CN104946181A

CN104946181A - 低摩尔比uf和高摩尔比muf树脂胶粘剂制造方法及应用

Info

Publication number: CN104946181A
Application number: CN201510359373.2A
Authority: CN
Inventors: 陈秀兰; 王俊伟; 王丽; 朱光华
Original assignee: DARE WOOD BASED PANEL GROUP Co Ltd
Current assignee: Dare Technology Co Ltd
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2015-06-25
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2035-06-25
Also published as: CN104946181B

Abstract

本发明属于人造板领域，涉及低摩尔比UF树脂胶粘剂和高摩尔比MUF树脂胶粘剂的制造方法及其应用。低摩尔比UF树脂胶粘剂的制备，分三次加入尿素，甲醛与参与反应的尿素总和的摩尔比为0.92～0.95；甲醛与第一次所加尿素的摩尔比为2.0～2.2；甲醛与第一次和第二次所加尿素之和的摩尔比为1.35～1.5；高摩尔比MUF树脂胶粘剂的制造方法，加入三聚氰胺和三次加入尿素，甲醛与所有尿素和三聚氰胺之和的摩尔比为1.00～1.03；甲醛与第一次尿素和三聚氰胺之和的摩尔比为2.0～2.2,甲醛与第一次尿素、第二次尿素和三聚氰胺之和的摩尔比为1.35～1.50。还公开了所制备胶粘剂在超低甲醛释放量刨花板中的应用。本发明可提高刨花板芯层刨花的结合力，提高压机速度，提升板材的生产效率。

Description

低摩尔比UF和高摩尔比MUF树脂胶粘剂制造方法及应用

技术领域

本发明属于人造板技术领域，涉及人造板胶粘剂的生产，尤其涉及低摩尔比UF树脂胶粘剂和高摩尔比MUF树脂胶粘剂的制造方法及其应用。

背景技术

刨花板是由木材碎料(木刨花、锯末或类似材料)或非木材植物碎料(亚麻屑、甘蔗渣、麦秸、稻草或类似材料)与胶粘剂一起热压而成的板材，刨花板还有“实木颗粒板”等称谓，是将木材等原材料切削成一定规格的碎片，经过干燥，拌以胶粘剂、硬化剂、防水剂，在一定的温度下压制而成的一种人造板材。因为刨花板结构比较均匀，加工性能好，可以根据需要加工成大幅面的板材，是制作不同规格、样式的家具较好的原材料。制成品刨花板不需要再次干燥，可以直接使用，吸音和隔音性能也不错。但它也有固有缺点，因为边缘粗糙，容易吸湿，所以用刨花板制作的家具封边工艺就显得特别重要。另外由于刨花板容积较大，用其制作的家具，相对于其他板材来说，也比较重。

随着环保的要求，对板材中甲醛释放量限制要求越来越高，人们希望获得环保、安全且性价比高的板材。脲醛树脂胶粘剂因其廉价和高性能，被广泛应用在人造板生产中。随着脲醛树脂摩尔比的降低，甲醛释放量也随之降低，但相应的，板材的交接性能也会下降。现有技术中，由于超低游离甲醛量的脲醛树脂交接强度下降，造成板材施胶量较E₁/E₀会明显增加，使得板材成本显著增加；进一步的，生产线产能严重下降，生产过程难以稳定控制。板材的物理力学性能诸如内结合强度，尤其是板材的甲醛释放量，难以稳定控制。

发明内容

为了控制人造板甲醛释放量，对制胶方法的改进是较为可行的路线。本发明的一个目的，是公开了低摩尔比UF树脂胶粘剂和高摩尔比的MUF树脂胶粘剂的制造方法。

一种低摩尔比UF树脂胶粘剂的制造方法，包括如下步骤：

A、反应釜进甲醛溶液，搅拌加碱液调节pH值8.4～8.5；

B、加入第一次尿素(U1)，用30～35min缓慢升温至85～88℃，测pH，保温反应20～30min，保温结束前，pH不低于6.9；

C、温度控制在80～85℃，分二次加入甲酸调pH至4.4～4.6，每隔5～10min热测粘度，保持温度84～88℃，热测粘度在17～18s(50℃、涂-4杯)；

D、加三乙醇胺调pH 5.9～6.1，加入第二次尿素(U2)，待溶解后，测pH值在5.9～6.1，同时升温，温度达85～88℃反应，每隔5～10min测热粘度，此阶段终点粘度在18～20s(50℃、涂-4杯)；

