CN101100591A - 苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂及其制备方法，属木材加工中人造板生产技术领域。该胶粘剂由甲醛、尿素、苯酚共缩聚而成，其主要特征在于单一介质环境以及甲醛、尿素分次加入。在熔化的苯酚中加0.1-0.8摩尔NaOH水溶液和浓度为37％甲醛水溶液，搅拌下加入第一次尿素，反应10分钟后逐渐升温到90～99℃，保温反应30分钟后，加入第二次甲醛水溶液，继续保温反应，粘度达到100～800Pa/s后加入第二次尿素，继续反应20分钟后冷却放料。本发明的苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂具有与纯酚醛树脂相似的胶合性能，同时具有固化速度快、成本低等优点，可替代目前广泛使用的酚醛树脂木材胶粘剂，并适合各种人造板的生产。
Description
技术领域：
本发明涉及一种苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂及其制备方法，属木材加工中人造板生产技术领域。
背景技术：
酚醛树脂(PF)和脲醛树脂(UF)是人造板生产最重要的胶粘剂，其中酚醛树脂主要用于结构人造板和室外型人造板的生产，酚醛树脂虽然具有一系列优点，但其固化速率低，同时成本高，而脲醛树脂具有固化速度快和制造使用成本低等显著优点。因此，通过引入尿素单体实施苯酚-尿素-甲醛共缩聚，不仅可显著降低成本，同时也有利于提高酚醛树脂的反应速度。
万秀平[1]曾对PUF树脂发生共缩聚反应的可能性作了初步的探讨，指出了各种羟甲基酚及酚醛树脂的低聚物处在各种羟甲脲或脲醛树脂低聚物水深液的氛围之中，有充分的反应条件和机率，相互之间可以进行交联反应，形成亚甲基交联键或亚甲基醚键交联键。Pizzi等[2]人用低聚合度PF与占质量42％的尿素在碱性条件下反应的方法合成了PUF共缩聚树脂，该树脂的固化速度及其性能比在同等条件下合成的PF树脂更好。他同时还认为在碱性条件下，往PF树脂中加入尿素，邻/对位酚羟基基团均能与尿素反应，使PF分子链增长，邻位和对位酚羟基与尿素反应的速度均快于不加入尿素时的缩聚反应速度，树脂结构分析证实了-CH2-NH-的存在。Kim等[3]也发现向PF树脂中加入少量的尿素，PF树脂的聚合度迅速加大，此外，Tomita[4]提出一种以先制得聚羟甲基酚再加入尿素而合成的PUF树脂的结构。
上述文献中PUF合成以脲醛树脂或酚醛树脂的低聚物为起点，专利申请人[5]首先以苯酚、尿素和甲醛为起点合成了一种苯酚-尿素-甲醛(PUF)共缩聚树脂，并对树脂性能和结构进行了全面的分析评估。结果表明：所合成的共缩聚树脂贮存稳定，固化速度快，差热分析和热重分析表明苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂的热行为与酚醛树脂十分相似而与脲醛树脂显著不同。同时，结构分析表明PUF树脂中存在着o-ph-CH2-NHCO-和p-ph-CH2-NHCO-结构单元，从而证明了共缩聚反应的存在。
中国专利CN1974624A[6]公开了傅深渊等人尿素-苯酚-甲醛共缩聚树脂生产方法，该方法合成线路与传统脲醛树脂相似，即碱-酸-碱合成方法。
经文献检索，未见与本发明相同的公开报道。
参考文献
1.万秀平。酚醛树脂改性脲醛树脂胶粘剂的研究J]。北京林业大学学报。1993，15(4)：72～79
2.A。Pizzi et al。Alkaline PF Resins Linear Extension by Urea Condensation with HydrobenzylalcoholGroups Applied Polymer Science.1993，(50)，2201～2207。
3.Moon G.Kim et al。Effects of Urea Addition to Phenol-formaldehyde Resin Binders for Orientedstrandboard.Wood Chemistry and Technology.1996，16(1)：21～34。
4.Tomita。Synthesis of Phenol-Urea-Formaldehyde Cocondensed Resins from UF-concentrate andPhenol.Holztorschung.1994，48(6)：522～526。
5.杜官本等。苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂研制[J]合成与分析。林业科学。2000，36(5)：73～77。
6.CN 1974624A尿素-苯酚-甲醛共缩聚树脂及其生产方法。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种单一介质环境的技术路线，有效实施苯酚、尿素、甲醛共缩聚，所合成的苯酚-尿素-甲醛(PUF)共缩聚树脂与酚醛树脂性能相似，成本更低，固化效率更高的苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂及其制备方法。
本发明的胶粘剂由苯酚、尿素、甲醛共缩聚而成，其中：
a.苯酚与尿素的摩尔比为1∶0.1～0.9；
b.苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂外观淡黄或淡红褐色液体，固含量是45-55％，pH是9.0-11.0，储存期7天以上。
