CN109503787A - 一种改性脲醛树脂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性脲醛树脂,其制备方法包括如下步骤:取50‑60wt%的尿素、25‑35wt%的三聚氰胺、甲醛和水混合,调节pH至碱性,升温反应;调节pH至酸性,然后加入25‑30wt%的尿素、25‑35wt%的三聚氰胺,继续反应;加入胶液,和剩余的三聚氰胺继续反应;最后加入剩余的尿素进一步反应,得到所述改性脲醛树脂;各组分的重量份数如下:甲醛10‑150份、胶液1‑80份、三聚氰胺0.1‑10份、水1‑10份、尿素4‑100份;所述胶液的有效成分为造纸废弃物。本发明采用添加由造纸废弃物改性而成的产品对脲醛树脂进行改性,可提高板材的强度;另外采用产品为造纸废弃物改性而来而价格相对三聚氰胺要低很多,这对继续推进板材行业得发展有不可替代的作用。
Description
技术领域
本发明涉及胶黏剂技术领域,尤其涉及一种改性脲醛树脂及其制备方法。
背景技术
进入21世纪以来,我国人造板工业高速发展,是世界人造板生产、消费和进出口贸易的第一大国。2017年,我国人造板总产量达到3.15亿立方米,连续多年位居世界第一位,其中胶合板产量达1.82亿立方米,特别地实木复合地板用胶合板也是异军突起,在国内装修装饰市场和出口方面有着喜人的表现。同样的,人造板用胶量也大幅度增长,由于脲醛树脂是在合成树脂中价格最低廉的品种,作为木材胶粘剂具有胶接性能优良、工艺操作性能好、无色等特点,成为室内用胶接材料制品的主要胶种,占人造板用胶量的90%以上。
在实木复合地板用胶合板的生产中,改性脲醛树脂已逐渐取代高成本的酚醛树脂用于生产木质地板板材,脲醛胶市场需求呈现爆炸式增长。随着我国人民生活水平的提高,人们越来越关心家居地板强度环保这方面的指标,传统脲醛胶已经不能满足人们现在的需求,而很多厂家为了达到降低产品成本的目的,往往不能兼顾这两方面的要求,现在的厂家急需一种可以使其两全其美的方法来帮助他们解决问题。
发明内容
本发明旨在提供一种改性脲醛树脂,以及该改性脲醛树脂的制备方法,以解决背景技术存在的上述缺陷。
本发明是通过如下的技术方案实现的:
一种改性脲醛树脂的制备方法,包括如下步骤:
步骤一,取50-60wt%的尿素、25-35wt%的三聚氰胺、甲醛和水混合,调节pH至7-10,升温至70-100℃反应;
步骤二,将步骤一反应产物调节pH至3.0-6.0,然后加入25-30wt%的尿素、25-35wt%的三聚氰胺,调节pH至3.0-6.9继续反应;
步骤三,向步骤二反应产物中加入胶液,升温至80-95℃,然后加入剩余的三聚氰胺继续反应;
步骤四,最后加入剩余的尿素进一步反应,待反应完成后得到所述改性脲醛树脂;
各组分的重量份数如下:
所述胶液的有效成分为造纸废弃物。
优选的,所述造纸废弃物选自腐浆、浆渣、树皮、药剂废液、草末、含硅白泥中的至少一种。其固含量为40-45%。
优选的,各步骤中分别采用碱性调控剂或酸性调控剂调节反应体系的pH,所述碱性调控剂选自氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、亚硫酸钠中的至少一种;所述酸性调控剂选自盐酸、醋酸、碳酸、硫酸、氯化铵、甲酸中的至少一种或几种。调控剂的质量百分含量在5~95%之间不等。
作为优选的技术方案,所述改性脲醛树脂的制备方法,包括如下步骤:
步骤一,取50-60wt%的尿素、25-35wt%的三聚氰胺、甲醛和水混合,调节pH至7-10,升温至70-100℃反应,保温10-50min;
步骤二,将步骤一反应产物调节pH至3.0-6.0,保温20-50min,然后加入25-30wt%的尿素、25-35wt%的三聚氰胺,调节pH至3.0-6.9继续反应,保温5-30min;
步骤三,向步骤二反应产物中加入胶液,升温至80-95℃,然后加入剩余的三聚氰胺继续反应20-60min;
步骤四,最后加入剩余的尿素进一步反应5-30min,待反应完成后得到所述改性脲醛树脂。
作为进一步优选的技术方案,各组分的重量份数如下:甲醛100份、胶液10份、三聚氰胺1份、水1份、尿素40份。
上述方法制备得到的改性脲醛树脂,其40℃涂4杯粘度为14-19s。
本发明改性脲醛树脂可应用于复合地板胶黏剂。
本发明采用添加造纸废弃物对脲醛树脂进行改性,可提高板材的强度;另外采用产品为造纸废弃物改性而来而价格相对三聚氰胺要低很多,这对继续推进板材行业得发展有不可替代的作用。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行阐述,方法和组分的用量仅是示例性的,并不限制本发明。
实施例1
原料:甲醛100g;胶液10g;三聚氰胺1g;水1g;尿素40g
①甲醛100g,尿素22g,水1g,三聚氰胺0.3g
②尿素11g,三聚氰胺0.3g
③胶液10g
④三聚氰胺0.4g
⑤尿素7g
工艺:1.加入①第一部分尿素、甲醛、水和第一部分三聚氰胺,使用含量32%的氢氧化钠溶液调节pH至7,升温搅拌,升温至70℃,保温10min;
2.使用含量10%的甲酸调节pH至3.0,保温20min,加入②第二部分尿素和第二部分三聚氰胺,使用含量10%的甲酸调节pH至5.0保温5-min;
3.加入③胶液,在80℃时加入④第三部分三聚氰胺,保温20min;
4.加入⑤第三部分尿素保温5min后检测40℃涂4杯为16s降温至常温出料。
实施例2
