CN105778839B - 用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶及其制备方法，包括如下重量份数的原料制成：甲醛溶液3100‑3300重量份；尿素溶液①1000‑1200重量份；尿素溶液②450‑550重量份；尿素溶液③500‑600重量份和改性橡胶胶乳90‑110重量份。其制备方法是：采用碱‑酸‑碱不脱水生产工艺，并将经硅烷偶联剂改性后的胶乳加入到合成脲醛树脂的后期反应中，进一步改善了脲醛树脂的耐老化性能。通过该工艺生产的脲醛胶游离甲醛质量分数达到0.1%以下，制成的甘蔗渣刨花板甲醛释放量为20mg/100g，达到了30mg/100g以下的E2级国家标准。

Description

用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶及其制备方法
技术领域
本发明属于胶黏剂合成领域，尤其涉及用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶及其制备方法。
背景技术
脲醛树脂胶是一种成本低廉、应用广泛的胶粘剂，主要用于人造板材料。脲醛树脂胶具有较好的粘合强度，耐热性和耐腐蚀性，固化时间短，在加热条件下能够迅速固化，并且成本低廉，工艺也比较简单。这些优点使脲醛树脂胶成为人造板行业用胶的主要品种，占人造板用胶量的80%以上。目前所有的甘蔗渣刨花板厂家均使用脲醛树脂胶作为胶黏剂。但是，脲醛树脂胶制成的产品中存在甲醛释放量高、污染环境、损害人体健康，耐久性不强等缺点。脲醛树脂的耐久性取决于脲醛树脂的耐老化性能，因在脲醛树脂合成的最终缩聚物中仍存在有游离的亲水性羟甲基，使水分容易进入胶接界面，尤其进入脲醛树脂的本体内，在水分的作用下，脲醛树脂的化学键水解，使胶层产生龟裂。在脲醛树脂中添加橡胶乳、面粉等能明显减少脲醛树脂的老化，改善脲醛树脂的老化性能。
近年来，许多厂家或学者开始利用胶乳改性脲醛树脂或者是进行胶乳胶粘剂的研发，通过胶乳对木材较好的胶接性能，改善脲醛树脂的老化性能。
申请人还检索到以下关于利用胶乳改性脲醛树脂或者是胶乳胶黏剂的专利，如：
1、【题名】羧基丁苯胶乳改性脲醛树脂胶粘剂的研究；【作者】桂丽，李广霞；
【刊名】吉林林业科技，2006,35（5），40-41；摘要：利用羧基丁苯胶乳对脲醛树脂胶粘剂进行改性，同时在脲醛树脂合成过程中加入一定数量的玉米淀粉等改性剂，进一步提高改性脲醛树脂的综合性能，降低生产成本。羧基丁苯胶乳改性脲醛树脂胶粘剂具有游离甲醛含量低、生产工艺简单等特点，生产出的胶合板的胶合强度和甲醛释放量均满足国家标准。
2、申请号：201510829642.7；申请人：王晓伟；发明名称：一种氯丁二烯胶乳胶黏剂组合物；摘要：一种氯丁二烯胶乳胶黏剂组合物，由以下的原料按照比例制成 ：氯丁二烯胶乳、磷灰石粉、黄原酸纤维素醚、环糊精、白炭黑。氯丁二烯胶乳的黏合性亦较大，所以本发明的配方中加入磷灰石粉和黄原酸纤维素醚作为填料，而制成的胶黏剂组合物具有较高的黏合性能。
3、申请号：200810220314.7；申请人：华南理工大学；发明名称：一种氯丁胶乳胶黏剂及其制备方法和应用；摘要：本发明公开一种氯丁胶乳胶黏剂及其制备方法和应用，该氯丁胶乳型胶黏剂采用来源充足，价格便宜的丙烯酸丁酯、烯酸异辛酯等丙烯酸酯类单体和苯乙烯，通过简单的工艺，制备苯丙乳液，用该乳液改性氯丁胶乳，配以凝结剂溶液及其它助剂，制备出的胶乳型氯丁胶粘剂，其性能与市售的溶剂型氯丁胶粘剂相近，有些指标甚至超过了市售的溶剂型氯丁胶粘剂，且该氯丁胶乳型胶粘剂性价比高，适用范围广，有显著的经济效益和社会效益。本发明的氯丁胶乳型胶黏剂可满足床垫、座椅、睡椅、沙发、屏风、箱包、工业泡沫塑料等不同基材需要，成本低，制备方法简单，并具有贮存稳定性好、初粘力大、强度建立快、粘接强度高等优异性能。
文献1是直接地利用胶乳改性脲醛树脂，文献2-3均是直接地合成胶乳胶粘剂。目前，市场上有一种具有特殊结构的有机硅化合物，即硅烷偶联剂。通过硅烷偶联剂可使两种性能差异很大的材料界面偶联起来，以提高复合材料的性能和增加粘接强度，从而获得性能优异、可靠的新型复合材料。硅烷偶联剂可广泛用于橡胶、塑料、填充复合材料、环氧封装材料、弹性体、涂料、粘合剂和密封剂等。但是并没有文献报道公开将硅烷偶联剂用于改性橡胶胶乳，从而改善脲醛树脂的老化性能。
