CN106118565A - 一种高性能环保三聚氰胺树脂胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高性能环保三聚氰胺树脂胶及其制备方法，其主要成分由甲醛、尿素、三聚氰胺、碱性催化剂、酸性催化剂、聚乙烯醇、丙烯酰胺、氨水组成；其制备方法采用弱碱‑弱酸‑弱碱的生产工艺。本发明制得的高性能环保三聚氰胺树脂胶具有硬度大、粘接强度高、极低甲醛释放、耐磨性好、耐水性优异、耐老化性好、耐化学药品和电绝缘性好、耐化学药品和电绝缘性好，不需加固化剂就可加热固化，成本低等特点。

Description

一种高性能环保三聚氰胺树脂胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高性能、低成本、极低甲醛释放三聚氰胺树脂胶的制备方法，属于高分子合成材料领域。
背景技术
人造板是以木材或其他非木材植物为主要原料，通过添加胶粘剂经加工后而制成的板材。目前人造板最常用的胶黏剂是脲醛树脂或改性脲醛树脂。脲醛树脂的生产工艺简单方便，成本低，但其存在耐水性和粘合强度低，因此只有经过改性后的脲醛树脂才更能满足市场需求。其经过三聚氰胺、聚乙烯醇等改性后其耐水性和粘结强度明显提高。
现有三聚氰胺树脂浸渍制品主要以浸渍装饰纸为主，其经过热压固化，制造出用于办公桌椅，生活家具的主要原材料，而这些产品与人们的生活息息相关，并且每时每刻都在接触，对其环保要求很高。
三聚氰胺树脂通常是由三聚氰胺、醛类在碱性或酸性条件下进行缩聚反应生成。因此不可避免的释放甲醛。而甲醛是人类健康的隐形杀手，室内的甲醛浓度大于0.5mg/m3，人就会感到头晕。长期处在甲醛浓度大于0.5mg/m3，就会致癌，因此甲醛释放量是制约人造板行业发展的一个重要因素。
为此，我国政府部门于2002年1月1日颁布了强制性标准GB18580一2001《室内装饰装修材料人造板及其制品甲醛释放限量》。传统的人造板制造工艺和脲醛树脂胶黏剂的难以适应低甲醛释放的要求。面对这种情况，三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂在人造板行业大规模被使用。在脲醛树脂分子中引入三聚氰胺，可以形成了三维网状结构，从而提高了脲醛树脂的耐水性。在另一方面，加入的三聚氰胺可与甲醛发生反应，生成羟甲基三聚氰胺，使得脲醛树脂中的游离甲醛含量下降。
中国专利CN201010244439.0公开了一种胶黏剂，采用氰乙基化纤维作为胶黏剂用于人造板的制造，此种胶黏剂的原料中不含有甲醛，其甲醛的释放几乎为零，但该胶黏剂成本高，胶粘强度不理想。
同时有人提出降低胶黏剂中单体甲醛的残留量来实现，以降低甲醛的释放量，但在反应过程中容易产生凝胶现象。因此，在保证三聚氰胺树脂胶性能的前提下如何解决其耐水性差、游离甲醛含量高、贮存时间短等问题上具有重要的实际意义。
发明内容
针对上述问题，本发明通过调整工艺与原料比，适当减少甲醛的用量，合成出的三聚氰胺树脂胶具有硬度大、粘接强度高、极低甲醛释放、耐磨性好、耐水性优异、耐老化性好、耐化学药品和电绝缘性好，不需加固化剂就可加热固化，成本低等特点。
本发明的目的旨在提供一种性能优良、耐水性好、甲醛排放量极低、贮存时间长的三聚氰胺树脂胶。
本发明的另一目的在于提供一种三聚氰胺树脂胶的制备方法。
为了解决上面所述的技术问题，本发明采取以下技术方案：本发明涉及一种三聚氰胺树脂胶，按重量百分比计,其组成为：甲醛35.0～55.0份、尿素25.0～40.0份、三聚氰胺12.0～18.0份、碱性催化剂0.02～0.1份、酸性催化剂0.02～0.6份、聚乙烯醇0.8～2.0份、丙烯酰胺0.2～2.0份、氨水2.5～6.0份。
所述的碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾。
所述的酸性催化剂为氯化铵、草酸、甲酸。
本发明的制备方法主要分三步进行：第一步将混合物调成弱碱性，第二步调为弱酸性，第三步调为弱碱性；其制备工艺，包括如下步骤：
a、按配方的重量百分比依次将甲醛、50～60％的尿素、低于50％的丙烯酰胺、三聚氰胺、聚乙烯醇投入反应釜中，充分搅拌后，用碱性催化剂将混合液pH值调整至7.5，升温至65～75℃，保温反应30min；
b、用酸性催化剂调低反应混合物pH值，并适当降低温度，每隔10min加酸性催化剂一次并检测pH值，调混合物pH值至4.5，继续反应10min；然后再用碱性催化剂调整反应混合物pH值至7.5左右，同时升温至75℃左右，加入20％左右的尿素和余下的三聚氰胺继续反应15min，用碱性催化剂调pH值至8.0左右；降温到60℃时，加入余下的尿素充分搅拌，而后加入氨水，搅拌均匀，过滤包装，即制得一种环保型三聚氰胺树脂胶。
本发明制得的一种高性能环保三聚氰胺树脂胶具有硬度大、粘接强度高、极低甲醛释放、耐磨性好、耐水性优异、耐老化性好、耐化学药品和电绝缘性好，不需加固化剂就可加热固化，成本低等特点。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
一种环保型三聚氰胺树脂胶，其制备工艺如下：
a、按配方的重量百分比依次将42.0份甲醛、20.0份尿素、8.0份三聚氰胺、0.3份丙烯酰胺、1.04份聚乙烯醇投入反应釜中，充分搅拌后，用0.01份氢氧化钠溶液将混合液pH值调至7.5，升温至65～75℃，保温反应30min；
b、用0.1份氯化铵水溶液调整反应混合物pH值，并适当降低温度，每隔10min加酸性催化剂一次并检测pH值，调混合物pH值至4.5左右时即可，继续反应10min；然后再用0.04份氢氧化钠调整反应混合物pH值至7.5左右，同时升温至75℃左右，加入9.0份三聚氰胺和7.0份尿素继续反应15min，用0.01份氢氧化钠调整pH值至8.0左右；降温到60℃时，加入9.0份尿素充分搅拌，而后加入3.5份氨水，搅拌均匀，过滤包装，即制得一种环保型三聚氰胺树脂胶。
实施例2
一种环保型三聚氰胺树脂胶，其制备工艺如下：
a、按配方的重量百分比依次将40.0份甲醛、19.0份尿素、7.5份三聚氰胺、0.5份丙烯酰胺、1.54份聚乙烯醇投入反应釜中，充分搅拌后，用0.01份氢氧化钠溶液将混合液pH值调整至7.5，升温至65～75℃，保温反应30min；
b、用0.1份氯化铵水溶液调整反应混合物pH值，并适当降低温度，每隔10min加酸性催化剂一次并检测pH值，调混合物pH值至4.5左右时即可，继续反应10min；然后再用0.04份氢氧化钠调整反应混合物pH值至7.5左右，同时升温至75℃左右，加入8.5份三聚氰胺和7.5份尿素继续反应15min，用0.01份氢氧化钠调整pH值至8.0左右；降温到60℃时，加入10.0份尿素充分搅拌，而后加入5.3份氨水，搅拌均匀，过滤包装，即制得一种环保型三聚氰胺树脂胶。
实施例3
一种环保型三聚氰胺树脂胶，其制备工艺如下：
a、按配方的重量百分比依次将45.0份甲醛、22.0份尿素、6.5份三聚氰胺、0.2份丙烯酰胺、0.94份聚乙烯醇投入反应釜中，充分搅拌后，用0.01份氢氧化钠溶液将混合液pH值调整至7.5，升温至65～75℃，保温反应30min；
b、用0.1份氯化铵水溶液调整反应混合物pH值，并适当降低温度，每隔10min加酸性催化剂一次并检测pH值，调混合物pH值至4.5左右时即可，继续反应10min；然后再用0.04份氢氧化钠调整反应混合物pH值至7.5左右，同时升温至75℃左右，加入8.0份三聚氰胺和5.0份尿素继续反应15min，用0.01份氢氧化钠调整pH值至8.0左右；降温到60℃时，加入7.5份尿素充分搅拌，而后加入4.7份氨水，搅拌均匀，过滤包装，即制得一种环保型三聚氰胺树脂胶。
按照GB/T17657-1999相关标准，对本发明产品的相关性能进行检测，检测性能指标如表1所示。
表1高性能环保三聚氰胺树脂胶性能指标
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3
外观 乳白色 乳白色 乳白色
甲醛释放量 0.25mg/L 0.32mg/L 0.28mg/L
贮存性 ≥120天 ≥120天 ≥120天
抗污性 良好 良好 良好
耐老化性 良好 良好 良好
胶合强度(MPa) 1.8 1.78 1.64
表面耐磨性 良好 良好 良好
耐水蒸气性 无变化(2h) 无变化(2h) 无变化(2h)
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明；本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (4)

