CN104789152B - 三聚氰胺改性脲醛树脂用填料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三聚氰胺改性脲醛树脂用填料及其制备方法，由火山灰粉40‑60重量份、酒糟粉40‑60重量份、增强剂1‑5重量份、增稠剂4‑10重量份、酸性剂4‑10重量份制备而成，在反应釜中加入酒糟粉30重量份和70重量份的水，后加入氢氧化钠2重量份和尿素4重量份，搅拌升温至80摄氏度继续搅拌，降温干燥，烘干后磨制为300目粉末；然后与火山灰粉以及增强剂、酸性剂、增稠剂混合搅拌均匀，得到产品；本发明的优点在于：可有效利用工业副产物代替面粉填料，节约资源，成本低，工艺简单，设备要求低，操作便利，产品性能好。
Description
技术领域
本发明涉及一种胶合板填料，具体地说是一种用于制备胶合板的三聚氰胺改性脲醛树脂用填料及其制备方法，属于胶合板填料领域。
背景技术
随着人民生活水平的提高和建筑、装饰装修、包装等行业的持续稳定发展，我国人造板产量迅速增长。人造板总产量、胶合板产量、家具产量、木质地板产量连续多年位居世界首位。2013年，我国人造板总产量2.72亿m3，约占世界总产量的50%。按每吨胶粘剂平均生产9m3人造板计算，2013年我国木材胶粘剂消耗量约3000万吨（固体含量50%），其中脲醛树脂及其改性产品占胶粘剂总产量的80%以上，占主导地位。其中约有1000万吨用于胶合板生产，每年消耗面粉填料约3000万吨，在现在粮食资源紧缺的情况下，这是一个巨大的浪费。
其中常用的填料主要有：①淀粉类（如面粉、淀粉、高粱粉和木薯粉等）。这类填料具有吸水作用，可防止胶液过度渗透至单板中造成缺胶而影响胶接质量， 还可以增加初粘性，是一种比较常用的填料。②蛋白质类（如豆粉和血粉等）。这类填料因含有蛋白质，并能与树脂中的游离甲醛作用，故分子间易产生交联，生成不可逆产物（蛋白质凝胶）；另外，血粉可提高胶粘剂的耐水性和胶接强度，豆粉可延长胶粘剂的适用期。因此，这是一类非常好的填料，但是价格昂贵。③纤维素类（如树皮粉、花生壳粉、木粉和水解玉米芯粉等）。由于这类填料大多含有木素一类的多酚化合物， 因此可以与甲醛反应生成共聚物，具有提高胶接质量的作用，但是此类填料黏度小（木质素类黏度过大），施胶性能差、预压性能差。④矿石类（如石英粉、白垩土粉、瓷粉和膨润土等）。这类填料的特点是来源广、成本低，但通常密度较大，当胶液浓度较小时易发生沉淀现象，粘度小、预压性差。综上所述，上述措施虽然能够替代脲醛树脂用面发，但存在较多问题，或由于生产成本过高等原因而无法推广。
发明内容
为了解决上述问题，本发明设计了一种三聚氰胺改性脲醛树脂用填料及其制备方法，采用火山灰粉与高粱酒糟粉为原料，添加增稠剂、增强剂和其他功能性助剂，制备脲醛树脂用填料以替代面粉，并可增加其制备胶合板的耐水胶接性能、降低甲醛释放量，可有效利用工业副产物代替面粉填料，节约资源，成本低，工艺简单，设备要求低，操作便利，产品性能好。
本发明的技术方案为：
一种三聚氰胺改性脲醛树脂用填料，由以下重量份的原料制备而成：
火山灰粉40-60重量份、酒糟粉40-60重量份、增强剂1-5重量份、增稠剂4-10重量份、酸性剂4-10重量份。
其中，所述增稠剂为明胶粉或瓜儿豆胶粉中一种；所述增强剂为异氰尿酸三缩水甘油酯；所述酸性剂为钛白工业副产物硫酸亚铁。
其中增强剂的制备方法为：将1mol异氰尿酸置于四口烧瓶中恒温至60℃,加入1%四氯化锡和0.05mol的氢氧化钠, 后缓慢滴入4mol的环氧氯丙烷单体在90-100℃反应5小时，后降温至50℃，加入0.15mol氢氧化钠，搅拌20分钟，中和多余的碱，减压蒸馏残余环氧氯丙烷，在乙醇中精制出本发明用增强剂。
其中，所述酒糟粉为200目；所述火山灰粉300目。
一种上述三聚氰胺改性脲醛树脂用填料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将酒糟磨粉至200目得到酒糟粉，在反应釜中加入酒糟粉30重量份和70重量份的水，后加入氢氧化钠2重量份和尿素4重量份，搅拌，升温至80摄氏度继续搅拌，降温干燥，烘干后磨制为300目粉末；
