CN104311767B - 一种改性脲醛树脂胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性脲醛树脂胶粘剂及其制备方法，属于脲醛树脂胶粘剂技术领域。由以下重量份数的原料制成：乙二醛10‑200份、尿素10‑100份和三聚氰胺0‑50份。方法为：将乙二醛的pH调整为3.0‑10.0；将尿素、三聚氰胺和第一批前述的乙二醛投入到反应釜中进行反应，温度在60±20℃下反应10‑50min，第一批乙二醛：尿素与三聚氰胺的总量的摩尔比为0.8‑2:1；将所得混合物与第二批乙二醛在上述温度下反应0.2‑8h，降温出料。该改性脲醛树脂胶粘剂储存稳定性好、初粘度较低，制备工艺简单，并且采用特定的固化剂固化后的耐水性、胶合强度均有显著提高。其中甲醛释放量可低于0.02‑0.1mg/L。
Description
技术领域
本发明属于脲醛树脂胶粘剂技术领域，特别涉及一种改性脲醛树脂胶粘剂及其制备方法，尤其涉及一种配合申请号为201410494312.2（发明名称为一种改性脲醛树脂胶用固化剂及其制备方法）提供的固化剂使用的改性脲醛树脂胶粘剂。
背景技术
脲醛树脂是以尿素和甲醛为原料在催化剂的作用下反应缩合而成，然后再在固化剂作用下生成不溶、不融的交联树脂。由于它的固化速度快，成本较低和原料易得等优点广泛应用于木材和建筑行业，作为木材胶粘剂它特别适用于胶合板，细工木板和纤维板等产品的加工。但是，随着人们对健康意识的提高以及脲醛树脂应用领域的扩大，其所带来的问题也越来越突出，如耐水性差，游离甲醛含量高等问题严重制约了脲醛树脂的发展。降低甲醛含量的研究将有助于推动木材工业的进步，有助于解决人造板带来的室内空气重的甲醛超标问题。
专利CN1527853A公开了一种三聚氰胺脲醛树脂的制备方法，它主要是通过使用较高含量的甲醛来提高三聚氰胺改性脲醛树脂产品的粘合强度和加快三聚氰胺树脂产品的制备速度，同时通过使用较高含量的三聚氰胺来提高三聚氰胺脲醛树脂产品的耐水性和进一步提高三聚氰胺树脂产品的强度。然而使用上述方法制得的三聚氰胺脲醛树脂的游离甲醛含量均高于0.5%。使用这种较高游离甲醛含量的三聚氰胺脲醛树脂胶粘剂作为木材胶粘剂主要组分时，无疑会导致木材较高的甲醛释放量。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种完全不使用甲醛为原材料的脲醛树脂胶粘剂，该改性脲醛树脂胶粘剂的特征在于使用难挥发、低毒的乙二醛完全替代甲醛合成了一种新型的改性脲醛醛树脂，然后在特定的固化剂（申请号为201410494312.2）的作用下生成体型的交联树脂。本发明的目的之二在于提供了前述改性脲醛树脂胶粘剂的制备方法，制备工艺简单。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种改性脲醛树脂胶粘剂，由以下重量份数的原料制成：乙二醛（水溶液，常见的商品浓度即可，具体可以为质量分数40%的水溶液）10-200份、尿素10-100份和三聚氰胺0-50份。
优选地，本发明实施例提供的改性脲醛树脂胶粘剂，由以下重量份数的原料制成：乙二醛100-200份、尿素15-70份和三聚氰胺0-35份。
另一方面，本发明实施例还提供了前述改性脲醛树脂胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)取反应所需量的乙二醛，投入到反应器中，搅拌，调节其pH为3.0-10.0。
(2)将尿素、三聚氰胺和第一批步骤(1)得到的乙二醛投入到反应釜中进行反应，温度在60±20℃下反应10min-50min，其中，第一批乙二醛：（尿素与三聚氰胺的总摩尔量）的摩尔比为0.8-2:1，即第一批乙二醛的摩尔量是尿素的摩尔量与三聚氰胺的摩尔量之和的0.8-2倍。
(3)将步骤(2)所得混合物与第二批步骤(1)得到的乙二醛（即剩余的乙二醛，最好能保证反应产物的pH为6.0-8.0；优选地，为了控制分子结构，可以在步骤(2)中加入部分尿素和三聚氰胺，而在步骤(3)中加入剩余的尿素、三聚氰胺和乙二醛，有利于后期的固化交联）在上述温度（60±20℃）下进行反应，反应时间0.2h-8h，降温出料即得到成品。
其中，在本发明实施例的步骤(1)中采用无机碱用于调节乙二醛的pH。具体地，无机碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等中的一种或几种。
