CN111253890A - 一种生产环保型中高密度板专用脲醛树脂胶黏剂及其制备工艺和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生产环保型中高密度板专用脲醛树脂胶黏剂及其制备工艺和使用方法，属于连续平压环保型中高密度纤维板的生产技术领域。技术方案是：以甲醛、尿素、三聚氰胺和工业盐为原料，尿素分四批次加入；另外加入两种辅助化工原料甲酸和火碱；根据设定的胶黏剂摩尔比，通过弱碱‑弱酸‑弱碱的工艺，形成乳白色的液体，即为脲醛树脂胶黏剂。本发明采用三次缩聚反应、四批次投入尿素的生产操作工艺，便于生产控制，胶黏剂质量更稳定。本胶黏剂主要原料是甲醛和尿素，添加少量三聚氰胺改性，增加工业盐填充，辅助原料是甲酸和火碱，操作方便，降低成本，制作方法简单，化工原料品种少，同时保证产品的理化力学指标和使用性能的应用效果。

Description

一种生产环保型中高密度板专用脲醛树脂胶黏剂及其制备工 艺和使用方法

技术领域

本发明涉及一种生产环保型中高密度板专用脲醛树脂胶黏剂及其制备工艺和使用方法，属于连续平压环保型中高密度纤维板的生产技术领域。

背景技术

目前，生产连续平压中高密度纤维板，使用的脲醛树脂胶黏剂大多采用较为复杂的生产工艺，并且添加的主要和辅助化工原料品种较多，给生产操作带来诸多不便，且成本较高。由于传统的中高密度纤维板生产工艺，在缩聚反应阶段温度要求过高，一般为96-98度，并且只进行一次缩聚反应或二次缩聚反应，不利于安全生产。或者进行三次缩聚反应，但是第二次缩聚反应终点与第三次缩聚反应终点难以准确检测，存在较大的风险性，生产周期长，胶结强度低，例如已有技术201710952584 .6。另外，缩聚反应温度过高，如果尿素里面盐的成分偏高，随着缩聚反应加快，温度升高，会产生大量的泡沫，不利于中高密度纤维板的生产操作。

发明内容

本发明目的是提供一种生产环保型中高密度板专用脲醛树脂胶黏剂及其制备工艺和使用方法，适用于连续平压环保型中高密度板的生产，使用甲醛和尿素作为主体化工原料，添加少量三聚氰胺改性降低甲醛释放量，提高产品理化性能，加入适量工业盐，填充分子空间，甲酸和火碱作为反应介质，通过三次缩聚反应而形成脲醛树脂；配方工艺操作简单，制作成本低，适用于中高密度纤维板的生产工艺；三次缩聚反应，均在低温弱酸性条件下进行的，保证了缩聚反应的充分性和安全性，解决背景技术存在的上述问题。

本发明的技术方案是：

一种生产环保型中高密度板专用脲醛树脂胶黏剂，以甲醛、尿素、三聚氰胺和工业盐为原料，尿素分四批次加入；另外加入两种辅助化工原料甲酸和火碱；根据设定的胶黏剂摩尔比，通过弱碱-弱酸-弱碱的工艺，形成乳白色的液体，即为脲醛树脂胶黏剂；

所述甲醛：甲醛质量含量为36.8-37.2%；所述尿素：粒度为0.85mm-3.35mm，总氮质量含量≥46％，缩二脲质量含量≤1.0％，含水率≤0.5％；所述三聚氰胺：工业级，纯度99 .0%，添加量为尿素摩尔量的2.4%-3%；所述工业盐：添加量为尿素摩尔量的5%-6.5%；所述甲酸：稀释为15－20％，体积比，添加量为尿素质量的1%；所述火碱：水溶液30％，体积比，添加量为尿素质量的2%；所述胶黏剂的摩尔比，范围在1.045-1.08 之间。

一种生产环保型中高密度板专用脲醛树脂胶黏剂的制备工艺，包含如下步骤：

①根据反应釜的容积和胶黏剂配方的摩尔比，计算出甲醛的量；根据计算数值，往反应釜里注入计量好的甲醛，并开启搅拌；然后加入碱溶液，调整pH值至8.4-8.6；

②调整好pH值后，根据反应釜的容积，胶黏剂配方的摩尔比，计算尿素的量，分四批次加入；每一批次尿素加入量都是根据每一次反应阶段的摩尔比，确定的每一批次的尿素加入量，由计算公式得出，该计算公式为：加入尿素的摩尔比=（甲醛质量×尿素分子量）/（尿素质量×甲醛分子量）；

