CN101302412B - 三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂 - Google Patents
三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂(MUF)木材胶粘剂，属木材加工生产技术领域。该胶粘剂由三聚氰胺(M)、尿素(U)、甲醛(F)共缩聚而成，其主要特征在于甲醛一次加入而尿素和三聚氰胺分次加入，而且三聚氰胺用量占尿素与三聚氰胺用量总合的40％以上，其中：甲醛于反应开始阶段一次加入，第一次尿素与第一次三聚氰胺于反应初期加入；加入第一次尿素后，甲醛与尿素的摩尔比控制在2.9以上；第二次三聚氰胺于反应中期加入；第二次尿素于反应后期加入。本发明的三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂具有稳定性好、性能优异等优点，用于人造板特别是高性能人造板及胶合木等生产，也可用于浸渍纸生产。
Description
技术领域：
本发明涉及一种三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂(MUF)木材胶粘剂，属木材加工中人造板生产技术领域。
背景技术：
酚醛树脂(PF)、脲醛树脂(UF)和三聚氰胺甲醛树脂(MF)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，脲醛树脂具有固化速度快和制造使用成本低等显著优点，但存在易水解和甲醛释放等缺陷，而三聚氰胺甲醛树脂虽然固化速度快同时具有良好的耐水性能，但胶层易脆且成本较高。改进上述传统甲醛树脂的性能并开发满足新型产品需求的木材胶粘剂是市场的迫切需要，共缩聚是当前最有效的途径之一。
目前，大量文献报道了通过添加少量三聚氰胺以改进脲醛树脂性能的UMF共缩聚树脂，其中三聚氰胺用量通常控制在尿素与三聚氰胺总量的35％以下。利用三聚氰胺的高反应活性以及其化学结构的稳定性，低摩尔比脲醛树脂的强度性能明显改善，其甲醛释放量也能得到有效控制。
UMF共缩聚树脂本质上只能用于室内胶合制品以及非结构领域，开发高性能MUF树脂，生产室外及恶劣环境下使用的胶合制品是市场的迫切需求，特别是木结构建筑构件的生产，UMF共缩聚树脂无法满足其性能要求，而传统的酚醛类树脂存在固化速度慢且生产成本高的缺陷。三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂(MUF)被认为是最有发展前景的高性能树脂之一，但MUF制造和使用过程中存在贮存稳定性差和制造成本高等缺陷，同时，如何有效提高共缩聚也是技术的关键所在。
专利申请“稳定的三聚氰胺脲甲醛液体树脂”(公开号CN 1527853A)公开了一种制造稳定的三聚氰胺脲甲醛液体树脂的制造方法，其中甲醛分次加入而尿素、三聚氰胺一次加入，同时反应初期尿素与甲醛的摩尔比控制在1.5-2.9之间；
文献“MUF共缩合树脂的研制”报道了一种MUF共缩聚树脂合成原理，其中甲醛可一次加入，也可分次加入，但尿素和三聚氰胺一次加入。
目前，UMF共缩聚树脂通常以脲醛树脂初聚物为合成起点，即首先合成脲醛树脂，然后再在此基础上合成共缩聚树脂，这样的合成路线妨碍了三聚氰胺、尿素、甲醛之间的共缩聚并对树脂的稳定性能等产生消极影响。需要特别指出的是，在上述合成路线下，随着三聚氰胺用量的增加，树脂的稳定性逐渐下降，因此，该合成路线限制了三聚氰胺的用量，因此，树脂性能也受到限制。
经文献检索，未见与本发明相同的公开报道。
参考文献：
1.杜官本等。尿素-三聚氰胺-甲醛共缩聚树脂应用进展。林产工业，2002，29(4)：13～18
2.钟建荣。MUF共缩合树脂的研制。粘接。2006，27(3)：25～26。
3.CN 1527853A。稳定的三聚氰胺脲甲醛液体树脂。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术之不足，而提供一种合成的MUF共缩聚树脂贮存稳定、性能优异，优化合成路线，工艺易控制的三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂(MUF)木材胶粘剂及制备方法。
本发明在现有技术的基础上改进而成。本方法所用的设备为常规设备。
本发明的三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂，由三聚氰胺、尿素、甲醛共缩聚而成，其中：三聚氰胺的量占尿素和三聚氰胺量总合的40％以上，外观为无色或乳白色液体，固含量为50-65％，pH为8.0-11.0，储存期7天以上。
本发明的三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂，其制备方法如下：
