15分鐘。
[0027]7、加入第四份尿素(500 kg)，反應(yīng)15分鐘后，降溫至40±2°C出料。
[0028]三、成品膠質(zhì)量:
外觀:透明或黃白乳狀液體。
[0029]PH(25°C):8.0 ?8.5。
[0030]密度:1.19?1.23g/cm30
[0031]粘度(25°C):15?17S(涂 4#杯)。
[0032]固含量:54±1%。
[0033]固化時間:125?175S。
[0034]溶水倍數(shù)1.5?1.7。
[0035]游離甲醛0.01%?0.05%。
【主權(quán)項】
1.超低甲醛釋放量的一種脲醛樹脂工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟: I)將質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為37%的甲醛與第一種氨基化合物水溶液混合； 2 )升溫到45?55 V后，再加入第二種氨基化合物； 3)NaOH溶液調(diào)整PH值至6.0?6.5后，再加入尿素； 4)升溫至75± 2 °C，用甲酸溶液或氨基溶液調(diào)整PH值至4.0?5.1、反應(yīng)粘度至15?17S后，加入第三種氨基化合物和尿素反應(yīng)至反應(yīng)粘度為21?25S ； 5 )NaOH溶液調(diào)整PH值8.0，再分次加入尿素，進(jìn)行反應(yīng)； 6)反應(yīng)結(jié)束后溫度降至40 ± 2°C，調(diào)整PH值至7.5?8.0，出料，得膠粘劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)方法，其特征在于:所述第一種氨基化合物水溶液由質(zhì)量比為90:10:100的C3H6N6、C6H12N4和水組成;所述第一種氨基化合物水溶液與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為37%的甲醛的混合質(zhì)量比為1:4?10。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)方法，其特征在于:所述第二種氨基化合物由質(zhì)量比為80:20的C2H4N4和C6H12N4組成，所述第二種氨基化合物與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為37%的甲醛質(zhì)量比為1:200?300。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)方法，其特征在于:第一次加入的尿素與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為37%的甲醛的質(zhì)量比為1:3?4。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)方法，其特征在于:所述步驟4)中，第三種氨基化合物和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為37%的甲醛的質(zhì)量比為1:20?30。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)方法，其特征在于:所述步驟5)中，分兩次加入尿素，第一次加入的尿素與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為37%的甲醛的質(zhì)量比為1: 5.5?6.5，15分鐘后，第二次加入尿素，第二次加入的尿素與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為37%的甲醛的質(zhì)量比為1:10?16。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)方法，其特征在于:所述尿素質(zhì)量濃度為98%。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)方法，其特征在于:所述NaOH溶液的質(zhì)量濃度25%。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)方法，其特征在于:第三種氨基化合物為C3H6N6。
【文檔編號】C09J161/30GK105820783SQ201610154822
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】陳曉平, 劉潤興, 陳靜涵
【申請人】揚州捷高新材料科技有限公司