CN104762043B

CN104762043B - 低醛防霉脲醛树脂胶黏剂的生产方法

Info

Publication number: CN104762043B
Application number: CN201510143434.1A
Authority: CN
Inventors: 马云; 马广; 吴定超; 陈宏玲; 秦文雄
Original assignee: 广西宾阳县荣良新材料科技有限公司
Current assignee: Rongxian County Runda Furniture Co Ltd
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2035-03-30
Also published as: CN104762043A

Abstract

本发明提供了一种低醛防霉脲醛树脂胶黏剂，其原料和重量份数包括：尿素66份、甲醛36～42份、吸附剂5～12份、填料20～30份、羟基丙烯酸酯树脂3.5～6份和防虫剂2～5份。该低醛防霉脲醛树脂胶的生产方法是首先制备脲醛树脂，甲醛为一次性投料，尿素分三次投料；脲醛树脂的生产分成预聚合、聚合和聚合后期三个阶段，在聚合阶段加入羟基丙烯酸酯树脂，聚合后期结束后将改性脲醛树脂放入行星式搅拌机中，加入吸附剂、填料和防虫剂混合均匀，再用三辊研磨机研磨20～30min，得到低醛防霉脲醛树脂。通过这种方法，得到的脲醛树脂甲醛残留量低，胶合各人造板还能防止虫蛀、有效抑制霉菌、微生物的繁衍，并同时能产生负离子。

Description

低醛防霉脲醛树脂胶黏剂的生产方法

技术领域

本发明涉及一种脲醛树脂胶黏剂，特别是防霉性能好、甲醛残留量低的脲醛树脂胶黏剂，并涉及到其的生产方法。

背景技术

木材是一种天然高分子材料，具有其它任何材料无法比拟的视觉、触觉和听觉等环境学特性。随着我国经济的快速发展和人民生活质量的迅速提高，人们对天然木质材料的需求越来越多。近年来，实木复合地板、胶合板和细木工板及其家具和室内装饰装修材料等木质制品在人类生活空间中的使用也越来越广泛。

然而，绝大部分木质制品使用了甲醛类胶黏剂，最常用的胶黏剂是脲醛树脂或改性脲醛树脂。脲醛树脂或改性脲醛树脂的生产原料之一是甲醛，因此木质制品均不可避免的释放甲醛。甲醛对人体的鼻粘膜、视网膜、呼吸道及肝脏都有刺激作用,长期在15×10^- ³mg/L的高浓度甲醛含量的环境中工作和生活,会出现过敏、头晕、易疲劳、呕吐等甲醛中毒症状,严重者会致病,甚至致癌。

木质制品经如果在下雨天不及时保持通风，很容易因为空气湿度而变形，甚至有发霉、腐坏等情形，导致室内霉气味严重，且木质制品的耐水性差，吸湿后因产生膨胀力差异而使板材翘曲变形。因此如何提高脲醛树脂的耐水性、降低甲醛残留量，除去木地板的异味，成为木板行业发展首要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐水性优良、无异味、甲醛残留量低的脲醛树脂胶黏剂；本发明的另一个目的是公开这种胶黏剂的生产方法。

本发明的技术方案是：

低醛防霉脲醛树脂胶黏剂，其原料和重量份数包括：

尿素 66份；

甲醛 36～42份；

吸附剂 5～12份；

填料 20～30份；

羟基丙烯酸酯树脂 3.5～6份；

防虫剂 2～5份。

该低醛防霉脲醛树脂胶的生产方法是首先制备脲醛树脂，甲醛为一次性投料，尿素分三次投料；脲醛树脂的生产分成预聚合、聚合和聚合后期三个阶段，在聚合阶段加入羟基丙烯酸酯树脂，聚合后期结束后将改性脲醛树脂放入行星式搅拌机中，加入吸附剂、填料、防虫剂混合均匀，再用三辊研磨机研磨20～30min，得到低醛防霉脲醛树脂。