③加完三聚氰胺和第一批次尿素搅拌均匀（此时检测pH值为8.0左右），打开蒸汽升温，50-60分钟升温至83度，自行升温到86度，保温20分钟，保温温度控制在86-88度，保温期间10分钟检测一次pH值，pH值为7.1-7.2 ；

④保温结束，5分钟内降温至84-85度，用20-30分钟缓慢加入甲酸调pH值至5.1-5.3，每隔5分钟采用涂-4杯检测，反应液冷却至30度检测一次粘度，终点粘度控制在17-17.5秒，时间控制在55±5分钟（不包括加酸阶段），同时温度控制在89-91度；

⑤粘度达到后立即加碱调整pH值至6.8-7.0，pH值调准后加入第二批次尿素；

⑥加完第二批次尿素，溶解温度自然降至83-84度，检测终点粘度控制在18-18.5秒，时间控制在30±5分钟，温度控制在83-85度（粘度做完，温度一般在85度左右）；

⑦粘度达到18-18.5秒，调pH值至6.5-6.8，pH值调准后加入第三批次尿素和工业盐，溶解温度自然降至81-82度，检测终点粘度控制在18.5-19.0秒，粘度达到后立即加碱调pH值至7.5-8.0，降温至65度，保温10分钟，保温结束加入第四批次尿素（也可以不保温直接加第四批次尿素），降温；

⑧温度降到47-48度时调整pH值至8.5-9.0，温度降到40度为胶黏剂产品；取样检验，合格后放入指定储胶罐。

一种生产环保型中高密度板专用脲醛树脂胶黏剂的使用方法，包含如下步骤：

①环保型中高密度板专用脲醛树脂胶黏剂，简称胶黏剂；用氯化铵或硫酸铵，稀释20%水溶液做成固化剂；固化剂的添加量是胶黏剂量的1-3%，体积比；

②胶黏剂设置在储胶罐，20%固化剂水溶液设置在配制溶液罐；储胶罐和配制溶液罐均通过管道连接混合室或喷浆管道；

③混合室或喷浆管道连接中高密度纤维板的生产线，胶黏剂与20%固化剂水溶液用于中高密度纤维板的生产过程。

所述工业盐为GB/T5462普通工业盐。

本发明的有益效果是：本发明采用三次缩聚反应、四批次投入尿素的生产操作工艺，便于生产控制；由于是三次缩聚反应，第二次缩聚反应与第三次缩聚反应温度均控制在85摄氏度以下，因此降低了缩聚反应后期的风险且缩聚反应充分，形成的小分子链状结构少，胶黏剂质量更稳定。本胶黏剂配方和工艺，主要原料是甲醛和尿素，添加少量三聚氰胺改性，增加工业盐填充，填充分子空隙，增加了成胶的固体含量，增强胶水使用性能；辅助原料是甲酸和火碱，操作方便，降低成本。本发明对生产原料等级要求相对较低，生产周期更短（缩短30分钟左右），对比强化了胶结强度，对不同板厚、密度的中纤板适应性更强，增强了操作的安全性。本发明适用于中高密度纤维板的生产，制作方法简单，化工原料品种少，同时保证产品的理化力学指标、甲醛释放量和使用性能的应用效果。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明做进一步的说明。

一种生产环保型中高密度板专用脲醛树脂胶黏剂，以甲醛、尿素、三聚氰胺和工业盐为原料，尿素分四批次加入；另外加入两种辅助化工原料甲酸和火碱；根据设定的胶黏剂摩尔比，通过弱碱-弱酸-弱碱的工艺，形成乳白色的液体（冷却后显乳白色），即为脲醛树脂胶黏剂；

所述甲醛：甲醛质量含量为36.8-37.2%；所述尿素：粒度为0.85mm-3.35mm，总氮质量含量≥46％，缩二脲质量含量≤1.0％，含水率≤0.5％；所述三聚氰胺：工业级，纯度99 .0%，添加量为尿素摩尔量的2.4%-3%；所述工业盐：添加量为尿素摩尔量的5%-6.5%；所述甲酸：稀释为15－20％，体积比，添加量为尿素质量的1%；所述火碱：水溶液30％，体积比，添加量为尿素质量的2%；所述胶黏剂的摩尔比，范围在1.045-1.08 之间。

一种生产环保型中高密度板专用脲醛树脂胶黏剂的制备工艺，包含如下步骤：

①根据反应釜的容积和胶黏剂配方的摩尔比，计算出甲醛的量（要求根据甲醛实际含量计算添加甲醛重量）；根据计算数值，往反应釜里注入计量好的甲醛，并开启搅拌；然后加入碱溶液，调整pH值至8.4-8.6；