硅烷偶联剂是一类在分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物，其经典产物可用通式YSiX3表示。式中，Y为非水解基团，包括链烯基（主要为乙烯基），以及末端带有Cl、NH2、SH、环氧、N3、（甲基）丙烯酰氧基、异氰酸酯基等官能团的烃基，即碳官能基；X为可水解基团，包括Cl，OMe，OEt，OC2H4OCH3，OSiMe3，及OAc等。由于这一特殊结构，在其分子中同时具有能和无机质材料（如玻璃、硅砂、金属等）化学结合的反应基团及与有机质材料（合成树脂等）化学结合的反应基团，可以用于表面处理。硅烷偶联剂的这一特性最早应用于玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）上，作玻璃纤维的表面处理剂，使玻璃钢的机械性能、电学性能和抗老化性能得到很大的提高，在玻璃钢工业中的重要性早已得到公认。
随着人们环境保护意识的加强和生活水平的提高，对装饰装修材料的安全性越来越关注，这也严重地制约和限制脲醛胶的使用，影响人造板行业的生存和发展。因此，只有不断改进脲醛胶生产工艺，最大限度地改善产品性能，如耐久性能、耐热性能、粘合强度高，降低游离甲醛释放量才是企业的必由之路。
发明内容
针对上述存在的技术缺陷，本发明的目的是提供一种甘蔗渣刨花板生产使用的的环保型脲醛树脂胶及其制备方法，其主要特点是在脲醛树脂胶中加入硅烷偶联剂改性的橡胶胶乳。该脲醛树脂胶具有生产工艺简单、生产成本低、性能指标好、游离甲醛含量低、耐久性能强等特点，使用该产品拌胶生产出来的甘蔗渣刨花板甲醛释放量可以达到E2级国家标准。
一种用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶，包括如下重量份数的原料制成：
甲醛溶液 3100-3300重量份；
尿素溶液① 1000-1200重量份；
尿素溶液② 450-550重量份；
尿素溶液③ 500-600重量份；
改性橡胶胶乳 90-110重量份。
所述的尿素溶液①、尿素溶液②和尿素溶液③中尿素的质量分数均大于或等于98%；
所述的改性橡胶胶乳是固含量为30-40%的硅烷偶联剂改性丁苯橡胶胶乳、硅烷偶联剂改性氯丁橡胶胶乳、硅烷偶联剂改性SBS橡胶胶乳中的一种或一种以上的混合物。
所述的硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷中的一种或其组合物。
所述的甲醛溶液中甲醛的质量浓度大于或等于36.5%。
用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶的制备方法包括以下步骤：
（1）加成反应：将上述重量份数的甲醛溶液加入到制胶反应釜中，在搅拌下用烧碱溶液调节pH值为7.5～8.0，然后加入尿素溶液①，开始升温，逐渐将温度升高至88～90℃，然后在此温度下保持30分钟；
（2）缩聚反应：保温结束后，用甲酸溶液调节pH值至4.4～4.6，在90～95℃的条件下进行缩聚反应，反应时间为30分钟；
（3）终止反应：缩聚反应结束后，采用水试法进行终点测试，每隔2分钟采样滴入装有清水的烧杯中，当出现不溶于水的白色丝状沉淀时即到达反应终点，此时立即用烧碱溶液调节pH值至7.5～8.0；
（4）添加尿素溶液②，然后继续反应30分钟；
（5）开冷却水进行降温冷却，当冷却至70℃时添加尿素溶液③和重量份数的改性橡胶胶乳，高速搅拌30min；
（6）当冷却至40℃以下时放料；
（7）使用胶液前要进行调胶，取3～4小时内使用的胶液，添加物料总重量的1%～2%的固体氯化铵进行搅拌调胶，搅拌均匀后即可使用。
所述的烧碱溶液中烧碱的质量浓度为30%，所述的甲酸溶液中甲酸的质量浓度为85%。
本发明的脲醛树脂胶反应原理：
脲醛树脂胶是以甲醛和尿素为主要原料，其反应机理非常复杂。传统上脲醛树脂胶粘剂采用碱-酸-碱工艺，通过加成-缩合反应制得。
尿素和甲醛之间的反应非常复杂，这两类化合物，既可产生线性产物，又可产生支链产物，同时在固化中变成三维的空间交联结构。这是由于尿素的官能度为4，其分子中有4个可被取代的氢原子，而甲醛的官能度为2。反应中决定产物性能的最重要因素是：（1）尿素和甲醛的摩尔比；（2）反应介质的pH值；（3）原料的质量；（4）反应温度；（5）反应时间。这些因素将影响树脂分子量的增长速度。
尿素和甲醛之间的反应分成两个阶段，第一阶段：在中性或弱碱性介质中，首先进行加成反应，形成初期的中间体：单、双或三羟甲基脲（四羟甲基脲从未分离）同系物。第二阶段：在加热或酸性介质中，羟甲基化合物分子间脱水缩聚形成可溶可熔的树脂，此树脂状产物在加热或酸性固化剂存在下即转变成不溶不熔的交联树脂。
本发明的关键点是在脲醛树脂胶的反应后期加入尿素和改性橡胶胶乳，在这个阶段中，反应液中的甲醛浓度比产生的聚合物的浓度低，导致后期的反应速率降低，为了加快反应速率，加入了较多的尿素，使甲醛完全反应。而在这个阶段中加入改性的橡胶胶乳的目的是利用硅烷偶联剂对橡胶胶乳进行改性，达到引入Si-O键的目的，使得最终合成的脲醛树脂胶黏剂在干燥成膜的过程中可以形成Si-O-Si键，提高表面施胶度的同时增大其胶乳膜的力学强度。经硅烷偶联剂改性后的橡胶胶乳对木材有较好的胶接性能。