所述的预聚合阶段：在聚合反应釜中一次性加入甲醛溶液，用30%的氢氧化钠溶液调pH值至8.5～9，加入第1批尿素，恒温80～82℃保持35～37min。用甲酸调节 pH值至5.5～6，在80～82℃下反应35～40min。当达到所需黏度22～24Pa.s时，用30%的氢氧化钠溶液将pH值调节为8～8.2。

所述的聚合阶段：预聚合阶段结束，加入第2批尿素和3.5～6份羟基丙烯酸酯树脂，在80～82℃温度下保持30～32min，冷却至70～72℃，调pH 值至6～6.2，并在70～72℃下反应30～32min。

所述的聚合后期阶段：升温至80～82℃，加入第3批尿素，在80～82℃下反应35～45min。三个阶段反应结束后，尿素与甲醛物质的量总比值= 1：1.2～1.4。降温至室温，得到改性脲醛树脂。

聚合后期阶段或者采用过滤，除去不容物，得到改性脲醛树脂，将其放入行星式搅拌机中，加入 5～12份吸附剂、20～30份填料和2～5份防虫剂混合均匀，再用三辊研磨机研磨20～30min，得到低醛防霉脲醛树脂。

所述的吸附剂为过300目筛的活性炭粉和竹炭粉中的一种或两种；活性炭粉和竹炭粉的比表面积大，具有超强的防潮效果，以吸收空气中的水分，避免木材主体有发霉、腐坏等情形。

所述的填料的主要组成为面粉、淀粉、滑石粉和膨胀土中的任一种或一种以上的复配物；填料可以稀释胶黏剂主要成分的分量，降低生产成本，并且对提高胶黏剂与基材的胶合强度起到关键作用。

所述的羟基丙烯酸酯树脂选用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸及丙烯酸羟乙酯单体，以乳液聚合的半连续法合成。丙烯酸酯树脂按设计的羟基单体占总单体量的质量分数为4%。羟基丙烯酸酯树脂本身具有优良的黏结性和耐水性，其羟基又可与脲醛树脂缩聚物中的活性基团反应，能降低胶层固化后保留的亲水基团量，并可与木材上的羟基、羟甲基发生化学反应形成化学键，提高胶层耐水性，同时降低脲醛树脂中的游离甲醛。

所述的防虫剂为氯氰菊脂、氰戊菊脂、氯菊脂、联苯菊脂和苯氰菊脂中的一种或两种以上。甲醛的水溶液称为福尔马林，是一种高效杀菌消毒剂，亦可作为防腐剂使用。木质制品的甲醛残余量的降低，使得蠢虫、白蚁等害虫蛀蚀人造板的现象频颁发生。因此，在改性脲醛树脂中加入一定量的防虫剂。本发明所述防虫剂为拟除虫菊脂类防虫剂，且所述的拟除虫菊脂类防虫剂呈微胶囊形态，此形态的拟除虫菊脂类防虫剂性能稳定，防虫效果持久，不影响胶粘剂的胶合强度，在胶粘剂中分散均匀，能随胶液向木材内部渗透，使产品保有一定的载药量、达到长效防虫的功能，更重要的是，拟除虫菊酪类防虫剂高效低毒，具有一定的防腐性能。

与现有技术相比，本发明产生的积极效果是：

1.本发明的脲醛树脂的生产采用弱碱-弱酸三步加料法，聚合反应速率始终保持平稳，避免了聚合反应凝胶效应的产生，且在聚合阶段加入羟基丙烯酸酯树脂，丙烯酸酯树脂中的羟基有利于与羟甲基脲上的氨基反应生成亚甲基键，从而减少了脲醛树脂中醚键的含量，故用高羟基的丙烯酸酯树脂改性，得到低醛脲醛树脂。