本发明的苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂制备方法步骤如下(以下份数为重量份数)：
a.取94份苯酚，加0.1-0.8摩尔NaOH水溶液和100份37％的甲醛水溶液，搅拌下分次加入尿素总量90％的第一次尿素，反应10分钟后逐渐升温到90～99℃；
b.在90～99℃条件下保温反应30分钟后，第二次加入37％的甲醛水溶液42份，继续保温反应；
c.粘度达到100～800Pa/s后第二次加入尿素总量10％的尿素，继续反应20分钟后冷却放料。得到苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂。
本方法所用的设备为常规设备。
本发明所合成的苯酚-尿素-甲醛(PUF)共缩聚树脂与酚醛树脂性能相似，但成本更低，固化效率更高，可替代目前广泛使用的酚醛树脂木材胶粘剂，并适合各种人造板的生产。
具体实施方式：
本方法实施例所用的设备为常规设备。
实施例1：(每份为重量份数，克或千克)
该胶粘剂由苯酚、尿素、甲醛共缩聚而成，其中：
a.苯酚与尿素的摩尔比为1∶0.1；
b.苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂外观为淡黄或淡红褐色液体，固含量是50％，pH是9.0，储存期7天以上；
该胶粘剂制备方法步骤如下(以下份数为重量份数)：
a.取94份苯酚，加0.1摩尔NaOH水溶液和100份37％的甲醛水溶液，搅拌下分次加入第一次尿素5.4份，反应10分钟后逐渐升温到90℃；
b.在90℃条件下保温反应30分钟后，加入第二次甲醛水溶液42份，继续保温反应；
c.粘度达到100Pa/s后第二次加入尿素总量10％的尿素0.6份，继续反应20分钟后冷却放料。得到苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂。
实施例2：(每份为重量份数，克或千克)
该胶粘剂由苯酚、尿素、甲醛共缩聚而成，其中：
a.苯酚与尿素的摩尔比为1∶0.25；
b.苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂外观为淡黄或淡红褐色液体，固含量是50％，pH是10.0，储存期7天以上。
该胶粘剂制备方法步骤如下(以下份数为重量份数)：
a.取94份苯酚，加0.6摩尔NaOH水溶液和100份37％的甲醛水溶液，搅拌下分次加入第一次尿素13.5份，反应10分钟后逐渐升温到95℃；
b.在95℃条件下保温反应30分钟后，加入第二次甲醛水溶液42份，继续保温反应；
c.粘度达到500Pa/s后第二次加入尿素总量10％的尿素1.5份，继续反应20分钟后冷却放料。得到苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂。
实施例3：(每份为重量份数，克或千克)
该胶粘剂由苯酚、尿素、甲醛共缩聚而成，其中：
a.苯酚与尿素的摩尔比为1∶0.9；
b.苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂外观为淡黄或淡红褐色液体，固含量是50％，pH是11.0，储存期7天以上。
该胶粘剂制备方法步骤如下(以下份数为重量份数)：
a.取94份苯酚，加0.8摩尔NaOH水溶液和100份37％的甲醛水溶液，搅拌下分次加入第一次尿素48.6份，反应10分钟后逐渐升温到99℃；
b.在99℃条件下保温反应30分钟后，第二次加入37％的甲醛水溶液42份，继续保温反应；
c.粘度达到800Pa/s后第二次加入尿素总量10％的尿素5.4份，继续反应20分钟后冷却放料。得到苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂。
Claims (2)
1、一种苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂，其主要特征在于单一介质环境以及甲醛、尿素分次加入；其中：
a.苯酚与尿素的摩尔比为1∶0.1～0.9；
b.苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂外观为淡黄或淡红褐色液体，固含量是45-55％，pH是9.0-11.0，储存期7天以上。
2、权利要求1所述木材胶粘剂的制备方法，其特征在于制备方法步骤如下：
a.取94份苯酚，加0.1-0.8摩尔NaOH水溶液和100份37％的甲醛水溶液，搅拌下分次加入尿素总量90％的第一次尿素，反应10分钟后逐渐升温到90～99℃；
b.在90～99℃条件下保温反应30分钟后，第二次加入37％的甲醛水溶液42份，继续保温反应；
c.粘度达到100～800Pa/s后第二次加入尿素总量10％的尿素，继续反应20分钟后冷却放料，得到苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂。
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| CN113667432A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-19 | 广东省林业科学研究院 | 一种基于改性胶粘剂和新型组坯方式的竹基纤维复合材料及其制备方法和应用 |
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