发明人发现本发明研制的用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶具有较好的耐久性及粘结性能，相对于传统的脲醛树脂、酚醛树脂或其改性物胶黏剂表面张力较低，而加入发明所述的硅烷偶联剂改性橡胶胶乳，可以更佳有效提高本发明脲醛树脂胶胶黏剂的耐久性及粘结性能。这是因为：硅烷偶联剂的分子结构中既含有有机基团，又含有无机结构，这种特殊的分子结构使其兼具有机物和无机物的特性和功能，使用硅烷偶联剂与脲醛树脂胶结合后具有优良的耐水性、耐久性、耐热性、耐候性、耐化学品性和低表面张力，这是因为硅烷偶联剂中一端可水解产生一个或多个硅羟基，硅羟基能与被粘物表面上的羟基或氧化物反应形成化学键，有机活性官能团与胶黏剂反应也形成化学键，化学键能比分子间作用力要高1-2个数量级；另一端与橡胶胶乳在硫化过程中与橡胶大分子反应的官能团，形成较好的化学亲和力，两端桥联，如同架起一座桥梁，固化后起到不可逆的粘结作用，自然获得高强度的粘结效果。经硅烷偶联剂改性后的橡胶胶乳对木材有较好的胶接性能。
制备脲醛树脂胶黏剂过程中应注意的问题：
（1）pH值偏低时缩聚反应易产生不溶于水的聚甲基脲而产生沉淀，造成凝胶，因此缩聚反应时不能把pH值调节太低；
（2）缩聚反应是放热反应，添加甲酸时应缓慢多次添加，避免因局部反应过于激烈，造成溢锅现象；
（3）缩聚反应临近终点时要缩短水试时间间隔，控制好终点程度，避免树脂粘度偏小或偏大而影响使用性能。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
1、本发明用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶是根据生成脲醛树脂的反应机理和反应特性设计改进工艺生产的产品，具有生产成本低，原料来源充足，生产工艺简单，操作简便，使用方便，胶层固化后无色，胶接性能优良，耐久性能好、耐湿性能较好、游离甲醛含量低等特点，制成的甘蔗渣刨花板各种理化性能均能达到刨花板国家标准GB/T4897-2003第一部分、第二部分要求，游离甲醛释放量能够确保达到E2级国家标准，进一步提升了产品的市场竞争优势。
2、本发明研制的用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶具有较好的耐久性及粘结性能，相对于传统的脲醛树脂、酚醛树脂或其改性物胶黏剂表面张力较低，而加入发明所述的硅烷偶联剂改性橡胶胶乳，可以更佳有效提高本发明脲醛树脂胶胶黏剂的耐久性及粘结性能。因为加入改性的橡胶胶乳的目的是利用硅烷偶联剂对橡胶胶乳进行改性，达到引入Si-O键的目的，使得最终合成的脲醛树脂胶黏剂在干燥成膜的过程中可以形成Si-O- Si键，提高表面施胶度的同时增大其胶乳膜的力学强度，除此之外，加入经硅烷偶联剂改性后的橡胶胶乳能改善脲醛树脂的老化性能，适用期长，固化速度快，固化后胶层耐久性能好。用改性后的脲醛树脂胶粘剂生产出的胶合板其胶合强度及甲醛释放量均符合国家标准规定。
具体实施方式
实施例1
一种用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶，包括如下重量份数的原料制成：
甲醛溶液 3100重量份；
尿素溶液① 1000重量份；
尿素溶液② 450重量份；
尿素溶液③ 500重量份；
改性橡胶胶乳 90重量份。
所述的改性橡胶胶乳是固含量为30-40%的硅烷偶联剂改性丁苯橡胶胶乳。
所述的硅烷偶联剂为乙烯基硅烷。
所述的甲醛溶液中甲醛的质量浓度大于或等于36.5%，所述的尿素溶液①、尿素溶液②和尿素溶液③中尿素的质量分数均大于或等于98%。
用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶的制备方法包括以下步骤：
（1）加成反应：将上述重量份数的甲醛溶液加入到制胶反应釜中，在搅拌下用烧碱溶液调节pH值为7.5～8.0，然后加入尿素溶液①，开始升温，逐渐将温度升高至88～90℃，然后在此温度下保持30分钟；
（2）缩聚反应：保温结束后，用甲酸溶液调节pH值至4.4～4.6，在90～95℃的条件下进行缩聚反应，反应时间为30分钟；
（3）终止反应：缩聚反应结束后，采用水试法进行终点测试，每隔2分钟采样滴入装有清水的烧杯中，当出现不溶于水的白色丝状沉淀时即到达反应终点，此时立即用烧碱溶液调节pH值至7.5～8.0；
（4）添加尿素溶液②，然后继续反应30分钟；
（5）开冷却水进行降温冷却，当冷却至70℃时添加尿素溶液③和重量份数的改性橡胶胶乳，高速搅拌30min；
（6）当冷却至40℃以下时放料；
（7）使用胶液前要进行调胶，取3～4小时内使用的胶液，添加物料总重量的1%的固体氯化铵进行搅拌调胶，搅拌均匀后即可使用。
所述的烧碱溶液中烧碱的质量浓度为30%，所述的甲酸溶液中甲酸的质量浓度为85%。