2.本发明的低醛防霉脲醛树脂胶黏剂在改性脲醛树脂上加入过300目筛的活性炭粉或竹炭粉或两者的混合物；活性炭粉和竹炭粉细密多孔，具有超强的防潮能力，能吸收空气中的水分，避免木材主体有发霉、腐坏等现象；还具有分解异味除美杀菌的功能，如能吸收木质制品中甲醛、苯、二甲苯、氢气等有害气体。

3.如用本发明的胶黏剂胶合各人造板还能防止虫蛀、有效抑制霉菌、微生物的繁衍，并同时能产生负离子，使空气更新鲜，让人感受倘详于大自然的森林中一般，心神无限舒畅，还可防止空调病的发生。

4.本发明采用的原料经济成本低。

具体实施方式：

实施例1

改性脲醛树脂的生产方法：

预聚合阶段：在聚合反应釜中一次性加入甲醛溶液，用30%的氢氧化钠溶液调pH值至8.5～9，加入第1批尿素，恒温80～82℃保持35～37min。用甲酸调节 pH值至5.5～6，在80～82℃下反应35～40min。当达到所需黏度22Pa.s时，用30%的氢氧化钠溶液将pH值调节为8～8.2；

聚合阶段：预聚合阶段结束，加入第2批尿素和3.5份羟基丙烯酸酯树脂，在80～82℃温度下保持30～32min，冷却至70～72℃，调pH 值至6～6.2，并在70～72℃下反应30～32min；

聚合后期阶段：升温至80～82℃，加入第3批尿素，在80～82℃下反应35～40min。在三个阶段反应结束后，尿素与甲醛物质的量总比值= 1：1.2，即一共加入66份尿素和36份甲醛。降温至室温，得到改性脲醛树脂；

经试验，本发明的胶黏剂合成的人造板在气温为15℃、相对湿度≥85％的环境下，7h发生霉变，霉变指数为11级。

实施例2

改性脲醛树脂的生产方法：

预聚合阶段：在聚合反应釜中一次性加入甲醛溶液，用30%的氢氧化钠溶液调pH值至8.5～9，加入第1批尿素，恒温80～82℃保持35～37min。用甲酸调节 pH值至5.5～6，在80～82℃下反应35～40min。当达到所需黏度23Pa.s时，用30%的氢氧化钠溶液将pH值调节为8～8.2；

聚合阶段：预聚合阶段结束，加入第2批尿素和4份羟基丙烯酸酯树脂，在80～82℃温度下保持30～32min，冷却至70～72℃，调pH 值至6～6.2，并在70～72℃下反应30～32min；

聚合后期阶段：升温至80～82℃，加入第3批尿素，在80～82℃下反应35～40min。在三个阶段反应结束后，尿素与甲醛物质的量总比值= 1：1.3，即一共加入66份尿素和39份甲醛。降温至室温，得到改性脲醛树脂；

经试验，本发明的胶黏剂合成的人造板在气温为15℃、相对湿度≥85％的环境下，8h发生霉变，霉变指数为10级。

实施例3

改性脲醛树脂的生产方法：

预聚合阶段：在聚合反应釜中一次性加入甲醛溶液，用30%的氢氧化钠溶液调pH值至8.5～9，加入第1批尿素，恒温80～82℃保持35～37min。用甲酸调节pH值至5.5～6，在80～82℃下反应35～40min。当达到所需黏度24Pa.s时，用30%的氢氧化钠溶液将pH值调节为8～8.2；

聚合阶段：预聚合阶段结束，加入第2批尿素和6份羟基丙烯酸酯树脂，在80～82℃温度下保持30～32min，冷却至70～72℃，调pH 值至6～6.2，并在70～72℃下反应30～32min；

聚合后期阶段：升温至80～82℃，加入第3批尿素，在80～82℃下反应35～40min。在三个阶段反应结束后，尿素与甲醛物质的量总比值= 1：1.4，即一共加入66份尿素和42份甲醛。降温至室温，得到改性脲醛树脂；