（2）将火山石磨制为300目粉末得到火山灰粉，然后与步骤（1）中制备的粉末，以及增强剂、酸性剂、增稠剂混合搅拌均匀，得到产品。
所述增强剂的制备方法为：将1mol异氰尿酸置于四口烧瓶中恒温至60℃,加入1%四氯化锡和0.05mol的氢氧化钠, 后缓慢滴入4mol的环氧氯丙烷单体在90-100℃反应5小时，后降温至50℃，加入0.15mol氢氧化钠，搅拌20分钟，中和多余的碱，减压蒸馏残余环氧氯丙烷，在乙醇中精制出本发明用增强剂。
本发明的优点在于：
1）本发明方法中以无机填料和酿酒副产物酒糟为主要原料配合少量助剂制备脲醛树脂填料，成本低，可有效利用工业副产物代替面粉填料，节约资源；
2）本发明方法中填料可有效增强脲醛树脂胶粘剂强度、降低甲醛释放量、增加预压性能。
3）本发明填料制备工艺简单，设备要求低，操作便利。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数。
实施例1
一种三聚氰胺改性脲醛树脂用填料，原料配比见下表1：
表1 填料原料配比
| 原料 | 含量，% | 重量分数 |
| 火山灰粉 | 94 | 60 |
| 酒糟粉 | 95 | 40 |
| 增稠剂 | 99 | 8 |
| 增强剂 | 99 | 1 |
| 酸性剂 | 98 | 4 |
一种上述三聚氰胺改性脲醛树脂用填料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将酒糟磨粉至200目得到酒糟粉，在反应釜中加入酒糟粉30重量份和70重量份的水，后加入氢氧化钠2重量份和尿素4重量份，搅拌20分钟，升温至80摄氏度继续搅拌，降温干燥，烘干后磨制为300目粉末；
（2）将火山石磨制为300目粉末得到火山灰粉，然后与步骤（1）中制备的粉末，以及增强剂、酸性剂、增稠剂混合搅拌均匀，得到产品。
产品性能指标见下表：
| 堆积密度，g/cm3 | 0.4-0.8 |
| pH值 | 4.0-6.0 |
| 含水率，% | 5.0-10.0 |
| 贮存期，年 | 2 |
实施例2
一种三聚氰胺改性脲醛树脂用填料，原料配比见下表2
表2 原料配比
| 原料 | 含量，% | 重量分数 |
| 火山灰粉 | 94 | 50 |
| 酒糟粉 | 95 | 50 |
| 增稠剂 | 99 | 6 |
| 增强剂 | 99 | 2 |
| 酸性剂 | 98 | 6 |
一种上述三聚氰胺改性脲醛树脂用填料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将酒糟磨粉至200目得到酒糟粉，在反应釜中加入酒糟粉30重量份和70重量份的水，后加入氢氧化钠2重量份和尿素4重量份，搅拌20分钟，升温至80摄氏度继续搅拌，降温干燥，烘干后磨制为300目粉末；
（2）将火山石磨制为300目粉末得到火山灰粉，然后与步骤（1）中制备的粉末，以及增强剂、酸性剂、增稠剂混合搅拌均匀，得到产品。
产品性能指标见下表：
| 堆积密度，g/cm3 | 0.4-0.8 |
| pH值 | 4.0-6.0 |
| 含水率，% | 5.0-10.0 |
| 贮存期，年 | 2 |
实施例3
一种三聚氰胺改性脲醛树脂用填料，原料配比见下表3
表3原料配比
| 原料 | 含量，% | 重量分数 |
| 火山灰粉 | 94 | 40 |
| 酒糟粉 | 95 | 60 |
| 增稠剂 | 99 | 5 |
| 增强剂 | 99 | 2.5 |
| 酸性剂 | 98 | 10 |
一种上述三聚氰胺改性脲醛树脂用填料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将酒糟磨粉至200目得到酒糟粉，在反应釜中加入酒糟粉30重量份和70重量份的水，后加入氢氧化钠2重量份和尿素4重量份，搅拌20分钟，升温至80摄氏度继续搅拌，降温干燥，烘干后磨制为300目粉末；