②调整好pH值后，根据反应釜的容积，胶黏剂配方的摩尔比，计算尿素的量，分四批次加入；每一批次尿素加入量都是根据每一次反应阶段的摩尔比，确定的每一批次的尿素加入量，由计算公式得出，该计算公式为：加入尿素的摩尔比=（甲醛质量×尿素分子量）/（尿素质量×甲醛分子量）；

③加完三聚氰胺和第一批次尿素搅拌均匀（此时检测pH值为8.0左右），打开蒸汽升温，50-60分钟升温至83度，自行升温到86度，保温20分钟，保温温度控制在86-88度，保温期间10分钟检测一次pH值，pH值为7.1-7.2 ；

④保温结束，5分钟内降温至84-85度，用20-30分钟缓慢加入甲酸调pH值至5.1-5.3，每隔5分钟采用涂-4杯检测，反应液冷却至30度检测一次粘度，终点粘度控制在17-17.5秒，时间控制在55±5分钟（不包括加酸阶段），同时温度控制在89-91度；

⑤粘度达到后立即加碱调整pH值至6.8-7.0，pH值调准后加入第二批次尿素；

⑥加完第二批次尿素，溶解温度自然降至83-84度，检测终点粘度控制在18-18.5秒，时间控制在30±5分钟，温度控制在83-85度（粘度做完，温度一般在85度左右）；

⑦粘度达到18-18.5秒，调pH值至6.5-6.8，pH值调准后加入第三批次尿素和工业盐，溶解温度自然降至81-82度，检测终点粘度控制在18.5-19.0秒，粘度达到后立即加碱调pH值至7.5-8.0，降温至65度，保温10分钟，保温结束加入第四批次尿素（也可以不保温直接加第四批次尿素），降温；

⑧温度降到47-48度时调整pH值至8.5-9.0，温度降到40度为胶黏剂产品；取样检验，合格后放入指定储胶罐。

一种生产环保型中高密度板专用脲醛树脂胶黏剂的使用方法，包含如下步骤：

①环保型中高密度板专用脲醛树脂胶黏剂，简称胶黏剂；用氯化铵或硫酸铵，稀释20%水溶液做成固化剂；固化剂的添加量是胶黏剂量的1-3%，体积比；

②胶黏剂设置在储胶罐，20%固化剂水溶液设置在配制溶液罐；储胶罐和配制溶液罐均通过管道连接混合室或喷浆管道；

③混合室或喷浆管道连接中高密度纤维板的生产线，胶黏剂与20%固化剂水溶液用于中高密度纤维板的生产过程。

实施例一：

胶黏剂的制备过程如前所述。

本实施例中：反应釜容积是25立方米，胶黏剂配方的摩尔比是1.05；

根据反应釜的容积和胶黏剂配方的摩尔比，计算出甲醛的量；甲醛16200kg（37%）；

根据反应釜的容积，胶黏剂配方的摩尔比，计算尿素的量，尿素11600kg（98%）；

根据尿素加入总量，计算三聚氰胺添加量580kg (99.0%)，(三聚氰胺摩尔量/尿素摩尔量)×100%=2.4%；

根据尿素加入总量，计算工业盐添加量677kg，(三聚氰胺摩尔量/尿素摩尔量)×100%=6.1%；

尿素分四批次加入；每一批次尿素量都是根据每一次反应阶段的摩尔比，确定的每一批的尿素加入量，由计算公式得出，该计算公式为：加入尿素的摩尔比=（甲醛质量×甲醛分子量）/（尿素质量×尿素分子量）；一批加入尿素5150kg、二批加入尿素2650kg、三批加入尿素2000kg、四批加入尿素1800kg。

整个生产过程，火碱溶液（30%）82L、甲酸溶液（20%）46L。制备的胶黏剂放入储胶罐，养生12小时后投入使用，适用于7.8-11mm厚的中高密度纤维板材生产。

实施例二：

胶黏剂的制备过程如前所述。

本实施例中：反应釜容积是25立方米，胶黏剂配方的摩尔比是1.08；

根据反应釜的容积和胶黏剂配方的摩尔比，计算出甲醛的量；甲醛16200kg（37%）；

根据反应釜的容积，胶黏剂配方的摩尔比，计算尿素的量，尿素11350kg（98%）；

根据尿素加入总量，计算三聚氰胺添加量650kg (99.0%)，(三聚氰胺摩尔量/尿素摩尔量)×100%=2.8%；

根据尿素加入总量，计算工业盐添加量702kg，(三聚氰胺摩尔量/尿素摩尔量)×100%=6.5%；

尿素分四批次加入；每一批次尿素量都是根据每一次反应阶段的摩尔比，确定的每一批的尿素加入量，由计算公式得出，该计算公式为：加入尿素的摩尔比=（甲醛质量×甲醛分子量）/（尿素质量×尿素分子量）；一批加入尿素5050kg、二批加入尿素2550kg、三批加入尿素1950kg、四批加入尿素1800kg。