实施例2
一种用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶，包括如下重量份数的原料制成：
甲醛溶液 3120重量份；
尿素溶液① 1020重量份；
尿素溶液② 460重量份；
尿素溶液③ 510重量份；
改性橡胶胶乳 92重量份。
所述的改性橡胶胶乳是固含量为30-40%的硅烷偶联剂改性氯丁橡胶胶乳。
所述的硅烷偶联剂为氨基硅烷。
所述的甲醛溶液中甲醛的质量浓度大于或等于36.5%，所述的尿素溶液①、尿素溶液②和尿素溶液③中尿素的质量分数均大于或等于98%。
用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶的制备方法包括以下步骤：
（1）加成反应：将上述重量份数的甲醛溶液加入到制胶反应釜中，在搅拌下用烧碱溶液调节pH值为7.5～8.0，然后加入尿素溶液①，开始升温，逐渐将温度升高至88～90℃，然后在此温度下保持30分钟；
（2）缩聚反应：保温结束后，用甲酸溶液调节pH值至4.4～4.6，在90～95℃的条件下进行缩聚反应，反应时间为30分钟；
（3）终止反应：缩聚反应结束后，采用水试法进行终点测试，每隔2分钟采样滴入装有清水的烧杯中，当出现不溶于水的白色丝状沉淀时即到达反应终点，此时立即用烧碱溶液调节pH值至7.5～8.0；
（4）添加尿素溶液②，然后继续反应30分钟；
（5）开冷却水进行降温冷却，当冷却至70℃时添加尿素溶液③和重量份数的改性橡胶胶乳，高速搅拌30min；
（6）当冷却至40℃以下时放料；
（7）使用胶液前要进行调胶，取3～4小时内使用的胶液，添加物料总重量的1.2%的固体氯化铵进行搅拌调胶，搅拌均匀后即可使用。
所述的烧碱溶液中烧碱的质量浓度为30%，所述的甲酸溶液中甲酸的质量浓度为85%。
实施例3
一种用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶，包括如下重量份数的原料制成：
甲醛溶液 3140重量份；
尿素溶液① 1040重量份；
尿素溶液② 470重量份；
尿素溶液③ 520重量份；
改性橡胶胶乳 94重量份。
所述的改性橡胶胶乳是固含量为30-40%的硅烷偶联剂改性SBS橡胶胶乳。
所述的硅烷偶联剂为环氧基硅烷。
所述的甲醛溶液中甲醛的质量浓度大于或等于36.5%，所述的尿素溶液①、尿素溶液②和尿素溶液③中尿素的质量分数均大于或等于98%。
用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶的制备方法包括以下步骤：
（1）加成反应：将上述重量份数的甲醛溶液加入到制胶反应釜中，在搅拌下用烧碱溶液调节pH值为7.5～8.0，然后加入尿素溶液①，开始升温，逐渐将温度升高至88～90℃，然后在此温度下保持30分钟；
（2）缩聚反应：保温结束后，用甲酸溶液调节pH值至4.4～4.6，在90～95℃的条件下进行缩聚反应，反应时间为30分钟；
（3）终止反应：缩聚反应结束后，采用水试法进行终点测试，每隔2分钟采样滴入装有清水的烧杯中，当出现不溶于水的白色丝状沉淀时即到达反应终点，此时立即用烧碱溶液调节pH值至7.5～8.0；
（4）添加尿素溶液②，然后继续反应30分钟；
（5）开冷却水进行降温冷却，当冷却至70℃时添加尿素溶液③和重量份数的改性橡胶胶乳，高速搅拌30min；
（6）当冷却至40℃以下时放料；
（7）使用胶液前要进行调胶，取3～4小时内使用的胶液，添加物料总重量的1.1%的固体氯化铵进行搅拌调胶，搅拌均匀后即可使用。
所述的烧碱溶液中烧碱的质量浓度为30%，所述的甲酸溶液中甲酸的质量浓度为85%。
实施例4
一种用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶，包括如下重量份数的原料制成：
甲醛溶液 3160重量份；
尿素溶液① 1060重量份；
尿素溶液② 480重量份；
尿素溶液③ 530重量份；
硅烷偶联剂改性丁苯橡胶胶乳 48重量份；
硅烷偶联剂改性氯丁橡胶胶乳 48重量份。
所述的硅烷偶联剂为巯基硅烷。
所述的甲醛溶液中甲醛的质量浓度大于或等于36.5%，所述的尿素溶液①、尿素溶液②和尿素溶液③中尿素的质量分数均大于或等于98%。
用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶的制备方法包括以下步骤：
（1）加成反应：将上述重量份数的甲醛溶液加入到制胶反应釜中，在搅拌下用烧碱溶液调节pH值为7.5～8.0，然后加入尿素溶液①，开始升温，逐渐将温度升高至88～90℃，然后在此温度下保持30分钟；
（2）缩聚反应：保温结束后，用甲酸溶液调节pH值至4.4～4.6，在90～95℃的条件下进行缩聚反应，反应时间为30分钟；
