CN111303809B - 一种中密度纤维板脲醛胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中密度纤维板脲醛胶。由如下重量份数的原料制成：甲醛水溶液500‑800份，尿素380‑600份，改性剂20‑30份，促进剂8‑15份。本发明的脲醛胶，适用于中密度纤维板的粘接，改性剂采用酞酸酯与氨基硅烷偶联剂的复合剂，大幅度降低了成品板材中游离甲醛的释放，促进剂采用六亚甲基四胺和磷酸酯淀粉的复合剂，使得制备的成品板材粘接更加牢固，经久耐用。

Description

一种中密度纤维板脲醛胶及其制备方法

技术领域

本发明属于密度板用粘胶技术领域，具体涉及一种中密度纤维板脲醛胶及其制备方法。

背景技术

我国是一个少林缺材的国家，人均森林蓄积量远远低于世界人均水平，全国木材产量远远不能满足实际需求，而我国是一个农业大国，每年种植大量的粮食及经济作物。过去我国秸秆的利用主要在用作燃料、饲料、肥料等工业生产中，但随着化肥、农药、石油能源等的高投入，液化气及煤气的普及，农作物秸秆在还田、燃料等方面的利用正趋于萎缩。开发利用秸秆，己经成为一个刻不容缓的问题，利用这些农作物的剩余物作原料，可以生产人造板，秸秆表面含有不利于胶合的物质，采用传统的腺醛树脂胶或酚醛树脂胶难以得到满意的胶合强度。

到目前为止，全世界所研究的秸秆人造板主要为秸秆碎料板。国内外所报道的用高温磨浆制成的秸秆中密度纤维板，基本上是实验室的小型样品，对秸秆纤维板的研究几乎还是空白。由于秸秆原料表面致密的角质层，使得胶粘剂难以渗透、扩散进入秸秆内部，其表面还覆盖一层蜡质层与醛类胶粘剂无法相容，使得秸秆类原料在与醛类胶粘剂的胶接过程中形成严重的弱界面层，因此不对秸秆外表皮进行处理就无法用胶制成合格的板材。

脲醛胶是木材胶接与复合加工过程中普遍使用的一种胶粘剂，是甲醛与尿素在酸或碱催化条件下聚合成的高分子脉醛树脂，经与胺类固化剂反应形成的热固性树脂。目前衡量产品技术水平的指标包括胶合强度、耐水性及其粘接后产品的甲醛释放量。其中甲醛释放量指标是衡量材料绿色环保程度的重要标志，而目前采取降低甲醛释放量的方法是降低甲醛与尿素的摩尔比，但是此法在降低甲醛释放量的同时会造成胶合强度的降低，因此探索出最佳的脲醛胶配方和制备工艺，使其发挥其最大作用，是本领域研究的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中密度纤维板脲醛胶及其制备方法。

一种中密度纤维板脲醛胶，由如下重量份数的原料制成：甲醛水溶液500-800份，尿素380-600份，改性剂20-30份，促进剂8-15份。

所述甲醛水溶液的质量浓度为35-40％。

所述改性剂为酞酸酯与氨基硅烷偶联剂按照质量比1：1混合的混合物。

所述酞酸酯为邻苯二甲酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯中的一种或几种。

所述氨基硅烷偶联剂为C-氨丙基三乙氧基硅烷、C-氨丙基三甲氧基硅烷、N-B(氨乙基)-C-氨丙基三甲氧基硅烷、N-B(氨乙基)-C-氨丙基二甲氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷。

所述促进剂为六亚甲基四胺和磷酸酯淀粉按照1：1质量比混合的混合物。

一种中密度纤维板脲醛胶的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)按照重量份数，取甲醛水溶液500-800份，加入质量分数为25-35％NaOH水溶液调节pH值至8.0-8.5，加入尿素100-200份，静置4-8min；

(2)升温至80-95℃，反应30-40min；在升温过程中加入质量分数为15-30％的甲酸水溶液调节pH值至5.2-5.8；

(3)加入促进剂8-15份，改性剂20-30份，尿素180-400份，调节温度至80-84℃，反应25-35min，

(4)降温至50-55℃，搅拌10-15min，再降温至35℃以下，采用质量分数为25-35％的NaOH水溶液调节pH值至7.0-7.5，制成。

本发明的有益效果：本发明的脲醛胶，适用于中密度纤维板的粘接，改性剂采用酞酸酯与氨基硅烷偶联剂的复合剂，大幅度降低了成品板材中游离甲醛的释放，促进剂采用六亚甲基四胺和磷酸酯淀粉的复合剂，使得制备的成品板材粘接更加牢固，经久耐用。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

实施例1

一种中密度纤维板脲醛胶，由如下重量份数的原料制成：质量浓度为38％的甲醛水溶液650份，尿素500份，改性剂25份，促进剂12份；所述改性剂为邻苯二甲酸丁酯与C-氨丙基三乙氧基硅烷按照质量比1：1混合的混合物；所述促进剂为六亚甲基四胺和磷酸酯淀粉按照1：1质量比混合的混合物。

