CN101955745B - 用于制造集装箱底板用胶合板的四元树脂胶合剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于制造集装箱底板用胶合板的四元树脂胶合剂，各组分的摩尔比为甲醛∶尿素∶三聚氰胺∶聚乙烯醇＝1∶0.4～0.53∶0.15～0.17∶0.02～0.03；制备方法：反应釜中加甲醛、聚乙烯醇，加热，调pH至8.5-9.0，加入尿素总量的48-52％；当反应液温度升至79℃-81℃，加入尿素总量的43-47％；当液温升至89℃-91℃时，关蒸汽阀，保温55-65min，保温温度90-93℃；将液温调至88-89℃，pH至5.9-6.2，反应13-17min；调pH值至5.3-5.7，反应13-17min；调pH值至4.0-4.4，直至反应液滴入25℃水中呈云雾状；云雾状确定后，调pH值至8.3-8.7，液温为88-91℃；加入三聚氰胺，调pH为7.3-7.7，液温为80-82℃，反应18min-22min；加入尿素总量的3-7％，调pH为7.2-7.5，液温为78-80℃，反应10-15min；降温，调pH为7.0-8.5；液温降至38℃-40℃即可。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制造集装箱底板用胶合板的四元树脂胶合剂。
背景技术
在当今世界飞速发展的集装箱运输业中，我国已跻身为集装箱的制造与出口大国，2007年，我国出口集装箱313万只，需用集装箱底板用胶合板165万立方米以上，而且今后若干年中，集装箱的生产数量仍需要大幅度提高。
要制造集装箱，就必须使用集装箱底板用胶合板，该底板用胶合板属于结构承重材料，是集装箱的重要构件之一，起着支撑箱内货物和保护货物的作用，并伴随集装箱运输的全过程。故集装箱底板用胶合板需要具有良好的载重、抗震、耐冲击、耐气候等特殊性能。
胶合剂是制造集装箱底板用胶合板的首要原材料之一。胶合剂质量的优劣，直接影响到集装箱底板用胶合板的物理力学性能指标，如抗弯强度、顺纹静曲强度、横纹静曲强度、顺纹弹性模量、横纹弹性模量以及产品的胶合强度等。根据文献检索和实际使用，普通的三聚氰胺-脲醛树脂改性胶合剂是不能满足集装箱底板用胶合板的物理力学强度要求的。为了满足产品物理力学性能指标的要求，在当前生产集装箱底板用胶合板的企业，均使用传统的酚醛树脂作胶合剂，酚醛树脂胶合剂属于人造板制造使用的I类胶合剂，有优点，但也有一些固有的缺点：
第一：制造酚醛树脂胶合剂的主要化工原料是苯酚、甲醛、氢氧化钠，其中苯酚属剧毒品，在溶解苯酚、制造酚醛树脂胶合剂及生产胶合板工艺过程中，均会释放一定量的游离酚而污染环境，从事有关生产的工人都受到不同程度的过敏痛苦，有工人因不宜有关工作而调岗。
第二：酚醛树脂胶合剂对单板干燥的含水率要求很严，其单板含水率要求干燥到6～8％以下，致使单板难干燥、干缩率大、翘曲变形严重，并难储存、难加工、耗能高，否则，板坯在热压胶合时易鼓泡分层，造成严重的浪费。
第三：苯酚价格昂贵，因而制造酚醛树脂胶合剂的成本也很高，致使生产企业难以承受。因此，生产企业都希望降低苯酚的用量，最好是不使用苯酚。
综上所述，为了确保职工的身心健康，创造良好的自然环境，尽力减少能源消耗，在保证产品质量的前提下，降低产品生产成本，为克服普通三聚氰胺-脲醛树脂改性胶合剂不能满足集装箱底板用胶合板弹性模量、静曲强度、湿状胶合强度等物理力学性能要求的缺点，则研制发明一种能完全替代传统酚醛树脂胶合剂在集装箱底板用胶合板生产中的新型树脂胶合剂，是本领域的技术人员义不容辞的神圣职责。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种在集装箱底板用胶合板生产中使用的新型树脂胶合剂，该胶合剂满足集装箱底板用胶合板制造的要求，并具有节能、环保的特点。