（3）终止反应：缩聚反应结束后，采用水试法进行终点测试，每隔2分钟采样滴入装有清水的烧杯中，当出现不溶于水的白色丝状沉淀时即到达反应终点，此时立即用烧碱溶液调节pH值至7.5～8.0；
（4）添加尿素溶液②，然后继续反应30分钟；
（5）开冷却水进行降温冷却，当冷却至70℃时添加尿素溶液③和重量份数的改性橡胶胶乳，高速搅拌30min；
（6）当冷却至40℃以下时放料；
（7）使用胶液前要进行调胶，取3～4小时内使用的胶液，添加物料总重量的1.3%的固体氯化铵进行搅拌调胶，搅拌均匀后即可使用。
所述的烧碱溶液中烧碱的质量浓度为30%，所述的甲酸溶液中甲酸的质量浓度为85%。
实施例5
一种用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶，包括如下重量份数的原料制成：
甲醛溶液 3180重量份；
尿素溶液① 1080重量份；
尿素溶液② 490重量份；
尿素溶液③ 540重量份；
硅烷偶联剂改性丁苯橡胶胶乳 40重量份；
硅烷偶联剂改性SBS橡胶胶乳 58重量份。
所述的硅烷偶联剂为甲基丙烯酰氧基硅烷。
所述的甲醛溶液中甲醛的质量浓度大于或等于36.5%，所述的尿素溶液①、尿素溶液②和尿素溶液③中尿素的质量分数均大于或等于98%。
用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶的制备方法包括以下步骤：
（1）加成反应：将上述重量份数的甲醛溶液加入到制胶反应釜中，在搅拌下用烧碱溶液调节pH值为7.5～8.0，然后加入尿素溶液①，开始升温，逐渐将温度升高至88～90℃，然后在此温度下保持30分钟；
（2）缩聚反应：保温结束后，用甲酸溶液调节pH值至4.4～4.6，在90～95℃的条件下进行缩聚反应，反应时间为30分钟；
（3）终止反应：缩聚反应结束后，采用水试法进行终点测试，每隔2分钟采样滴入装有清水的烧杯中，当出现不溶于水的白色丝状沉淀时即到达反应终点，此时立即用烧碱溶液调节pH值至7.5～8.0；
（4）添加尿素溶液②，然后继续反应30分钟；
（5）开冷却水进行降温冷却，当冷却至70℃时添加尿素溶液③和重量份数的改性橡胶胶乳，高速搅拌30min；
（6）当冷却至40℃以下时放料；
（7）使用胶液前要进行调胶，取3～4小时内使用的胶液，添加物料总重量的1.4%的固体氯化铵进行搅拌调胶，搅拌均匀后即可使用。
所述的烧碱溶液中烧碱的质量浓度为30%，所述的甲酸溶液中甲酸的质量浓度为85%。
实施例6
一种用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶，包括如下重量份数的原料制成：
甲醛溶液 3200重量份；
尿素溶液① 1100重量份；
尿素溶液② 500重量份；
尿素溶液③ 550重量份；
硅烷偶联剂改性丁苯橡胶胶乳 30重量份；
硅烷偶联剂改性氯丁橡胶胶乳 45重量份；
硅烷偶联剂改性SBS橡胶胶乳 25重量份。
所述的硅烷偶联剂为乙烯基硅烷和氨基硅烷，两者以任一比例混合。
所述的甲醛溶液中甲醛的质量浓度大于或等于36.5%，所述的尿素溶液①、尿素溶液②和尿素溶液③中尿素的质量分数均大于或等于98%。
用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶的制备方法包括以下步骤：
（1）加成反应：将上述重量份数的甲醛溶液加入到制胶反应釜中，在搅拌下用烧碱溶液调节pH值为7.5～8.0，然后加入尿素溶液①，开始升温，逐渐将温度升高至88～90℃，然后在此温度下保持30分钟；
（2）缩聚反应：保温结束后，用甲酸溶液调节pH值至4.4～4.6，在90～95℃的条件下进行缩聚反应，反应时间为30分钟；
（3）终止反应：缩聚反应结束后，采用水试法进行终点测试，每隔2分钟采样滴入装有清水的烧杯中，当出现不溶于水的白色丝状沉淀时即到达反应终点，此时立即用烧碱溶液调节pH值至7.5～8.0；
（4）添加尿素溶液②，然后继续反应30分钟；
（5）开冷却水进行降温冷却，当冷却至70℃时添加尿素溶液③和重量份数的改性橡胶胶乳，高速搅拌30min；
（6）当冷却至40℃以下时放料；
（7）使用胶液前要进行调胶，取3～4小时内使用的胶液，添加物料总重量的1.5%的固体氯化铵进行搅拌调胶，搅拌均匀后即可使用。
所述的烧碱溶液中烧碱的质量浓度为30%，所述的甲酸溶液中甲酸的质量浓度为85%。
实施例7
一种用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶，包括如下重量份数的原料制成：
甲醛溶液 3220重量份；
尿素溶液① 1120重量份；
尿素溶液② 510重量份；
尿素溶液③ 560重量份；
改性橡胶胶乳 102重量份。
所述的改性橡胶胶乳是固含量为30-40%的硅烷偶联剂改性丁苯橡胶胶乳。