优选地，在本发明实施例的步骤(2)中，反应温度为50-70℃。当然，在步骤(3)中的优选温度为50-70℃。
综上，本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明相对于现有技术，所制得的改性脲醛树脂胶粘剂储存稳定性好、初粘度较低，制备工艺简单，并且固化（采用申请号为201410494312.2公开的固化剂）后的耐水性、胶合强度均有显著提高。其中，与前述特定的固化剂配合使用其甲醛释放量可低于0.02-0.1mg/L,比E0级甲醛释放量还要低一个数量级。其综合性能良好，符合环保要求。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。
实施例1
实施例1提供的改性脲醛树脂配方组成（重量份数）：110份乙二醛（质量分数40%）、15份尿素、12份三聚氰胺。其制备方法包括如下步骤：
(1)按原料组成配比称取原料组分，将乙二醛投入到搅拌釜中，边搅拌便加入质量分数为5%的氢氧化钠溶液，调节体系的pH为6.0-7.0。
(2)往反应釜中加入15份尿素、12份三聚氰胺和60份步骤(1)调过pH的乙二醛溶液，在60℃下反应30min。
(3)往上述的反应釜中加入剩余的步骤(1)调过pH的乙二醛溶液，并且升温至70℃反应4个小时。
(4)反应完成后冷却至40℃以下，出料，即得改性脲醛树脂。
本实施例中制得的脲醛树脂储存稳定性好，颜色较浅，粘度合适。经特定的固化剂固化后耐水性和胶合强度均显著提高，其中游离甲醛释放量为0.05mg/L,远低于E0级甲醛释放量水平。综合性能优良，完全符合环保和使用要求。
实施例2
实施例2提供的改性脲醛树脂配方组成（重量份数）：170份乙二醛（质量分数40%）、60份尿素。其制备方法包括如下步骤：
(1)按原料组成配比称取原料组分，将乙二醛投入到搅拌釜中，边搅拌便加入氢氧化钠溶液，调节体系的pH为5.0-6.0。
(2)往反应釜中加入60份尿素和140份步骤(1)调过pH的乙二醛溶液，在65℃下反应30min。
(3)往上述的反应釜中加入剩余的步骤(1)调过pH的乙二醛溶液，并且升温至70℃反应3个小时。
(4)反应完成后冷却至40℃以，出料，即得改性脲醛树脂。
本实施例中制得的脲醛树脂粘度合适、储存稳定性好、颜色较浅。经特定的固化剂固化后耐水性和胶合强度均显著提高，其中游离甲醛释放量为0.07mg/L,远低于E0级甲醛释放量水平。综合性能优良，完全符合环保和使用要求。
实施例3
实施例3提供的改性脲醛树脂配方组成（重量份数）：200份乙二醛（质量分数40%）、38份尿素、30份三聚氰胺。其制备方法包括如下步骤：
(1)按原料组成配比称取原料组分，将乙二醛投入到搅拌釜中，边搅拌便加入氢氧化钾溶液，调节体系的pH为3.0-5.0。
(2)往反应釜中加入38份尿素、20份三聚氰胺和120份步骤(1)调过pH的乙二醛溶液，在65℃下反应30min。
(3)往上述的反应釜中加入剩余的尿素和三聚氰胺和步骤(1)调过pH的乙二醛溶液，并且升温至70℃反应四个小时。
(4)反应完成后冷却至40℃以下，出料，即得改性脲醛树脂。
本实施例中制得的脲醛树脂储存稳定性好，颜色合适。经特定的固化剂固化后耐水性和胶合强度均显著提高，其中游离甲醛释放量为0.04mg/L,远低于E0级甲醛释放量水平。综合性能优良，完全符合环保和使用要求。
实施例4
实施例4提供的改性脲醛树脂配方组成（重量份数）：170份乙二醛（质量分数40%）、25份尿素、40份三聚氰胺。其制备方法包括如下步骤：
(1)按原料组成配比称取原料组分，将乙二醛投入到搅拌釜中，边搅拌便加入氢氧化钠溶液，调节体系的pH为7.0-8.0。
(2)往反应釜中加入25份尿素、40份三聚氰胺和120份步骤(1)调过pH的乙二醛溶液，在60℃下反应30min。
(3)往上述的反应釜中加入剩余的步骤(1)调过pH的乙二醛溶液，并且升温至70℃反应四个小时。
(4)反应完成后冷却至40℃以下，出料，即得改性脲醛树脂。
本实施例中制得的脲醛树脂储存稳定性好，颜色合适。经特定的固化剂固化后耐水性和胶合强度均显著提高，其中游离甲醛释放量为0.04mg/L,远低于E0级甲醛释放量水平。综合性能优良，完全符合环保和使用要求。
