CN110078878B - 辐射改性三聚氰胺脲醛树脂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种辐射改性三聚氰胺脲醛树脂的制备方法，包括以下步骤：S1，将原木锯割之后的木块放入窑中烘干，烘干至含水率7～12％，出窑备用；S2，三聚氰胺脲醛树脂浸渍液置于强辐射源进行辐照，其中，辐射剂量率为1～100kGy/s，辐射总剂量为10～100kGy；S3，将烘干后的木块加入步骤S2中获得的三聚氰胺脲醛树脂浸渍液中浸渍；S4，步骤S3中获得的预制品于50～120摄氏度等温或梯度升温烘干20～200小时，最终得成品。

Description

辐射改性三聚氰胺脲醛树脂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种辐射改性三聚氰胺脲醛树脂的制备方法。
背景技术
脲醛树脂是指尿素与甲醛反应生成的中等分子量的水基树脂，由于价格便宜，其在人造板领域已经广泛应用，但该类胶液的成品甲醛释放量往往很难达到国标E1级，因此已有添加各类甲醛捕捉剂对脲醛胶进行改性，但往往容易降胶液复合材的力学性能，采用三聚氰胺进行改性能够有效地降低甲醛释放量，还可以提供三维交联加强成品最终力学性能，因此合适地添加三聚氰胺改性脲醛胶是已报道的有效胶液改性手段。
但由于传统合成方法得到的三聚氰胺改性脲醛树脂的相对分子量大约是在800～3000之间，而能完全浸渍到木材内部的主要分子量一般要求不高于400～500。由于三聚氰胺的交联特性，容易在制胶阶段就使脲醛树脂分子量较大，导致其对于稍微厚一点木材的浸渍率不高，而使成品浸渍木力学性能提升不明显或需要高耐压生产设备。单独使用目前一些提高木材浸渍的各类物理或化学方法容易造成木材基材受损，且仍然无法避免胶液分子量较高难于进入实木导致的浸渍不均匀问题，所以本质上降低胶液分子量是最有效的方法。
但是对脲醛胶体系而言，在合胶阶段控制分子量容易保留大量的羟甲基或甲醚桥，这些官能团在最后缩合阶段容易重新释放甲醛造成污染，所以降低浸胶的分子量与降低最终甲醛释放似乎成为矛盾，我们在实践中发现当脲醛胶中加入三聚氰胺成分时，已制备好的较高分子量的三聚氰胺改性脲醛胶经辐射处理，能够有效打断三聚氰胺分子所在的特定交联基团，从而达到降低分子量有利浸渍实木的效果，但由于其它大量缩合羟甲基和甲醚键形成的次甲基键并未破坏，所以最终浸渍木成品的甲醛释放量得到有效降低。
发明内容
本发明提供了辐射改性三聚氰胺脲醛树脂的制备方法，可以有效解决上述问题。
本发明是这样实现的：
一种辐射改性三聚氰胺脲醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
S1，将原木锯割之后的木块放入窑中烘干，烘干至含水率7～12％，出窑备用；
S2，三聚氰胺脲醛树脂浸渍液置于强辐射源进行辐照，其中，辐射剂量率为1～100kGy/s，辐射总剂量为10～100kGy；
S3，将烘干后的木块加入步骤S2中获得的三聚氰胺脲醛树脂浸渍液中浸渍；
S4，步骤S3中获得的预制品于50～120摄氏度等温或梯度升温烘干20～200小时，最终得成品。
作为进一步改进的，在步骤S2中，所述三聚氰胺脲醛树脂浸渍液的制备方法包括以下步骤：
S21，将900～1200份重量的37wt％甲醛溶液、4～8份重量的10wt％氢氧化钠溶液以及加入225～500份重量的尿素混合后，调节温度至60～90℃，恒温反应0.5～5小时；
S22，保持60～80℃的恒温反应温度，再加入150～475份重量的尿素、20～120份重量的三聚氰胺以及90～300份重量的麦芽糊精，反应0.5～5小时，降至室温出料。
作为进一步改进的，在步骤S2中，所述强辐射源是天然同位素放射源、人工x射线源或电子束辐射源。