a.反应开始阶段一次加入计量的甲醛，调整pH值在9.0-9.5之间；搅拌下加入第一次尿素和第一次三聚氰胺，控制甲醛与尿素的摩尔比F/U在2.9以上，甲醛与尿素、三聚氰胺的摩尔比F/(U+M)在2.7-3.3之间；反应10-30分钟后逐渐升温到90～99℃；
b.在90～99℃条件下保温反应20-60分钟后，调整pH值在4.5-7.5之间，保温反应30-120分钟；
c.调整pH值在8.5-9.5之间，控制温度在85～95℃条件下，加入第二次三聚氰胺，控制甲醛与尿素、三聚氰胺的摩尔比F/(U+M)在2.1-2.7之间，保温反应至水数2-5；
d 维持pH值在8.5-9.5之间，降低体系温度在55～75℃之间，加入第二次尿素；控制甲醛与尿素、三聚氰胺的摩尔比F/(U+M)在1.5-2.1之间；
e.继续反应20-50分钟后自然冷却，得到三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂。
本发明所合成的三聚氰胺-尿素-甲醛(MUF)共缩聚树脂贮存稳定、性能优异，主要用于人造板特别是具有较高防潮性能要求的人造板及胶合木等生产，也可用于浸渍纸生产。
具体实施方式：
实施例1：
该胶粘剂由三聚氰胺、尿素、甲醛共缩聚而成，其中：
a.取甲醛2.9摩尔，调整pH值在9.0，搅拌下分次加入第一次尿素1摩尔和第一次三聚氰胺0.05摩尔，反应10分钟后升温到90℃；
b.在90℃条件下保温反应60分钟后，调整pH值在7.5，保温反应120分钟；
c.调整pH值在8.5，控制温度在85℃条件下，加入第二次三聚氰胺0.35摩尔，保温反应至水数5；
d.维持pH值在8.5，降低体系温度在55℃，加入第二次尿素0.2摩尔；
e.继续反应50分钟后自然冷却，得到三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂。
实施例2：
该胶粘剂由三聚氰胺、尿素、甲醛共缩聚而成，其中：
a.取甲醛3.3摩尔，调整pH值在9.2，搅拌下分次加入第一次尿素1.04摩尔和第一次三聚氰胺0.06摩尔，反应20分钟后升温到94℃；
b.在94℃条件下保温反应40分钟后，调整pH值在4.5，保温反应60分钟；
c.调整pH值在9.0，控制温度在90℃条件下，加入第二次三聚氰胺0.40摩尔，保温反应至水数2；
d.维持pH值在9.0，降低体系温度在65℃，加入第二次尿素0.2摩尔；
e.继续反应35分钟后自然冷却，得到三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂。
实施例3：
该胶粘剂由三聚氰胺、尿素、甲醛共缩聚而成，其中：
a.取甲醛3.3摩尔，调整pH值在9.5，搅拌下分次加入第一次尿素1.04摩尔和第一次三聚氰胺0.06摩尔，反应30分钟后升温到99℃；
b.在99℃条件下保温反应20分钟后，调整pH值在5.5，保温反应30分钟；
c.调整pH值在9.5，控制温度在95℃条件下，加入第二次三聚氰胺0.40摩尔，保温反应至水数4；
d.维持pH值在9.5，降低体系温度在75℃之间，加入第二次尿素0.2摩尔；
e.继续反应20分钟后自然冷却，得到三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂。
Claims (1)
1.一种三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂的制备方法，其特征在于该制备方法的具体步骤如下：
a.反应开始阶段一次加入计量的甲醛，调整pH值在9.0-9.5之间；搅拌下加入第一次尿素和第一次三聚氰胺，控制甲醛与尿素的摩尔比F/U在2.9以上，甲醛与尿素、三聚氰胺的摩尔比F/(U+M)在2.7-3.3之间；反应10-30分钟后逐渐升温到90～99℃；
b.在90～99℃条件下保温反应20-60分钟后，调整pH值在4.5-7.5之间，保温反应30-120分钟；
c.调整pH值在8.5-9.5之间，控制温度在85～95℃条件下，加入第二次三聚氰胺，控制甲醛与尿素、三聚氰胺的摩尔比F/(U+M)在2.1-2.7之间，保温反应至水数2-5；
d.维持pH值在8.5-9.5之间，降低体系温度在55～75℃之间，加入第二次尿素；控制甲醛与尿素、三聚氰胺的摩尔比F/(U+M)在1.5-2.1之间；
e.继续反应20-50分钟后自然冷却，得到三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂；
其中：三聚氰胺的量占尿素和三聚氰胺量总和的40％以上；
外观为无色或乳白色液体，固含量为50-65％，pH为8.0-11.0，储存期7天以上。
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