1.一种高性能环保三聚氰胺树脂胶，其特征在于：所述的环保三聚氰胺树脂胶，按重量百分比计，其组成为：甲醛35.0～55.0份、尿素25.0～40.0份、三聚氰胺12.0～18.0份、碱性催化剂0.02～0.1份、酸性催化剂0.02～0.6份、聚乙烯醇0.8～2.0份、丙烯酰胺0.2～2.0份、氨水2.5～6.0份。
2.如权利要求1所述的一种高性能环保三聚氰胺树脂胶，其特征在于：所述的碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾。
3.如权利要求1所述的一种高性能环保三聚氰胺树脂胶，其特征在于：所述的酸性催化剂为氯化铵、草酸、甲酸。
4.一种如权利要求1所述的高性能环保三聚氰胺树脂胶的制备方法，其特征在于：所述的制备方法，其制备工艺如下：
a、按配方的重量百分比依次将甲醛、50～60％的尿素、低于50％的丙烯酰胺、三聚氰胺、聚乙烯醇投入反应釜中，充分搅拌后，用碱性催化剂将混合液pH值调整至7.5，升温至65～75℃，保温反应30min；
b、用酸性催化剂调低反应混合物pH值，并适当降低温度，每隔10min加酸性催化剂一次并检测pH值，调混合物pH值至4.5，继续反应10min；然后再用碱性催化剂调整反应混合物pH值至7.5左右，同时升温至75℃左右，加入20％左右的尿素和余下的三聚氰胺继续反应15min，用碱性催化剂调pH值至8.0左右；降温到60℃时，加入余下的尿素充分搅拌，而后加入氨水，搅拌均匀，过滤包装，即制得一种环保型三聚氰胺树脂胶。
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