作为进一步改进的，在步骤S3中，所述的将烘干后的木块加入步骤S2中获得的三聚氰胺脲醛树脂浸渍液中浸渍的步骤包括：
S31，将所述木块放入加压浸渍罐子中，先抽真空至-0.06～-0.01MPa保持0.5～1.5小时，接着打开阀门将辐照后的胶液浸渍进去，通过加压泵加压至0.5～2MPa,加压浸渍0.5～10小时，泄压取出浸渍木块。
本发明的有益效果是：
制备好的较高分子量的三聚氰胺改性脲醛胶经辐射处理，能够有效打断三聚氰胺分子所在的特定交联基团，从而达到降低分子量有利浸渍实木的效果，但由于其它大量缩合羟甲基和甲醚键形成的次甲基键并未破坏，所以最终浸渍木成品的甲醛释放量得到有效降低。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
一种辐射改性三聚氰胺脲醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
S1，将原木锯割之后的木块放入窑中烘干，烘干至含水率7～12％，出窑备用；
S2，三聚氰胺脲醛树脂浸渍液置于强辐射源进行辐照，其中，辐射剂量率为1～100kGy/s，辐射总剂量为10～100kGy；
S3，将烘干后的木块加入步骤S2中获得的三聚氰胺脲醛树脂浸渍液中浸渍；
S4，步骤S3中获得的预制品于50～120摄氏度等温或梯度升温烘干20～200小时，最终得成品。
作为进一步改进的，在步骤S2中，所述三聚氰胺脲醛树脂浸渍液的制备方法包括以下步骤：
S21，将900～1200份重量的37wt％甲醛溶液、4～8份重量的10wt％氢氧化钠溶液以及加入225～500份重量的尿素混合后，调节温度至60～90℃，恒温反应0.5～5小时；
S22，保持60～80℃的恒温反应温度，再加入150～475份重量的尿素、20～120份重量的三聚氰胺以及90～300份重量的麦芽糊精，反应0.5～5小时，降至室温出料。
作为进一步改进的，在步骤S2中，所述强辐射源是天然同位素放射源、人工x射线源或电子束辐射源。
作为进一步改进的，在步骤S3中，所述的将烘干后的木块加入步骤S2中获得的三聚氰胺脲醛树脂浸渍液中浸渍的步骤包括：
S31，将所述木块放入加压浸渍罐子中，先抽真空至-0.06～-0.01MPa保持0.5～1.5小时，接着打开阀门将辐照后的胶液浸渍进去，通过加压泵加压至0.5～2MPa,加压浸渍0.5～10小时，泄压取出浸渍木块。
实施例1：
将原木锯割之后的木块放入窑中烘干，烘干至含水率7～12％，出窑备用；将900份重量的37wt％甲醛溶液、4份重量的10wt％氢氧化钠溶液以及加入400份重量的尿素混合后，调节温度至90℃，恒温反应1小时；保持80℃的恒温反应温度，再加入150份重量的尿素、20份重量的三聚氰胺，90份重量的麦芽糊精，反应1小时，降至室温出料；将制备好的三聚氰胺甲醛树脂溶液，置于人工x射线源进行辐照辐射剂量率10kGy/s，辐射总剂量40kGy；将所述木块放入加压浸渍罐子中，先抽真空至-0.01MPa，抽真空0.5小时，接着打开阀门将胶液浸渍进去，通过加压泵加压至0.5MPa,加压浸渍0.5小时，泄压取出浸渍木块；将浸渍出来的木块样品于75摄氏度烘48小时，再100摄氏度烘48～200小时，最终得成品。
实施例2：
将原木锯割之后的木块放入窑中烘干，烘干至含水率7～12％，出窑备用；将1000份重量的37wt％甲醛溶液、6份重量的10wt％氢氧化钠溶液以及加入450份重量的尿素混合后，调节温度至90℃，恒温反应1小时；保持80℃的恒温反应温度，再加入150份重量的尿素、20份重量的三聚氰胺，100份重量的麦芽糊精，反应1.2小时，降至室温出料；将制备好的三聚氰胺甲醛树脂溶液，置于电子束辐射源进行辐照辐射剂量率10kGy/s，辐射总剂量50kGy；将所述木块放入加压浸渍罐子中，先抽真空至-0.01MPa，抽真空0.5小时，接着打开阀门将胶液浸渍进去，通过加压泵加压至1MPa,加压浸渍1小时，泄压取出浸渍木块；将浸渍出来的木块样品于90摄氏度烘48～120小时，再100摄氏度烘48～200小时，最终得成品。