所述的硅烷偶联剂为乙烯基硅烷和环氧基硅烷，两者以任一比例混合。
所述的甲醛溶液中甲醛的质量浓度大于或等于36.5%，所述的尿素溶液①、尿素溶液②和尿素溶液③中尿素的质量分数均大于或等于98%。
用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶的制备方法包括以下步骤：
（1）加成反应：将上述重量份数的甲醛溶液加入到制胶反应釜中，在搅拌下用烧碱溶液调节pH值为7.5～8.0，然后加入尿素溶液①，开始升温，逐渐将温度升高至88～90℃，然后在此温度下保持30分钟；
（2）缩聚反应：保温结束后，用甲酸溶液调节pH值至4.4～4.6，在90～95℃的条件下进行缩聚反应，反应时间为30分钟；
（3）终止反应：缩聚反应结束后，采用水试法进行终点测试，每隔2分钟采样滴入装有清水的烧杯中，当出现不溶于水的白色丝状沉淀时即到达反应终点，此时立即用烧碱溶液调节pH值至7.5～8.0；
（4）添加尿素溶液②，然后继续反应30分钟；
（5）开冷却水进行降温冷却，当冷却至70℃时添加尿素溶液③和重量份数的改性橡胶胶乳，高速搅拌30min；
（6）当冷却至40℃以下时放料；
（7）使用胶液前要进行调胶，取3～4小时内使用的胶液，添加物料总重量的1.6%的固体氯化铵进行搅拌调胶，搅拌均匀后即可使用。
所述的烧碱溶液中烧碱的质量浓度为30%，所述的甲酸溶液中甲酸的质量浓度为85%。
实施例8
一种用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶，包括如下重量份数的原料制成：
甲醛溶液 3240重量份；
尿素溶液① 1140重量份；
尿素溶液② 520重量份；
尿素溶液③ 570重量份；
改性橡胶胶乳 104重量份。
所述的改性橡胶胶乳是固含量为30-40%的硅烷偶联剂改性氯丁橡胶胶乳。
所述的硅烷偶联剂为乙烯基硅烷和巯基硅烷，两者以任一比例混合。
所述的甲醛溶液中甲醛的质量浓度大于或等于36.5%，所述的尿素溶液①、尿素溶液②和尿素溶液③中尿素的质量分数均大于或等于98%。
用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶的制备方法包括以下步骤：
（1）加成反应：将上述重量份数的甲醛溶液加入到制胶反应釜中，在搅拌下用烧碱溶液调节pH值为7.5～8.0，然后加入尿素溶液①，开始升温，逐渐将温度升高至88～90℃，然后在此温度下保持30分钟；
（2）缩聚反应：保温结束后，用甲酸溶液调节pH值至4.4～4.6，在90～95℃的条件下进行缩聚反应，反应时间为30分钟；
（3）终止反应：缩聚反应结束后，采用水试法进行终点测试，每隔2分钟采样滴入装有清水的烧杯中，当出现不溶于水的白色丝状沉淀时即到达反应终点，此时立即用烧碱溶液调节pH值至7.5～8.0；
（4）添加尿素溶液②，然后继续反应30分钟；
（5）开冷却水进行降温冷却，当冷却至70℃时添加尿素溶液③和重量份数的改性橡胶胶乳，高速搅拌30min；
（6）当冷却至40℃以下时放料；
（7）使用胶液前要进行调胶，取3～4小时内使用的胶液，添加物料总重量的1.7%的固体氯化铵进行搅拌调胶，搅拌均匀后即可使用。
所述的烧碱溶液中烧碱的质量浓度为30%，所述的甲酸溶液中甲酸的质量浓度为85%。
实施例9
一种用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶，包括如下重量份数的原料制成：
甲醛溶液 3260重量份；
尿素溶液① 1160重量份；
尿素溶液② 530重量份；
尿素溶液③ 580重量份；
改性橡胶胶乳 106重量份。
所述的改性橡胶胶乳是固含量为30-40%的硅烷偶联剂改性SBS橡胶胶乳。
所述的硅烷偶联剂为乙烯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷，两者以任一比例混合。
所述的甲醛溶液中甲醛的质量浓度大于或等于36.5%，所述的尿素溶液①、尿素溶液②和尿素溶液③中尿素的质量分数均大于或等于98%。
用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶的制备方法包括以下步骤：
（1）加成反应：将上述重量份数的甲醛溶液加入到制胶反应釜中，在搅拌下用烧碱溶液调节pH值为7.5～8.0，然后加入尿素溶液①，开始升温，逐渐将温度升高至88～90℃，然后在此温度下保持30分钟；
（2）缩聚反应：保温结束后，用甲酸溶液调节pH值至4.4～4.6，在90～95℃的条件下进行缩聚反应，反应时间为30分钟；
（3）终止反应：缩聚反应结束后，采用水试法进行终点测试，每隔2分钟采样滴入装有清水的烧杯中，当出现不溶于水的白色丝状沉淀时即到达反应终点，此时立即用烧碱溶液调节pH值至7.5～8.0；