（2）将火山石磨制为300目粉末得到火山灰粉，然后与步骤（1）中制备的粉末，以及增强剂、酸性剂、增稠剂混合搅拌均匀，得到产品。
产品性能指标见下表：
| 堆积密度，g/cm3 | 0.4-0.8 |
| pH值 | 4.0-6.0 |
| 含水率，% | 5.0-10.0 |
| 贮存期，年 | 2 |
实施例4
一种三聚氰胺改性脲醛树脂用填料，原料配比见下表4
表4原料配比
| 原料 | 含量，% | 重量分数 |
| 火山灰粉 | 94 | 40 |
| 酒糟粉 | 95 | 60 |
| 增稠剂 | 99 | 6 |
| 增强剂 | 99 | 3 |
| 酸性剂 | 98 | 10 |
一种上述三聚氰胺改性脲醛树脂用填料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将酒糟磨粉至200目得到酒糟粉，在反应釜中加入酒糟粉30重量份和70重量份的水，后加入氢氧化钠2重量份和尿素4重量份，搅拌20分钟，升温至80摄氏度继续搅拌，降温干燥，烘干后磨制为300目粉末；
（2）将火山石磨制为300目粉末得到火山灰粉，然后与步骤（1）中制备的粉末，以及增强剂、酸性剂、增稠剂混合搅拌均匀，得到产品。
产品性能指标见下表：
| 堆积密度，g/cm3 | 0.4-0.8 |
| pH值 | 4.0-6.0 |
| 含水率，% | 5.0-10.0 |
| 贮存期，年 | 2 |
比较例
原料配方：100%面粉。
实验例
制备摩尔比为1.06、三聚氰胺添加量为3%的三聚氰胺-尿素-甲醛树脂胶粘剂，将实施例与比较例的填料35重量份加入制备的100重量份的脲醛树脂，后加入0.6%氯化铵和0.3%柠檬酸，制造三层400×400mm胶合板。
杨木单板：含水率干燥到10-14％；厚1.5mm；
单板胶粘剂采用本发明实施例1-4的产品和比较例的产品。
按以下正常工艺制备胶合板：
施胶：芯板双面施胶，涂胶量为300-320g/m2；
陈化方式及时间：闭合陈化，20-30分钟；
预压压力及时间：预压40分钟，压力0.9MPa；
热压压力：1.0MPa，热压温度为120-130℃，热压时间为：80s/mm。
按GB/T17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能实验方法》检测方法对生产的胶合板产品进行性能检测，检测结果见表5。
表5 胶接胶合板的甲醛释放量与胶合强度
*预压性为预压后强度
实验结果表明，本发明技术制备脲醛树脂填料可以有效降低胶合板甲醛释放量，提高耐水胶接性能，达到国标中II类胶合板标准（杨木≥0.70MPa）。
本发明中所用原料均为本领域生产中常用原料，均可从市场中得到，且对于生产结果不会产生影响；本发明中所采用的各种设备，均为本领域生产工艺中使用的常规设备，且各设备的操作、参数等均按照常规操作进行，并无特别之处。
Claims (1)
1.一种三聚氰胺改性脲醛树脂用填料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：火山灰粉40-60重量份、酒糟粉40-60重量份、增强剂1-5重量份、增稠剂4-10重量份、酸性剂4-10重量份；所述增稠剂为明胶粉或瓜儿豆胶粉中一种；所述增强剂为异氰尿酸三缩水甘油酯；所述酸性剂为钛白工业副产物硫酸亚铁；所述增强剂的制备方法为：将1mol异氰尿酸置于四口烧瓶中恒温至60℃,加入1%四氯化锡和0.05mol的氢氧化钠, 后缓慢滴入4mol的环氧氯丙烷单体在90-100℃反应5小时，后降温至50℃，加入0.15mol氢氧化钠，搅拌20分钟，中和多余的碱，减压蒸馏残余环氧氯丙烷，在乙醇中精制出一种三聚氰胺改性脲醛树脂用填料用增强剂。
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