实施例3：
将原木锯割之后的木块放入窑中烘干，烘干至含水率7～12％，出窑备用；将1200份重量的37wt％甲醛溶液、8份重量的10wt％氢氧化钠溶液以及加入500份重量的尿素混合后，调节温度至90℃，恒温反应1小时；保持80℃的恒温反应温度，再加入200份重量的尿素、120份重量的三聚氰胺，150份重量的麦芽糊精，反应1.5小时，降至室温出料；将制备好的三聚氰胺甲醛树脂溶液，置于人工x射线源进行辐照辐射剂量率10kGy/s，辐射总剂量70kGy；将所述木块放入加压浸渍罐子中，先抽真空至-0.01MPa，抽真空0.5小时，接着打开阀门将胶液浸渍进去，通过加压泵加压至1MPa,加压浸渍2小时，泄压取出浸渍木块；将浸渍出来的木块样品于70摄氏度烘24～48小时，再90摄氏度烘48～200小时，再120度烘24～100小时，最终得成品。
以杨木浸渍为例，成品的24小时吸水率从未浸渍原木约60％降低至约20％，干硬度由原木约2400N提升至约3800～4200N，湿硬度由原木约1500N提升至约3000～3200N，抗弯强度由原木约60MPa提升至约80～100MPa。甲醛释放量按国标干燥器法低于0.4mg/L，也完全符合国标E0级要求。
在提高浸渍率效果上，以20～30mm杨木厚材为例，在3～6个大气压加压浸渍条件下，本发明的各实例浸渍湿增重率(刚浸渍完未烘干时)可比未辐射处理前约30～70％提高至90～120％，对厚材的浸透效果提升显著。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种辐射改性三聚氰胺脲醛树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将原木锯割之后的木块放入窑中烘干，烘干至含水率7～12％，出窑备用；
S2，三聚氰胺脲醛树脂浸渍液置于强辐射源进行辐照，其中，辐射剂量率为10kGy/s，辐射总剂量为40～70kGy，所述强辐射源是天然同位素放射源、人工x射线源或电子束辐射源；
S3，将烘干后的木块加入步骤S2中获得的三聚氰胺脲醛树脂浸渍液中浸渍；
S4，步骤S3中获得的预制品于50～120摄氏度等温或梯度升温烘干20～200小时，最终得成品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述三聚氰胺脲醛树脂浸渍液的制备方法包括以下步骤：
S21，将900～1200份重量的37wt％甲醛溶液、4～8份重量的10wt％氢氧化钠溶液以及加入225～500份重量的尿素混合后，调节温度至60～90℃，恒温反应0.5～5小时；
S22，保持60～80℃的恒温反应温度，再加入150～475份重量的尿素、20～120份重量的三聚氰胺以及90～300份重量的麦芽糊精，反应0.5～5小时，降至室温出料。
3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述的将烘干后的木块加入步骤S2中获得的三聚氰胺脲醛树脂浸渍液中浸渍的步骤包括：
S31，将所述木块放入加压浸渍罐子中，先抽真空至-0.06～-0.01MPa保持0.5～1.5小时，接着打开阀门将辐照后的胶液浸渍进去，通过加压泵加压至0.5～2MPa,加压浸渍0.5～10小时，泄压取出浸渍木块。
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