E、降温同时加碱液调节pH值8.0～8.5，加入第三次尿素(U3)，保温反应10～20min后降温冷却；

F、冷却至45℃，加碱液调pH至8.5～9.5，继续冷却至40℃，出胶，制得低摩尔比UF树脂胶粘剂。

本发明所述低摩尔比UF树脂胶粘剂的制造方法，其中，甲醛与参与反应的尿素总和即F/(U1+U2+U3)的摩尔比为0.92～0.95，较优为0.95；甲醛与第一次所加尿素即F/U1的摩尔比为2.0～2.2，较优为2.3；甲醛与第一次和第二次所加尿素之和即F/(U1+U2)的摩尔比为1.35～1.5，较优为1.5。

本发明的较优实施例中，所述甲醛溶液质量百分比浓度为44～48％，较优为48％。

本发明的较优实施例中，所述碱液为氢氧化钠溶液，质量百分比浓度为20～30％。

一种高摩尔比的MUF树脂胶粘剂的制造方法，包括如下步骤：

A、反应釜进甲醛溶液，搅拌加碱液调节pH至8.4～8.5；

B、加入三聚氰胺(M)、第一次尿素(U1)，用30～35min缓慢升温至85～88℃，测pH，保温反应20～30min，保温结束前，pH不低于6.9；

C、温度控制在80～85℃，分二次加入甲酸调pH至5.2～5.6，每隔5～10min热测粘度，此阶段反应温度控制在84～88℃，热测粘在17.5～18.5s(50℃，涂-4杯)；

D、加三乙醇胺调pH 6.1～6.4，加入第二次尿素(U2)，待溶解后，测pH值在6.2～6.4，同时升温，温度达85～88℃反应，每隔5～10min测热粘度，此阶段终点粘度在20～22s(50℃，涂-4杯)；

E、降温同时加碱液调节pH值至8.0～8.5，加入第三次尿素(U3)，保温反应10～20min，降温冷却；

F、降温至45℃，加碱液调pH至8.5～9.5，继续冷却至40℃，出胶，制得高摩尔比的MUF树脂胶粘剂。

本发明所述高摩尔比的MUF树脂胶粘剂的制造方法，其中，甲醛与所有尿素和三聚氰胺之和即F/(U1+U2+U3+M)的摩尔比为1.00～1.03，较优为1.00；甲醛与第一次尿素和三聚氰胺之和即F/(U1+M)的摩尔比为2.0～2.2,甲醛与第一次尿素、第二次尿素和三聚氰胺之和即F/(U1+U2+M)的摩尔比为1.35～1.50，较优为1.46。

本发明的较优实施例中，所述三聚氰胺占MUF树脂胶粘剂总重量的1～2％。

本发明的较优实施例中，所述甲醛浓度为48～50％，较优为48％。

本发明的较优实施例中，所述碱液为氢氧化钠溶液，浓度为20～30％。

本发明的另外一个目的，是公开了所制备的胶粘剂在超低甲醛释放量刨花板的制备过程中的应用。

具体技术方案：一种超低甲醛释放量刨花板的制备工艺，包括原木削片、刨片、干燥、筛选、调胶、施胶、铺装、预压、热压、裁边、翻板冷却、调质、砂光、验等包装步骤，其中：

所述干燥步骤中，控制刨花含水率1.8～2.8％；

所述施胶步骤中，表层施加低摩尔比的UF树脂胶粘剂，添加量占表层绝干刨花重量比的10～11.5％，芯层施加高摩尔比的MUF树脂胶粘剂，添加量占芯层绝干刨花重量比的7～8.5％；