（4）添加尿素溶液②，然后继续反应30分钟；
（5）开冷却水进行降温冷却，当冷却至70℃时添加尿素溶液③和重量份数的改性橡胶胶乳，高速搅拌30min；
（6）当冷却至40℃以下时放料；
（7）使用胶液前要进行调胶，取3～4小时内使用的胶液，添加物料总重量的1.8%的固体氯化铵进行搅拌调胶，搅拌均匀后即可使用。
所述的烧碱溶液中烧碱的质量浓度为30%，所述的甲酸溶液中甲酸的质量浓度为85%。
实施例10
一种用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶，包括如下重量份数的原料制成：
甲醛溶液 3280重量份；
尿素溶液① 1180重量份；
尿素溶液② 540重量份；
尿素溶液③ 590重量份；
硅烷偶联剂改性丁苯橡胶胶乳 45重量份；
硅烷偶联剂改性氯丁橡胶胶乳 30重量份；
硅烷偶联剂改性SBS橡胶胶乳 33重量份。
所述的硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷和环氧基硅烷，三者以任一比例混合。
所述的甲醛溶液中甲醛的质量浓度大于或等于36.5%，所述的尿素溶液①、尿素溶液②和尿素溶液③中尿素的质量分数均大于或等于98%。
用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶的制备方法包括以下步骤：
（1）加成反应：将上述重量份数的甲醛溶液加入到制胶反应釜中，在搅拌下用烧碱溶液调节pH值为7.5～8.0，然后加入尿素溶液①，开始升温，逐渐将温度升高至88～90℃，然后在此温度下保持30分钟；
（2）缩聚反应：保温结束后，用甲酸溶液调节pH值至4.4～4.6，在90～95℃的条件下进行缩聚反应，反应时间为30分钟；
（3）终止反应：缩聚反应结束后，采用水试法进行终点测试，每隔2分钟采样滴入装有清水的烧杯中，当出现不溶于水的白色丝状沉淀时即到达反应终点，此时立即用烧碱溶液调节pH值至7.5～8.0；
（4）添加尿素溶液②，然后继续反应30分钟；
（5）开冷却水进行降温冷却，当冷却至70℃时添加尿素溶液③和重量份数的改性橡胶胶乳，高速搅拌30min；
（6）当冷却至40℃以下时放料；
（7）使用胶液前要进行调胶，取3～4小时内使用的胶液，添加物料总重量的1.9%的固体氯化铵进行搅拌调胶，搅拌均匀后即可使用。
所述的烧碱溶液中烧碱的质量浓度为30%，所述的甲酸溶液中甲酸的质量浓度为85%。
实施例11
一种用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶，包括如下重量份数的原料制成：
甲醛溶液 3290重量份；
尿素溶液① 1190重量份；
尿素溶液② 545重量份；
尿素溶液③ 595重量份；
硅烷偶联剂改性丁苯橡胶胶乳 30重量份；
硅烷偶联剂改性氯丁橡胶胶乳 39重量份；
硅烷偶联剂改性SBS橡胶胶乳 40重量份。
所述的硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、环氧基硅烷和巯基硅烷，三者以任一比例混合。
所述的甲醛溶液中甲醛的质量浓度大于或等于36.5%，所述的尿素溶液①、尿素溶液②和尿素溶液③中尿素的质量分数均大于或等于98%。
用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶的制备方法包括以下步骤：
（1）加成反应：将上述重量份数的甲醛溶液加入到制胶反应釜中，在搅拌下用烧碱溶液调节pH值为7.5～8.0，然后加入尿素溶液①，开始升温，逐渐将温度升高至88～90℃，然后在此温度下保持30分钟；
（2）缩聚反应：保温结束后，用甲酸溶液调节pH值至4.4～4.6，在90～95℃的条件下进行缩聚反应，反应时间为30分钟；
（3）终止反应：缩聚反应结束后，采用水试法进行终点测试，每隔2分钟采样滴入装有清水的烧杯中，当出现不溶于水的白色丝状沉淀时即到达反应终点，此时立即用烧碱溶液调节pH值至7.5～8.0；
（4）添加尿素溶液②，然后继续反应30分钟；
（5）开冷却水进行降温冷却，当冷却至70℃时添加尿素溶液③和重量份数的改性橡胶胶乳，高速搅拌30min；
（6）当冷却至40℃以下时放料；
（7）使用胶液前要进行调胶，取3～4小时内使用的胶液，添加物料总重量的2%的固体氯化铵进行搅拌调胶，搅拌均匀后即可使用。
所述的烧碱溶液中烧碱的质量浓度为30%，所述的甲酸溶液中甲酸的质量浓度为85%。
实施例12
一种用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶，包括如下重量份数的原料制成：
甲醛溶液 3300重量份；
尿素溶液① 1200重量份；
尿素溶液② 550重量份；
尿素溶液③ 600重量份；