上述中密度纤维板脲醛胶的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)按照重量份数，取质量浓度为38％的甲醛水溶液650份，加入质量分数为30％NaOH水溶液调节pH值至8.2，加入尿素150份，静置6min；

(2)升温至90℃，反应35min；在升温过程中加入质量分数为20％的甲酸水溶液调节pH值至5.5；

(3)加入促进剂12份，改性剂25份，尿素350份，调节温度至82℃，反应30min，

(4)降温至52℃，搅拌12min，再降温至35℃以下，采用质量分数为30％的NaOH水溶液调节pH值至7.2，制成。

实施例2

一种中密度纤维板脲醛胶，由如下重量份数的原料制成：质量浓度为35％的甲醛水溶液600份，尿素400份，改性剂22份，促进剂9份；所述改性剂为邻苯二甲酸二丁酯与N-B(氨乙基)-C-氨丙基三甲氧基硅烷按照质量比1：1混合的混合物；所述促进剂为六亚甲基四胺和磷酸酯淀粉按照1：1质量比混合的混合物。

上述中密度纤维板脲醛胶的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)按照重量份数，取质量浓度为35％的甲醛水溶液600份，加入质量分数为25％NaOH水溶液调节pH值至8.0，加入尿素150份，静置4min；

(2)升温至80℃，反应40min；在升温过程中加入质量分数为15％的甲酸水溶液调节pH值至5.3；

(3)加入促进剂9份，改性剂22份，尿素250份，调节温度至80℃，反应25min，

(4)降温至50℃，搅拌10min，再降温至35℃以下，采用质量分数为25％的NaOH水溶液调节pH值至7.0，制成。

实施例3

一种中密度纤维板脲醛胶，由如下重量份数的原料制成：质量浓度为40％的甲醛水溶液750份，尿素600份，改性剂30份，促进剂15份；所述改性剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯与N-B(氨乙基)-C-氨丙基二甲氧基硅烷按照质量比1：1混合的混合物；所述促进剂为六亚甲基四胺和磷酸酯淀粉按照1：1质量比混合的混合物。

上述中密度纤维板脲醛胶的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)按照重量份数，取质量浓度为40％的甲醛水溶液750份，加入质量分数为35％NaOH水溶液调节pH值至8.5，加入尿素200份，静置8min；

(2)升温至95℃，反应40min；在升温过程中加入质量分数为30％的甲酸水溶液调节pH值至5.8；

(3)加入促进剂15份，改性剂30份，尿素400份，调节温度至84℃，反应35min，

(4)降温至55℃，搅拌14min，再降温至35℃以下，采用质量分数为35％的NaOH水溶液调节pH值至7.5，制成。

实施例4

一种中密度纤维板脲醛胶，由如下重量份数的原料制成：质量浓度为38％的甲醛水溶液650份，尿素500份，邻苯二甲酸丁酯25份，促进剂12份；所述促进剂为六亚甲基四胺和磷酸酯淀粉按照1：1质量比混合的混合物。

上述中密度纤维板脲醛胶的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)按照重量份数，取质量浓度为38％的甲醛水溶液650份，加入质量分数为30％NaOH水溶液调节pH值至8.2，加入尿素150份，静置6min；

(2)升温至90℃，反应35min；在升温过程中加入质量分数为20％的甲酸水溶液调节pH值至5.5；

(3)加入促进剂12份，邻苯二甲酸丁酯25份，尿素350份，调节温度至82℃，反应30min，

(4)降温至52℃，搅拌12min，再降温至35℃以下，采用质量分数为30％的NaOH水溶液调节pH值至7.2，制成。

实施例5

一种中密度纤维板脲醛胶，由如下重量份数的原料制成：质量浓度为38％的甲醛水溶液650份，尿素500份，C-氨丙基三乙氧基硅烷25份，促进剂12份；所述促进剂为六亚甲基四胺和磷酸酯淀粉按照1：1质量比混合的混合物。

上述中密度纤维板脲醛胶的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)按照重量份数，取质量浓度为38％的甲醛水溶液650份，加入质量分数为30％NaOH水溶液调节pH值至8.2，加入尿素150份，静置6min；

(2)升温至90℃，反应35min；在升温过程中加入质量分数为20％的甲酸水溶液调节pH值至5.5；

(3)加入促进剂12份，C-氨丙基三乙氧基硅烷25份，尿素350份，调节温度至82℃，反应30min，

(4)降温至52℃，搅拌12min，再降温至35℃以下，采用质量分数为30％的NaOH水溶液调节pH值至7.2，制成。

实施例6

一种中密度纤维板脲醛胶，由如下重量份数的原料制成：质量浓度为38％的甲醛水溶液650份，尿素500份，促进剂12份；所述促进剂为六亚甲基四胺和磷酸酯淀粉按照1：1质量比混合的混合物。