实施例5
实施例5提供的改性脲醛树脂配方组成（重量份数）：170份乙二醛（质量分数40%）、25份尿素、40份三聚氰胺。其制备方法包括如下步骤：
(1)按原料组成配比称取原料组分，将乙二醛投入到搅拌釜中，边搅拌便加入氢氧化钠溶液，调节体系的pH为7.0-8.0。
(2)往反应釜中加入15份尿素、24份三聚氰胺和90份步骤(1)调过pH的乙二醛溶液，在60℃下反应30min。
(3)往上述的反应釜中加入剩余的尿素、三聚氰胺和步骤(1)调过pH的乙二醛溶液，搅拌反应半个小时后，升温至70℃反应三个小时。
(4)反应完成后冷却至40℃以下，出料，即得改性脲醛树脂。
本实施例中制得的脲醛树脂储存稳定性好，颜色合适。经特定的固化剂固化后耐水性和胶合强度均显著提高，其中游离甲醛释放量为0.03mg/L,远低于E0级甲醛释放量水平。综合性能优良，完全符合环保和使用要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种改性脲醛树脂胶粘剂，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：乙二醛10-200份、尿素10-100份和三聚氰胺0-50份；其制备方法包括以下步骤：
(1)取反应所需量的乙二醛，投入到反应器中，搅拌，调节其pH为3.0-10.0；
(2)将尿素、三聚氰胺和第一批步骤(1)得到的乙二醛投入到反应釜中进行反应，温度在60±20℃下反应10min-50min，其中，第一批乙二醛：尿素与三聚氰胺的总量的摩尔比为0.8-2:1；
(3)将所得混合物与第二批乙二醛在上述温度下进行反应，反应时间0.2h-8h，降温出料即得到成品。
2.根据权利要求1所述的改性脲醛树脂胶粘剂，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：乙二醛100-200份、尿素15-70份和三聚氰胺0-35份。
3.如权利要求1或2所述的改性脲醛树脂胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取反应所需量的乙二醛，投入到反应器中，搅拌，调节其pH为3.0-10.0；
(2)将尿素、三聚氰胺和第一批步骤(1)得到的乙二醛投入到反应釜中进行反应，温度在60±20℃下反应10min-50min，其中，第一批乙二醛：尿素与三聚氰胺的总量的摩尔比为0.8-2:1；
(3)将所得混合物与第二批乙二醛在上述温度下进行反应，反应时间0.2h-8h，降温出料即得到成品。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中采用无机碱调节pH。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述无机碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种或几种。
6.根据权利求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述反应温度为50-70℃。
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Denomination of invention: The invention relates to a modified urea formaldehyde resin adhesive and a preparation method thereof Effective date of registration: 20220512 Granted publication date: 20160907 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Luotian sub branch Pledgor: HUBEI HONGYUAN PHARMACEUTICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022420000116 |
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