本发明的技术方案是：一种用于制造集装箱底板用胶合板的四元树脂胶合剂，由甲醛、尿素、三聚氰胺和聚乙烯醇组成，各组分的摩尔比为：
甲醛∶尿素∶三聚氰胺∶聚乙烯醇＝1∶0.4～0.53∶0.15～0.17∶0.02～0.03；
所述胶合剂通过如下方法制备：
(1)按上述组成称量各组分；
(2)将计量好的甲醛全部放入反应釜中，开动搅拌器，加入聚乙烯醇；打开蒸汽阀加热升温；
(3)用氢氧化钠调反应液PH至8.5-9.0，加入第一批尿素，该批尿素为尿素总量的48％-52％；
(4)当反应液温度升至79℃-81℃时，加入第二批尿素，该批尿素为尿素总量的43％-47％，同时继续升温；
(5)当反应液温度升至89℃-91℃时，关闭蒸汽阀，开始保温，保温时间55-65分钟，保温温度90℃-93℃；
(6)将反应液温度调节至88℃-89℃，用甲酸调反应液PH至5.9-6.2，反应13-17分钟；
(7)用甲酸调反应液pH值至5.3-5.7反应13-17分钟；
(8)再用甲酸调反应液pH值至4.0-4.4，继续反应，并不断抽测反应液粘度，直至反应液滴入25℃水中呈云雾状；
(9)云雾状确定后，用氢氧化钠调反应液pH值至8.3-8.7并控制反应液温度88℃-91℃；
(10)加入三聚氰胺，检查并调节pH为7.3-7.7，反应液温度80℃-82℃，继续反应18-22分钟；
(11)加入第三批尿素，该批尿素为尿素总量的3％-7％，检查并调节pH为7.2-7.5，反应液温度控制在78℃-80℃，继续反应10-15分钟；
(12)使反应液降温，检查并调节pH为7.0-8.5；
(13)反应液温度降至38℃-40℃时，得到本发明所述的胶合剂。
本发明利用高分子材料的化学改性原理，使甲醛、尿素、聚乙烯醇、三聚氰胺等高分子材料，经采用不同的最佳摩尔比，不同的反应时间，不同的温度，不同的pH值及分批投料的方式，使四种化工原材料共聚一起，生产一种有别于普通三聚氰胺-脲醛树脂改性胶合剂的新型树脂胶合剂——四元树脂胶合剂，它既具有传统酚醛树脂胶合剂的优点：即耐沸水、耐气候、耐冲击、耐老化、胶合力强，又克服了酚醛树脂胶合剂的固有缺点，如四元树脂胶合剂游离醛≤0.3％；单板干燥后含水率≤12％即可，坯板热压胶合温度比酚醛树脂胶合剂热压胶合温度低20℃，因此可使集装箱底板用胶合板的制造过程节能；并且四元树脂胶合剂的制造成本仅为酚醛树脂胶合剂制造成本的60％，而且也打破了普通三聚氰胺-脲醛改性胶合剂不能用于集装箱底板用胶合板生产的禁锢，具有重大的创造性突破。本发明的四元树脂胶合剂经集装箱底板用胶合板小批量试生产，其产品各项物理力学指标完全符合集装箱底板用胶合板国家标准GB/T19536-2004的要求，因此该四元树脂胶合剂能完全替代传统使用的酚醛树脂胶合剂在集装箱底板用胶合板生产中的应用。
本发明四元树脂胶合剂主要技术指标如下：
(1)外观：白色或微黄色胶状液体
(2)固体含量：48％～53％
(3)粘度(25℃)：90～150mpa·S
(4)PH值：7.0～8.5
(5)游离醛：≤0.3％
(6)固化时间：≤120S
(7)适用期：≥120min
用本发明四元树脂胶合剂制造的集装箱底板用胶合板，经多次检测其各项物理力学指标完全符合国家标准GB/T19536-2004的要求。
具体实施方式
实施例：
本发明是一种用于制造集装箱底板用胶合板的四元树脂胶合剂，其由甲醛、尿素、三聚氰胺和聚乙烯醇组成，各组分的摩尔比为：
甲醛∶尿素∶三聚氰胺∶聚乙烯醇＝1∶0.48∶0.157∶0.02；
1、胶合剂组成如下：