上述中密度纤维板脲醛胶的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)按照重量份数，取质量浓度为38％的甲醛水溶液650份，加入质量分数为30％NaOH水溶液调节pH值至8.2，加入尿素150份，静置6min；

(2)升温至90℃，反应35min；在升温过程中加入质量分数为20％的甲酸水溶液调节pH值至5.5；

(3)加入促进剂12份，尿素350份，调节温度至82℃，反应30min，

(4)降温至52℃，搅拌12min，再降温至35℃以下，采用质量分数为30％的NaOH水溶液调节pH值至7.2，制成。

实施例7

一种中密度纤维板脲醛胶，由如下重量份数的原料制成：质量浓度为38％的甲醛水溶液650份，尿素500份，改性剂25份，六亚甲基四胺12份；所述改性剂为邻苯二甲酸丁酯与C-氨丙基三乙氧基硅烷按照质量比1：1混合的混合物。

上述中密度纤维板脲醛胶的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)按照重量份数，取质量浓度为38％的甲醛水溶液650份，加入质量分数为30％NaOH水溶液调节pH值至8.2，加入尿素150份，静置6min；

(2)升温至90℃，反应35min；在升温过程中加入质量分数为20％的甲酸水溶液调节pH值至5.5；

(3)加入六亚甲基四胺12份，改性剂25份，尿素350份，调节温度至82℃，反应30min，

(4)降温至52℃，搅拌12min，再降温至35℃以下，采用质量分数为30％的NaOH水溶液调节pH值至7.2，制成。

实施例8

一种中密度纤维板脲醛胶，由如下重量份数的原料制成：质量浓度为38％的甲醛水溶液650份，尿素500份，改性剂25份，磷酸酯淀粉12份；所述改性剂为邻苯二甲酸丁酯与C-氨丙基三乙氧基硅烷按照质量比1：1混合的混合物。

上述中密度纤维板脲醛胶的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)按照重量份数，取质量浓度为38％的甲醛水溶液650份，加入质量分数为30％NaOH水溶液调节pH值至8.2，加入尿素150份，静置6min；

(2)升温至90℃，反应35min；在升温过程中加入质量分数为20％的甲酸水溶液调节pH值至5.5；

(3)加入磷酸酯淀粉12份，改性剂25份，尿素350份，调节温度至82℃，反应30min，

(4)降温至52℃，搅拌12min，再降温至35℃以下，采用质量分数为30％的NaOH水溶液调节pH值至7.2，制成。

实施例9

一种中密度纤维板脲醛胶，由如下重量份数的原料制成：质量浓度为38％的甲醛水溶液650份，尿素500份，改性剂25份；所述改性剂为邻苯二甲酸丁酯与C-氨丙基三乙氧基硅烷按照质量比1：1混合的混合物。

上述中密度纤维板脲醛胶的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)按照重量份数，取质量浓度为38％的甲醛水溶液650份，加入质量分数为30％NaOH水溶液调节pH值至8.2，加入尿素150份，静置6min；

(2)升温至90℃，反应35min；在升温过程中加入质量分数为20％的甲酸水溶液调节pH值至5.5；

(3)加入改性剂25份，尿素350份，调节温度至82℃，反应30min，

(4)降温至52℃，搅拌12min，再降温至35℃以下，采用质量分数为30％的NaOH水溶液调节pH值至7.2，制成。

实验例：

为验证本发明脲醛胶的效果，将该脲醛胶制成中密度纤维板进行检测：将木材削片、水洗、蒸煮软化、热磨成纤维，再施加本发明的脲醛胶，然后干燥、风选、铺装成型、热压、横锯、冷却，最后砂光裁边即得成品人造板材。所述人造板施胶量为绝干胶/绝干纤维＝16％，成品板材厚度规格为2440×1220×15mm，密度：700kg/m³；依据国家标准，测试结果见表1-2：

表1

注：*代表与实施例1比较P<0.05；#代表与实施例6比较P<0.05；国家标准≤30mg/100g。

表2

注：*代表与实施例1比较P<0.05；#代表与实施例9比较P<0.05；国家标准≥0.45MPa。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1.一种中密度纤维板脲醛胶，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：质量浓度为38％的甲醛水溶液650份，尿素500份，改性剂25份，促进剂12份；所述改性剂为邻苯二甲酸丁酯与γ-氨丙基三乙氧基硅烷按照质量比1：1混合的混合物；所述促进剂为六亚甲基四胺和磷酸酯淀粉按照1：1质量比混合的混合物；

上述中密度纤维板脲醛胶的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)按照重量份数，取质量浓度为38％的甲醛水溶液650份，加入质量分数为30％NaOH水溶液调节pH值至8.2，加入尿素150份，静置6min；

(2)升温至90℃，反应35min；在升温过程中加入质量分数为20％的甲酸水溶液调节pH值至5.5；

(3)加入促进剂12份，改性剂25份，尿素350份，调节温度至82℃，反应30min，

(4)降温至52℃，搅拌12min，再降温至35℃以下，采用质量分数为30％的NaOH水溶液调节pH值至7.2，制成。