表层添加适量水，添加量占表层所加低摩尔比的UF树脂胶粘剂重量的20～35％；

芯层添加固化剂硫酸铵，添加量占芯层所加高摩尔比的MUF树脂胶粘剂重量的1～3％；

所述热压步骤中，热压因子4.5s/mm。

本发明的较优实施例中，在铺装前施胶后芯层刨花含水率在6～8％。

发明的较优实施例中，在铺装前施胶后表层刨花含水率在11～14％。

本发明克服传统生产工艺的缺点，利用刨花板表芯层分开施胶的特性，表层施加低摩尔比的UF树脂胶粘剂，芯层施加高摩尔比的MUF树脂胶粘剂，且适当调整表芯层固化剂用量。不仅可以提高低甲醛释放量板材芯层刨花的结合力，同时提高压机速度，提升板材的生产效率。表芯层施加不同种类的胶粘剂，减少了刨花板的综合成本。采用高浓度甲醛合成树脂，制得高性能的三聚氰胺改性树脂或脲醛树脂，不需要脱水，缩短了胶水生产时间，提高制胶生产效率，同时不产生污水，高浓度甲醛制成胶粘剂所制得的刨花板较低浓度甲醛制成胶粘剂所制得的刨花板性能佳。

有益效果

本发明公开了一种表层与芯层采用不同摩尔比不同配方的胶水工艺制造超低甲醛释放量刨花板，其产品甲醛释放量稳定，力学性能强，综合成本低，且可实现批量高产能生产。具体体现在：

(1)、采用高浓度的甲醛生产刨花板用表芯层胶粘剂，不需要脱水，不产生污水，环保高效；胶水的性能有明显改善，胶水储存期长，同时固化时间短，便于生产操控；

(2)、芯层采用高摩尔比的MUF树脂胶粘剂，有利于板材性能的提升以及产能提高，兼顾了生产效率及板材性能、成本之间的矛盾，生产的刨花板甲醛释放量在2.0～2.6mg/100g，达到了日本F四星级标准，且性能稳定。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。

低摩尔比UF树脂胶粘剂的制造:

投料量：

1、甲醛：7400kg(48％)

2、尿素：U1＝3200kg，U2＝1600kg，U3＝2750kg

3、甲酸、碱、三乙醇胺适量

表层低摩尔比UF树脂胶粘剂的制备过程如下：

1、进甲醛(48％)，搅拌加碱调节pH至8.4～8.5；

2、加入U1，用30～35min缓慢升温至85℃，测pH，保温反应20min，保温结束前，pH应不低于6.9，保温结束时测pH和粘度；

3、温度控制在80～85℃，分2次加入甲酸调pH至4.4～4.6，然后不断观测pH和粘度的变化，每隔5～10min热测粘度，此阶段反应温度控制在84～88℃，终点测粘度控制在17～18s(50℃，涂-4杯)；

4、加三乙醇胺调pH 5.9～6.1，加入U2，尿素溶解后，测pH值在5.9～6.1，同时升温，温度达85～88℃反应，每隔5～10min测粘度，此阶段终点粘度控制在18～20s(50℃，涂-4杯)；

5、降温同时加碱液调节调pH值至8.0～8.5，加入U3，保温反应10min后测pH，降温冷却；

6、降温至45℃时，加碱液调pH值至8.5～9.5，取样测pH值和粘度，继续冷却至40℃出胶。

芯层高摩尔比的MUF树脂胶粘剂的制备过程如下：

投料量：

甲醛：7700kg(48％)