原料:甲醛600g;胶液60g;三聚氰胺6g;水5g;尿素200g
①甲醛600g,尿素110g,水5g,三聚氰胺2g
②尿素55g,三聚氰胺2g
③胶液60g
④三聚氰胺2g
⑤尿素35g
工艺:1.加入①第一部分尿素、甲醛、水和第一部分三聚氰胺,使用含量32%的氢氧化钠溶液调节pH至7,升温搅拌,升温至70℃,保温10min;
2.使用含量10%的甲酸调节pH至3.0,保温20min,加入②第二部分尿素和第二部分三聚氰胺,使用含量10%的甲酸调节pH至5.0保温5min;
3.加入③胶液,在80℃时加入④第三部分三聚氰胺,保温20min;
4.加入⑤第三部分尿素保温5min后检测40℃涂4杯为15.9s降温至常温出料。
实施例3
原料:甲醛1500g;胶液800g;三聚氰胺100g;水100g;尿素1000g
①甲醛1500g,尿素550g,水100g,三聚氰胺30g
②尿素275g,三聚氰胺30g
③胶液800g
④三聚氰胺40g
⑤尿素175g
工艺:1.加入①第一部分尿素、甲醛、水和第一部分三聚氰胺,使用含量32%的氢氧化钠溶液调节pH至7,升温搅拌,升温至70℃,保温10min;
2.使用含量10%的甲酸调节pH至3.0,保温20min,加入②第二部分尿素和第二部分三聚氰胺,使用含量10%的甲酸调节pH至5.0保温5min;
3.加入③胶液,在80℃时加入④第三部分三聚氰胺,保温20min;
4.加入⑤第三部分尿素保温5min后检测40℃涂4杯为16.2s降温至常温出料。
对比例
原料:甲醛100g;三聚氰胺1g;水1g;尿素40g
①甲醛100g,尿素22g,水1g,三聚氰胺0.3g
②尿素11g,三聚氰胺0.3g
三聚氰胺0.4g
④尿素7g
工艺:1.加入①第一部分尿素、甲醛、水和第一部分三聚氰胺,使用含量32%的氢氧化钠溶液调节pH至7,升温搅拌,升温至70℃,保温10min;
2.使用含量10%的甲酸调节pH至3.0,保温20min,加入②第二部分尿素和第二部分三聚氰胺,使用含量10%的甲酸调节pH至5.0保温5min;
3.在80℃时加入③第三部分三聚氰胺,保温20min;
4.加入④第三部分尿素保温5min后检测40℃涂4杯为15.9s降温至常温出料。
将各实施例和对比例所得改性脲醛树脂胶黏剂,在相同条件下应用于复合地板胶黏,检测其各项指标,其中胶合强度、甲醛释放量按照GB/T17657-2013进行检测。具体结果见表1。
表1
经过数据对比,本发明合成出的改性脲醛树脂应用于复合地板胶黏,与未经胶液改性的脲醛树脂相比各项指标相当,而甲醛释放量有所降低,尤其是实施例1的样品,其甲醛释放量和对比例相比减少了54.5%,产生了出乎意料的效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种改性脲醛树脂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一,取50-60wt%的尿素、25-35wt%的三聚氰胺、甲醛和水混合,调节pH至7-10,升温至70-100℃反应;
步骤二,将步骤一反应产物调节pH至3.0-6.0,然后加入25-30wt%的尿素、25-35wt%的三聚氰胺,调节pH至3.0-6.9继续反应;
步骤三,向步骤二反应产物中加入胶液,升温至80-95℃,然后加入剩余的三聚氰胺继续反应;
步骤四,最后加入剩余的尿素进一步反应,待反应完成后得到所述改性脲醛树脂;
各组分的重量份数如下:
所述胶液的有效成分为造纸废弃物。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述造纸废弃物选自腐浆、浆渣、树皮、药剂废液、草末、含硅白泥中的至少一种。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,各步骤中分别采用碱性调控剂或酸性调控剂调节反应体系的pH,所述碱性调控剂选自氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、亚硫酸钠中的至少一种;所述酸性调控剂选自盐酸、醋酸、碳酸、硫酸、氯化铵、甲酸中的至少一种或几种。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一,取50-60wt%的尿素、25-35wt%的三聚氰胺、甲醛和水混合,调节pH至7-10,升温至70-100℃反应,保温10-50min;
步骤二,将步骤一反应产物调节pH至3.0-6.0,保温20-50min,然后加入25-30wt%的尿素、25-35wt%的三聚氰胺,调节pH至3.0-6.9继续反应,保温5-30min;
步骤三,向步骤二反应产物中加入胶液,升温至80-95℃,然后加入剩余的三聚氰胺继续反应20-60min;
步骤四,最后加入剩余的尿素进一步反应5-30min,待反应完成后得到所述改性脲醛树脂。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,各组分的重量份数如下:甲醛100份、胶液10份、三聚氰胺1份、水1份、尿素40份。
6.如权利要求1-5任一项所述方法制备的改性脲醛树脂,其特征在于,所述改性脲醛树脂的粘度为14-19s。
7.权利要求6所述改性脲醛树脂的应用,其特征在于,用于复合地板胶黏剂。
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