| 组分名称 | 反应物重量含量 | 各组分重量 | 备注 |
| 尿素 | 100％ | 800.0Kg | 分3次投入：400、360、40 |
| 甲醛 | 37％ | 2250.0Kg | |
| 三聚氰胺 | 99.8％ | 550.0Kg | |
| 聚乙烯醇 | 100％ | 25g |
2、所述胶合剂通过如下方法制备：
(1)检查反应釜与有关设备、设施，确保操作安全、灵敏、可靠；
(2)按配方作好各种化工原料的准备工作；
(3)将计量好的甲醛全部放入反应釜中，开动搅拌器，加入聚乙烯醇；打开蒸汽阀加热升温。
(4)用氢氧化钠调反应液pH至8.8，加入第一批尿素；
(5)当反应液温度升至80℃时，加入第二批尿素，同时继续升温；
(6)当反应液温度升至90℃时，并关闭蒸汽阀开始保温，保温时间60分钟，保温温度91℃。
(7)将反应液温度调节至88℃，用甲酸调反应液pH至6.0，反应15分钟；
(8)用甲酸调反应液pH值至5.5反应15分钟；
(9)再用甲酸调反应液pH值至4.2，继续反应，并不断抽测反应液粘度直到反应液滴入25℃水中呈云雾状；
(10)云雾状确定后，用氢氧化钠调反应液pH值至8.5并控制反应液温度90℃；
(11)加入三聚氰胺，检查并调节pH为7.3，反应液温度81℃，继续反应20分钟；
(12)加入第三批尿素，检查并调节pH为7.3，反应液温度控制在79℃，继续反应15分钟；
(13)在反应釜夹套中通水冷却，检查并调节pH为7.5；
反应液温度降至40℃时，取样送检，并放料储存。
用本发明产品四元树脂胶合剂生产制造的集装箱底板用胶合板，生产过程未出现异常，热压温度110℃-115℃，未出现鼓泡、分层现象。
下表为采用本发明胶合剂制备的胶合板的校验报告：
Claims (2)
1.一种用于制造集装箱底板用胶合板的四元树脂胶合剂，其特征是：由甲醛、尿素、三聚氰胺和聚乙烯醇组成，各组分的摩尔比为：
甲醛∶尿素∶三聚氰胺∶聚乙烯醇＝1∶0.4～0.53∶0.15～0.17∶0.02～0.03；
所述胶合剂通过如下方法制备：
(1)按上述组成称量各组分；
(2)将计量好的甲醛全部放入反应釜中，开动搅拌器，加入聚乙烯醇；打开蒸汽阀加热升温；
(3)用氢氧化钠调反应液PH至8.5-9.0，加入第一批尿素，该批尿素为尿素总量的48％-52％；
(4)当反应液温度升至79℃-81℃时，加入第二批尿素，该批尿素为尿素总量的43％-47％，同时继续升温；
(5)当反应液温度升至89℃-91℃时，关闭蒸汽阀，开始保温，保温时间55-65分钟，保温温度90℃-93℃；
(6)将反应液温度调节至88℃-89℃，用甲酸调反应液PH至5.9-6.2，反应13-17分钟；
(7)用甲酸调反应液pH值至5.3-5.7反应13-17分钟；
(8)再用甲酸调反应液pH值至4.0-4.4，继续反应，并不断抽测反应液粘度，直至反应液滴入25℃水中呈云雾状；
(9)云雾状确定后，用氢氧化钠调反应液pH值至8.3-8.7并控制反应液温度88℃-91℃；
(10)加入三聚氰胺，检查并调节pH为7.3-7.7，反应液温度80℃-82℃，继续反应18-22分钟；
(11)加入第三批尿素，该批尿素为尿素总量的3％-7％，检查并调节pH为7.2-7.5，反应液温度控制在78℃-80℃，继续反应10-15分钟；
(12)使反应液降温，检查并调节pH为7.0-8.5；
(13)反应液温度降至38℃-40℃时，得到所述的四元树脂胶合剂。
2.根据权利要求1所述的四元树脂胶合剂，其特征是：所述四元树脂胶合剂应用在集装箱底板用胶合板中。
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