尿素：U1＝3500kg，U2＝1500kg，U3＝2400kg

三聚氰胺：200kg

甲酸、碱液、三乙醇胺适量

芯层高摩尔比的MUF树脂胶粘剂的制备过程如下：

1、进甲醛(48％)，搅拌加碱调节pH至8.4～8.5；

2、加入M、U1，用30～35min缓慢升温至85℃，测pH，保温反应20min，保温结束前，pH应不低于6.9，保温结束时测pH和粘度；

3、温度控制在80～85℃，分2次加入甲酸调PH至：5.3～5.5，后不断观测pH和粘度的变化，每隔5～10min热测粘度，此阶段反应温度控制在84～88℃，终点热测粘度控制在17.5～18.5s(50℃，涂-4杯)；

4、加三乙醇胺调pH 6.1～6.4，加入U2，尿素溶解后，测pH值，pH在6.2～6.4，同时升温，温度达85～88℃反应，每隔5～10min测热粘度，此阶段终点粘度控制在20～22s(50℃，涂-4杯)；

6、降温至45℃时，加碱调pH值至8.5～9.5，取样测pH值和粘度，出胶。

一种超低甲醛释放量刨花板的制备工艺，具体包括以下步骤：

1、将杨树、桉树、杂树等通过削片机进行削片；

2、将削成的木片通过刨片机形成一定形态的刨花；

3、对刨花进行干燥处理，干燥含水率控制在1.8～2.8％；

4、干燥后的刨花通过摇筛将过大刨花及过小刨花去除，同时筛分表层刨花及芯层刨花；

5、对表层刨花和芯层刨花分别进行调胶、施胶处理：表层刨花通过施胶系统分别添加30％的水(相对液体胶水)、乳化石蜡0.45％(相对表层绝干刨花)、表层低摩尔比UF树脂胶粘剂11％(相对表层绝干刨花)；芯层刨花通过施胶系统分别添加固化剂硫酸铵2.5％(相对芯层绝干胶水)、乳化石蜡0.4％(相对芯层绝干刨花)、芯层高摩尔比的MUF树脂胶粘剂8.1％(相对芯层绝干刨花)；

6、施胶后的表芯层刨花通过铺装系统分别进行下表层+芯层+上表层分层铺装，经过铺装预压、热压后制得板材，热压因子4.5s/mm，密度665kg/m³,板材含水率：6～6.6％；

7、从压机出来的板材由于温度较高，需经冷却翻板进行冷却处理，进一步提高产品性能；

8、冷却后的板材需进行2～3d的调质处理，平衡板材中的应力、含水率等，提高其性能稳定性；

9、调质后的板材根据需求进行砂光处理，将表面预固化层砂除。

本发明制备的18mm F四星级刨花板主要性能指标如表1所示。

表1

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种低摩尔比UF树脂胶粘剂的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、反应釜进甲醛溶液，搅拌加碱液调节pH值8.4～8.5；

B、加入第一次尿素U1，用30～35min缓慢升温至85～88℃，测pH，保温反应20～30min，保温结束前，pH不低于6.9；

C、温度控制在80～85℃，分二次加入甲酸调pH至4.4～4.6，每隔5～10min热测粘度，保持温度84～88℃，热测粘度在17～18s，50℃、涂-4杯；

D、加三乙醇胺调pH 5.9～6.1，加入第二次尿素U2，待溶解后，测pH值在5.9～6.1，同时升温，温度达85～88℃反应，每隔5～10min测热粘度，此阶段终点粘度在18～20s，50℃、涂-4杯；

E、降温同时加碱液调节pH值8.0～8.5，加入第三次尿素U3，保温反应10～20min后降温冷却；

F、冷却至45℃，加碱液调pH至8.5～9.5，继续冷却至40℃，出胶，制得低摩尔比UF树脂胶粘剂；

其中，甲醛与参与反应的尿素总和即F/(U1+U2+U3) 的摩尔比为0.92～0.95，甲醛与第一次所加尿素即F/U1的摩尔比为2.0～2.2，甲醛与第一次和第二次所加尿素之和即F/(U1+U2)的摩尔比为1.35～1.5。