整个生产过程，火碱溶液（30%）86L、甲酸溶液（20%）46L。制备的胶黏剂放入储胶罐，养生12小时后投入使用，适用于11-18mm厚的中高密度纤维板材生产。

Claims (3)

1.一种生产环保型中高密度板专用脲醛树脂胶黏剂，其特征在于：以甲醛、尿素、三聚氰胺和工业盐为原料，尿素分四批次加入；另外加入两种辅助化工原料甲酸和火碱；根据设定的胶黏剂摩尔比，通过弱碱-弱酸-弱碱的工艺，形成乳白色的液体，即为脲醛树脂胶黏剂；

所述甲醛：甲醛质量含量为36.8-37.2%；所述尿素：粒度为0.85mm-3.35mm，总氮质量含量≥46％，缩二脲质量含量≤1.0％，含水率≤0.5％；所述三聚氰胺：工业级，纯度99 .0%，添加量为尿素摩尔量的2.4%-3%；所述工业盐：添加量为尿素摩尔量的5%-6.5%；所述甲酸：稀释为15－20％，体积比，添加量为尿素质量的1%；所述火碱：水溶液30％，体积比，添加量为尿素质量的2%；所述胶黏剂的摩尔比，范围在1.045-1.08 之间。

2.一种生产环保型中高密度板专用脲醛树脂胶黏剂的制备工艺，其特征在于包含如下步骤：

①根据反应釜的容积和胶黏剂配方的摩尔比，计算出甲醛的量；根据计算数值，往反应釜里注入计量好的甲醛，并开启搅拌；然后加入碱溶液，调整pH值至8.4-8.6；

②调整好pH值后，根据反应釜的容积，胶黏剂配方的摩尔比，计算尿素的量，分四批次加入；每一批次尿素加入量都是根据每一次反应阶段的摩尔比，确定的每一批次的尿素加入量，由计算公式得出，该计算公式为：加入尿素的摩尔比=（甲醛质量×尿素分子量）/（尿素质量×甲醛分子量）；

③加完三聚氰胺和第一批次尿素搅拌均匀，打开蒸汽升温，50-60分钟升温至83度，自行升温到86度，保温20分钟，保温温度控制在86-88度，保温期间10分钟检测一次pH值，pH值为7.1-7.2 ；

④保温结束，5分钟内降温至84-85度，用20-30分钟缓慢加入甲酸调pH值至5.1-5.3，每隔5分钟采用涂-4杯检测，反应液冷却至30度检测一次粘度，终点粘度控制在17-17.5秒，时间控制在55±5分钟，同时温度控制在89-91度；

⑤粘度达到后立即加碱调整pH值至6.8-7.0，pH值调准后加入第二批次尿素；

⑥加完第二批次尿素，溶解温度自然降至83-84度，检测终点粘度控制在18-18.5秒，时间控制在30±5分钟，温度控制在83-85度；

⑦粘度达到18-18.5秒，调pH值至6.5-6.8，pH值调准后加入第三批次尿素和工业盐，溶解温度自然降至81-82度，检测终点粘度控制在18.5-19.0秒，粘度达到后立即加碱调PH值至7.5-8.0，降温至65度，保温10分钟，保温结束加入第四批次尿素，降温；

⑧温度降到47-48度时调整pH值至8.5-9.0，温度降到40度为胶黏剂产品；取样检验，合格后放入指定储胶罐。

3.一种生产环保型中高密度板专用脲醛树脂胶黏剂的使用方法，其特征在于包含如下步骤：

①环保型中高密度板专用脲醛树脂胶黏剂，简称胶黏剂；用氯化铵或硫酸铵，稀释20%水溶液做成固化剂；固化剂的添加量是胶黏剂量的1-3%，体积比；

②胶黏剂设置在储胶罐，20%固化剂水溶液设置在配制溶液罐；储胶罐和配制溶液罐均通过管道连接混合室或喷浆管道；

③混合室或喷浆管道连接中高密度纤维板的生产线，胶黏剂与20%固化剂水溶液用于中高密度纤维板的生产过程。