CN108864390A - 一种新型改性酚醛树脂胶粘剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新型改性酚醛树脂胶粘剂的制备方法，其特征在于：所述的方法按照以下步骤依次进行：将水、氢氧化钠和苯酚按照1.25:(0.75~0.8):1的摩尔比投入反应釜中，并向反应釜中加入合成催化剂，所述合成催化剂的量为总物料质量的0.3~0.5%同时合成催化剂由氢氧化钾与PVA按照重量比1：1的比例混合而成，搅拌10‑15分钟，称取与苯酚摩尔比为1：2.6的甲醛，并将其分为质量比4:1的两份，搅拌过程中反应釜中混合物的温度会下降，当温度降至70℃时，向反应釜中以滴定的方式加入4份质量甲醛，滴定过程中随着聚合反应，混合物的温度会持续上升，开循环冷却，让混合物的温度在1.5h内升至96℃，然后保温15分钟后自然降温。

Description

一种新型改性酚醛树脂胶粘剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种化工领域，特别是一种新型改性酚醛树脂胶粘剂的制备方法。

背景技术

酚醛树脂胶粘剂是世界上最早实现工业化的合成树脂，迄今已有80 多年的历史。在国内多用于实木地板以及各种板材的粘接。目前国内的地板生产厂家普遍采用的胶种有三组份的无水固体粉状胶、双组份冷压胶和水性树脂胶。

无水固体粉状胶运输方便，便于储存；但环保等级甲醛释放量在0.8mg/l以上，达到E1级标准，耐水煮温度在70度左右，并且综合成本较高，在8000元-10000元/吨。双组份冷压胶胶合强度较高，施工工艺简单，但耐水煮温度也在70度左右，环保等级甲醛释放量在0.5mg/l左右，勉强达到E0级标准，并且综合成本也较高，在8000元-12000元/吨。而酚醛树脂胶则属于水性树脂胶的一种，与上述两种胶相比，具有优异的胶结强度和耐水性，且环保等级更高，综合成本更低。

但是，传统的酚醛树脂胶，由于其生产工艺上所存在的问题，仍然存在一定的问题，如：成本仍然可以进一步缩减，储存周期相对较短，游离醛含量相对较高等。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种成本低廉，操作方便，可获得具有优异胶结强度、且环保等级更高、综合成本更低的改性酚醛树脂胶粘剂的方法。

本发明的技术解决方案是：一种新型改性酚醛树脂胶粘剂的制备方法，其特征在于：所述的方法按照以下步骤依次进行：

a、将水、氢氧化钠和苯酚按照1.25:(0.75~0.8):1的摩尔比投入反应釜中，并向反应釜中加入合成催化剂，所述合成催化剂的量为总物料质量的0.3~0.5%同时合成催化剂由氢氧化钾与PVA按照重量比1：1的比例混合而成，搅拌10-15分钟 ，

b、称取与苯酚摩尔比为1：2.6的甲醛，并将其分为质量比4:1的两份，搅拌过程中反应釜中混合物的温度会下降，当温度降至70℃时，向反应釜中以滴定的方式加入4份质量甲醛，滴定过程中随着聚合反应，混合物的温度会持续上升，开循环冷却，让混合物的温度在1.5h内升至 96℃，然后保温15分钟后自然降温，

c、在温度降至80-85℃时，加入剩余的1份质量甲醛，保证混合物的温度在15min内升至95℃，然后在95℃的条件下反应至粘度合格，

d、在温度降至90℃时，加入与苯酚摩尔比为1：0.43的尿素，继续反应10-15min，自然冷却至45℃后，即获得了新型改性酚醛树脂胶粘剂。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

本方法通过加入合成催化剂（由由氢氧化钾与PVA组成）与工艺改进，得到一种性能优良的新型改性酚醛树脂，它不仅在甲醛释放量上打破了传统酚醛树脂所能达到的极致，比世界上要求最严格的F4星认证还要低，同时还具有良好的初粘性能与超强的粘接力和耐水性，并且成本比传统酚醛树脂还要低。利用这种方法获得的酚醛树脂胶粘剂，甲醛的释放量在0.1mg/l左右，可以说几乎是无甲醛状态；在人们对健康环保要求日益增强的今天，更能达到人们对生活的要求。而且它具有良好的初粘性能，不仅可缩短调胶与预压时间，提高生产效率，并且为下一步热压工序打好基础，提高产品合格率；同时它还具备超强的粘接力与耐水性能，提高了地板整体品质。综上所述，可以说利用这种方法制备而成的酚醛树脂胶粘剂，具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。

具体实施方式

下面将说明本发明的具体实施方式。

一种新型改性酚醛树脂胶粘剂的制备方法，按照以下步骤依次进行：

首先，将水、氢氧化钠和苯酚按照1.25:(0.75~0.8):1的摩尔比投入反应釜中，并向反应釜中加入合成催化剂，所述合成催化剂的量为总物料质量的0.3~0.5%同时合成催化剂由氢氧化钾与PVA按照重量比1：1的比例混合而成，搅拌10-15分钟 ，