2.根据权利要求1所述低摩尔比UF树脂胶粘剂的制造方法，其特征在于，甲醛与参与反应的尿素总和即F/(U1+U2+U3) 的摩尔比为0.95，甲醛与第一次所加尿素即F/U1的摩尔比为2.3，甲醛与第一次和第二次所加尿素之和即F/(U1+U2)的摩尔比为1.5。

3.根据权利要求1或2所述低摩尔比UF树脂胶粘剂的制造方法，其特征在于，所述甲醛溶液质量百分比浓度为44～48%，所述碱液为氢氧化钠溶液，质量百分比浓度为20～30%。

4.一种高摩尔比的MUF树脂胶粘剂的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、反应釜进甲醛溶液，搅拌加碱液调节pH至8.4～8.5；

B、加入三聚氰胺M、第一次尿素U1，用30～35min缓慢升温至85～88℃，测pH，保温反应20～30min，保温结束前，pH不低于6.9；

C、温度控制在80～85℃，分二次加入甲酸调pH至5.2～5.6，每隔5～10min热测粘度，此阶段反应温度控制在84～88℃，热测粘在17.5～18.5s，50℃，涂-4杯；

D、加三乙醇胺调pH 6.1～6.4，加入第二次尿素U2，待溶解后，测pH值在6.2～6.4，同时升温，温度达85～88℃反应，每隔5～10min测热粘度，此阶段终点粘度在20～22s，50℃，涂-4杯；

E、降温同时加碱液调节pH值至8.0～8.5，加入第三次尿素U3，保温反应10～20min，降温冷却；

F、降温至45℃，加碱液调pH至8.5～9.5，继续冷却至40℃，出胶，制得高摩尔比的MUF树脂胶粘剂；

其中，甲醛与所有尿素和三聚氰胺之和即F/(U1+U2+U3+M) 的摩尔比为1.00～1.03，甲醛与第一次尿素和三聚氰胺之和即F/（U1+M）的摩尔比为2.0～2.2,甲醛与第一次尿素、第二次尿素和三聚氰胺之和即F/(U1+U2+M)的摩尔比为1.35～1.50。

5.根据权利要求4所述高摩尔比的MUF树脂胶粘剂的制造方法，其特征在于，所述甲醛与所有尿素和三聚氰胺之和即F/(U1+U2+U3+M) 的摩尔比为1.00，甲醛与第一次尿素、第二次尿素和三聚氰胺之和即F/(U1+U2+M)的摩尔比为1.46。

6.根据权利要求4或5所述高摩尔比的MUF树脂胶粘剂的制造方法，其特征在于，所述三聚氰胺占MUF树脂胶粘剂总重量的1～2%，所述甲醛浓度为48～50%，所述碱液为氢氧化钠溶液，浓度为20～30%。

7.一种超低甲醛释放量刨花板的制备工艺，包括原木削片、刨片、干燥、筛选、调胶、施胶、铺装、预压、热压、裁边、翻板冷却、调质、砂光、验等包装步骤，其特征在于：

所述干燥步骤中，刨花含水率1.8～2.8%；

所述施胶步骤中，表层施加权利要求1-3任一所述方法所制得的低摩尔比的UF树脂胶粘剂，添加量占表层绝干刨花重量比的10～11.5%，芯层施加权利要求4-6任一所述方法制得的高摩尔比的MUF树脂胶粘剂，添加量占芯层绝干刨花重量比的7～8.5%；

所述热压步骤中，热压因子4.5s/mm。

8.根据权利要求7所述的超低甲醛释放量刨花板的制备工艺，其特征在于，所述施胶步骤中，表层添加适量水，添加量占表层所加低摩尔比的UF树脂胶粘剂重量的20～35%；芯层添加固化剂硫酸铵，添加量占芯层所加高摩尔比的MUF树脂胶粘剂重量的1～3%。

9.根据权利要求7所述的超低甲醛释放量刨花板的制备工艺，其特征在于，铺装前施胶后芯层刨花含水率在6～8%，表层刨花含水率在11～14%。