经试验，本发明的胶黏剂合成的人造板在气温为15℃、相对湿度≥85％的环境下，9h发生霉变，霉变指数为9级。

对比例1

低醛防霉脲醛树脂的生产方法：

实施例1得到的改性脲醛树脂，将其放入行星式搅拌机中，加入5份过300目筛的活性炭粉、20份面粉和2份氯氰菊脂混合均匀，再用三辊研磨机研磨20～30min，得到低醛防霉脲醛树脂；

经试验，本发明的胶黏剂合成的人造板在气温为15℃、相对湿度≥85％的环境下，20h也不发生霉变，霉变指数为2级。

对比例2

低醛防霉脲醛树脂的生产方法：

实施例2得到的改性脲醛树脂，将其放入行星式搅拌机中，加入9份过300目筛的竹炭粉、25份淀粉和3份氰戊菊脂混合均匀，再用三辊研磨机研磨20～30min，得到低醛防霉脲醛树脂；

经试验，本发明的胶黏剂合成的人造板在气温为15℃、相对湿度≥85％的环境下，21h也不发生霉变，霉变指数为1级。

对比例3

实施例3得到改性脲醛树脂，将其放入行星式搅拌机中，加入7份过300目筛的活性炭粉、5份过300目筛的竹炭粉、30份滑石粉和5份氯菊脂混合均匀，再用三辊研磨机研磨20～30min，得到低醛防霉脲醛树脂；

经试验，本发明的胶黏剂合成的人造板在气温为15℃、相对湿度≥85％的环境下，22h也不发生霉变，霉变指数为0级。

按照GB18580-2001《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放量限量》对实施例中的胶黏剂测定甲醛的释放量，霉变指数由试验得知，两者的结果如下表所示：

Claims

1.低醛防霉脲醛树脂胶黏剂，其特征在于，包括以下重量份数的原料：

尿素 66 份；

甲醛 36～42 份；

吸附剂 5～12 份；

填料 20～30 份；

羟基丙烯酸酯树脂 3.5～6 份；

防虫剂 2～5 份；

所述的吸附剂为过 300 目筛的活性炭粉和竹炭粉中的任一种或两种；

所述的填料的主要组成为面粉、淀粉、滑石粉和膨胀土中的任一种或一种以上的复配物；

所述的羟基丙烯酸酯树脂选用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和丙烯酸羟乙酯单体，以乳液聚合的半连续法合成；

所述的防虫剂为氯氰菊脂、氰戊菊脂、氯菊脂、联苯菊脂和苯氰菊脂中的一种或两种以上；

低醛防霉脲醛树脂胶黏剂的生产方法，首先制备改性脲醛树脂，生产过程分成预聚合、聚合和聚合后期三个阶段：

预聚合阶段：在聚合反应釜中一次性加入甲醛溶液，用30%的氢氧化钠溶液调pH值至8.5～9，加入第1批尿素，恒温80～82℃保持35～37min，用甲酸调节 pH值至5.5～6，在80～82℃下反应35～40min ；当达到所需黏度22～24Pa.s时，用30%的氢氧化钠溶液将 pH 值调节为 8～8.2；

聚合阶段：预聚合阶段结束，加入第2批尿素和3.5～6份羟基丙烯酸酯树脂，在80～82℃温度下保持30～32min，冷却至70～72℃，调pH 值至6～6.2，并在70～72℃下反应 30～32min；

聚合后期阶段：升温至80～82℃，加入第3批尿素，在80～82℃下反应35～45min，三个阶段反应结束后，尿素与甲醛物质的量总比值= 1.1：1.2～1.4，降温至室温，得到改性脲醛树脂；

得到改性脲醛树脂以后，将其放入行星式搅拌机中，加入 5～12份吸附剂、20～30份填料和2～5份防虫剂混合均匀，再用三辊研磨机研磨20～30min，得到低醛防霉脲醛树脂胶黏剂。