硅烷偶联剂改性丁苯橡胶胶乳 30重量份；
硅烷偶联剂改性氯丁橡胶胶乳 40重量份；
硅烷偶联剂改性SBS橡胶胶乳 40重量份。
所述的硅烷偶联剂为环氧基硅烷、巯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷，，三者以任一比例混合。
所述的甲醛溶液中甲醛的质量浓度大于或等于36.5%，所述的尿素溶液①、尿素溶液②和尿素溶液③中尿素的质量分数均大于或等于98%。
用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶的制备方法包括以下步骤：
（1）加成反应：将上述重量份数的甲醛溶液加入到制胶反应釜中，在搅拌下用烧碱溶液调节pH值为7.5～8.0，然后加入尿素溶液①，开始升温，逐渐将温度升高至88～90℃，然后在此温度下保持30分钟；
（2）缩聚反应：保温结束后，用甲酸溶液调节pH值至4.4～4.6，在90～95℃的条件下进行缩聚反应，反应时间为30分钟；
（3）终止反应：缩聚反应结束后，采用水试法进行终点测试，每隔2分钟采样滴入装有清水的烧杯中，当出现不溶于水的白色丝状沉淀时即到达反应终点，此时立即用烧碱溶液调节pH值至7.5～8.0；
（4）添加尿素溶液②，然后继续反应30分钟；
（5）开冷却水进行降温冷却，当冷却至70℃时添加尿素溶液③和重量份数的改性橡胶胶乳，高速搅拌30min；
（6）当冷却至40℃以下时放料；
（7）使用胶液前要进行调胶，取3～4小时内使用的胶液，添加物料总重量的2%的固体氯化铵进行搅拌调胶，搅拌均匀后即可使用。
所述的烧碱溶液中烧碱的质量浓度为30%，所述的甲酸溶液中甲酸的质量浓度为85%。
原来制板车间生产的脲醛胶游离甲醛质量分数为0.1%～0.15%之间，成品板即时检验游离甲醛释放量为28～40 mg/100g之间，并不能稳定在E2级国家标准范围内。为了进一步适应市场和形势的需求，需要改善脲醛树脂胶性能和降低游离甲醛，为此，申请人和车间组织人员对环保型脲醛树脂胶进行技术攻关，通过参考文献资料和多年制胶经验积累总结，不断精选和优化工艺配方，经过反复试验，最终优选出了一个比较良好的制备方法。本发明采用碱-酸-碱不脱水生产工艺，并将经硅烷偶联剂改性后的胶乳加入到合成脲醛树脂的后期反应中，进一步改善了脲醛树脂的耐老化性能。通过该工艺生产的脲醛胶游离甲醛质量分数达到0.1%以下，制成的甘蔗渣刨花板甲醛释放量为20mg/100g，达到了30mg/100g以下的E2级国家标准。
表1为采取近期制板车间生产的脲醛树脂胶及采用相应胶液生产的甘蔗渣刨花板游离甲醛释放量相关检测数据。由上表可以看出，利用车间自产的环保型脲醛树脂胶生产的成品板游离甲醛释放量能够达到E2级国家标准。

Claims (1)

1.用于甘蔗渣刨花板的脲醛树脂胶，其特征在于：包括如下重量份数的原料制成：
甲醛溶液 3100-3300重量份；
尿素溶液① 1000-1200重量份；
尿素溶液② 450-550重量份；
尿素溶液③ 500-600重量份；
改性橡胶胶乳 90-110重量份；
所述的尿素溶液①、尿素溶液②和尿素溶液③中尿素的质量分数均大于或等于98%；
所述的改性橡胶胶乳是固含量为30-40%的硅烷偶联剂改性丁苯橡胶胶乳、硅烷偶联剂改性氯丁橡胶胶乳、硅烷偶联剂改性SBS橡胶胶乳中的一种或一种以上的混合物；
所述的硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷中的一种或其组合物；
所述的甲醛溶液中甲醛的质量浓度大于或等于36 .5%；
该脲醛树脂胶的制备方法包括以下步骤：
（1）加成反应：将上述重量份数的甲醛溶液加入到制胶反应釜中，在搅拌下用烧碱溶液调节pH值为7 .5～8 .0，然后加入尿素溶液①，开始升温，逐渐将温度升高至88～90℃，然后在此温度下保持30分钟；
（2）缩聚反应：保温结束后，用甲酸溶液调节pH值至4 .4～4 .6，在90～95℃的条件下进行缩聚反应，反应时间为30分钟；
（3）终止反应：缩聚反应结束后，采用水试法进行终点测试，每隔2分钟采样滴入装有清水的烧杯中，当出现不溶于水的白色丝状沉淀时即到达反应终点，此时立即用烧碱溶液调节pH值至7 .5～8 .0；
（4）添加尿素溶液②，然后继续反应30分钟；
（5）开冷却水进行降温冷却，当冷却至70℃时添加尿素溶液③和重量份数的改性橡胶胶乳，高速搅拌30min；
（6）当冷却至40℃以下时放料；
（7）使用胶液前要进行调胶，取3～4小时内使用的胶液，添加物料总重量的1%～2%的固体氯化铵进行搅拌调胶，搅拌均匀后即可使用；
所述的烧碱溶液中烧碱的质量浓度为30%，所述的甲酸溶液中甲酸的质量浓度为85%。
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