然后，称取与苯酚摩尔比为1：2.6的甲醛，并将其分为质量比4:1的两份，搅拌过程中反应釜中混合物的温度会下降，当温度降至70℃时，向反应釜中以滴定的方式加入4份质量甲醛，滴定过程中随着聚合反应，混合物的温度会持续上升，开循环冷却，让混合物的温度在1.5h内升至 96℃，然后保温15分钟后自然降温，

在温度降至80-85℃时，加入剩余的1份质量甲醛，保证混合物的温度在15min内升至95℃，然后在95℃的条件下反应至粘度合格，

在温度降至90℃时，加入与苯酚摩尔比为1：0.43的尿素，继续反应10-15min，自然冷却至45℃后，即获得了新型改性酚醛树脂胶粘剂。这种新型改性酚醛树脂胶粘剂的甲醛释放量在0.1%以下。

效果分析：

地板用胶成本对比

表格表明：使用新型改性酚醛树脂胶可大幅度降低各地板生产商的用胶成本。

传统酚醛树脂与新型改性酚醛树脂成本对比：

由于新型改性酚醛树脂使用部分尿素代替苯酚，又采用降温加醛的工艺，从原料与生产工艺降低了成本。

成本指标

改性酚醛树脂使用部分尿素代替苯酚，尿素与苯酚形成苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂，同时尿素起到甲醛捕捉剂作用，当尿素代替苯酚量达到30%左右时，原料成本可降低20%左右。

改进工艺采用自然升温加醛方式，生产过程中无需蒸汽加热，节能减排、提高生产效率的同时降低了能耗成本，综合成本降低30%左右。

物理指标对比：

粘度使用涂-4杯25度测定。

固含量采用干燥箱法测定。

15mm5层人造板在热压机7MPa 125度热压测定其固化时间。

根据粘度与粘接力变化计算储存时间。

性能表格

由于加入了复合催化剂，因此比传统酚醛树脂固化时间提高一倍，进而提高了生产效率，降低了生产成本。

甲醛分批投放，得到稳定的树脂乳液，储存期可达3个月以上。

与传统酚醛树脂初粘力对比：

以相同100KG传统与改性酚醛胶添加相同20%面粉，达到预定30000cp粘度所需搅拌时间对比。

以相同面粉添加量，搅拌相同时间，粘接的多层胶合板预压效果对比。

调胶时间对比

新型改性酚醛树脂由于复合催化剂的添加，具有更好的初粘力，调胶更快，大大提高生产效率。

预压效果对比

新型改性酚醛树脂具有更好的初粘力，在相同的预压时间后，长时间保持板材的粘接状态，保证后续热压施工，提高产品成品率。

耐水煮实验对比：

使用恒温水浴锅100度测定其耐水煮时间。

耐水煮实验对比

由于复合催化剂的添加，缩短其固化时间同时，增加其粘接力。使用新型改性酚醛树脂胶粘剂粘接的板材在沸水中水煮超过10个小时未见开裂。

环保指标对比：

采用 40L干燥器法测定15mm多层实木地板使用各类胶种的甲醛释放量。

环保指标

甲醛分批投放，使甲醛与苯酚充分反应，得到高邻位甲阶酚。

尿素的添加与苯酚和甲醛形成苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂，后期又起到甲醛捕捉剂的作用，降低游离醛含量。使改性酚醛树脂粘合的地板甲醛释放量在0.1mg/L，超过环保等级要求最高的日本F4星认证要求。

Claims (1)

1.一种新型改性酚醛树脂胶粘剂的制备方法，其特征在于：所述的方法按照以下步骤依次进行：

a、将水、氢氧化钠和苯酚按照1.25:(0.75~0.8):1的摩尔比投入反应釜中，并向反应釜中加入合成催化剂，所述合成催化剂的量为总物料质量的0.3~0.5%同时合成催化剂由氢氧化钾与PVA按照重量比1：1的比例混合而成，搅拌10-15分钟 ，

b、称取与苯酚摩尔比为1：2.6的甲醛，并将其分为质量比4:1的两份，搅拌过程中反应釜中混合物的温度会下降，当温度降至70℃时，向反应釜中以滴定的方式加入4份质量甲醛，滴定过程中随着聚合反应，混合物的温度会持续上升，开循环冷却，让混合物的温度在1.5h内升至 96℃，然后保温15分钟后自然降温，

c、在温度降至80-85℃时，加入剩余的1份质量甲醛，保证混合物的温度在15min内升至95℃，然后在95℃的条件下反应至粘度合格，

d、在温度降至90℃时，加入与苯酚摩尔比为1：0.43的尿素，继续反应10-15min，自然冷却至45℃后，即获得了新型改性酚醛树脂胶粘剂。