CN111704873A - 一种脲醛树脂添加剂及其制备方法 - Google Patents

一种脲醛树脂添加剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种脲醛树脂添加剂及其制备方法，其组成成分按重量份数计如下：造纸废弃物干粉100‑150份、交联剂1‑22.5份、催化剂0.5‑5份、水200‑400份。本发明的添加剂与脲醛树脂混合后使用，既可降低成本、达到生物质资源高效利用的目的；而且还使得生产的胶合板胶合强度高，甲醛释放量低，并且其耐菌性和抗变形能力良好，安全环保。

Description

一种脲醛树脂添加剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及脲醛树脂技术领域，尤其涉及一种脲醛树脂添加剂及其制备方法。
背景技术
2018年，全国人造板工业用甲醛胶黏剂消耗量为1640万吨(固体含量100％)，相比于2017年增加1.5％，约占木材工业用胶黏剂消耗量的87.3％。中国人造板生产用胶黏剂以脲树脂胶黏剂(含改性)和酚醛树脂胶黏剂为主，人造板工业用胶黏剂中脲醛树脂胶黏剂(含改性)消耗量约为1492万吨，相比于2017年增加1.2％，占人造板工业用胶黏剂用量近90.9％。由于脲醛树脂固化后无色，成本低廉，并具有优良的交接性能和较好的耐湿性，在木材胶结领域中的使用越来越广泛。为降低生产成本，并达到最好的胶结效果，生产中通常添加30-40％面粉混合使用。但随着使用脲醛树脂胶黏剂制造的木材胶结制品使用量的增大，木材胶结制品的甲醛释放量已成为社会问题。
纸浆造纸行业是我国污染较重的行业之一，每年产生大量的废弃物，如腐浆、浆渣、树皮、药剂废液、草末、制浆废液等，这些废弃物没有很好的方式进行处理，大多采用焚烧的方式处理，然而焚烧仅实现了废弃物热值的回收利用，但是焚烧过程中很容易产生新的污染，没有真正意义上实现造纸废弃物的综合利用，目前仅是做为废弃物的处理方式。
因此，亟待开发一种造纸废弃物的利用途径，为废弃物资源实现高值化利用提供一种新的可能。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种脲醛树脂添加剂及其制备方法，本发明的添加剂与脲醛树脂混合后使用，既可降低成本、达到生物质资源高效利用的目的；而且还使得生产的胶合板胶合强度高，甲醛释放量低，并且其耐菌性和抗变形能力良好，安全环保。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
本发明第一方面提供一种脲醛树脂添加剂，其组成成分按重量份数计如下：
造纸废弃物干粉100-150份
交联剂1-22.5份
催化剂0.5-5份
水200-400份。
优选地，所述交联剂的用量占所述造纸废弃物干粉重量的1-15％；所述催化剂的用量占所述造纸废弃物干粉重量的0.5-3％。
优选地，所述造纸废弃物干粉为腐浆、浆渣、树皮、药剂废液、草末和制浆废液中的一种或几种。
优选地，所述交联剂为乌洛托品、甲醛、聚乙烯醇、亚硫酸氢钠和亚硫酸钠中的一种或几种。
优选地，所述催化剂为甲酸、乙酸和盐酸中的一种或几种。
本发明第二方面提供上述脲醛树脂添加剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将所述造纸废弃物干粉均匀分散在水中，升温，加入所述交联剂混匀，并进行二次升温后保温一定时间；
S2、将经步骤S1制得的混合液降温，加入第一部分催化剂混匀，升温后保温一定时间；然后进行二次降温，加入第二部分催化剂混匀，经喷雾干燥处理后，即得所述脲醛树脂添加剂。
优选地，步骤S1的具体过程为：将所述造纸废弃物干粉均匀分散在水中，升温至30-70℃，加入所述交联剂混合均匀，并进行二次升温至70-100℃，保温60-70min。
优选地，步骤S2的具体过程为：将经步骤S1制得的混合液降温至40-80℃，加入所述第一部分催化剂混合均匀，升温至80-110℃，保温10-20min；然后进行二次降温至20-50℃，加入所述第二部分催化剂混合均匀，料液经热交换后进行喷雾干燥处理，即得所述脲醛树脂添加剂。
优选地，S1中，水的加入量是所述造纸废弃物干粉绝干质量的2-5倍。
优选地，S2中，所述第一部分催化剂占所述催化剂总量的50-60％；采用天然气热风炉进行所述喷雾干燥处理；所述脲醛树脂添加剂的含水量小于10％。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
1、本发明的脲醛树脂添加剂避免了现有技术地板基材脲醛树脂在生产中添加30-40％面粉，由于高温下面粉容易糊化，而本发明产品不会发生糊化的现象；且造纸废弃物经过改性加工可替代面粉与脲醛树脂混合后使用，既可降低成本、达到生物质资源高效利用的目的，还使得生产出的胶合板胶合强度高，甲醛释放量低，并且其耐菌性和抗变形能力良好，安全又环保。
2、本发明的制备方法易操作并且对反应环境要求不高，具有很广的操作实用性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供一种脲醛树脂添加剂，其组成成分按重量份数计如下：造纸废弃物干粉100-150份、交联剂1-22.5份、催化剂0.5-5份、水200-400份。
作为一个优选实施例，所述交联剂的用量占所述造纸废弃物干粉重量的1-15％；所述催化剂的用量占所述造纸废弃物干粉重量的0.5-3％。
作为一个优选实施例，所述造纸废弃物干粉为腐浆、浆渣、树皮、药剂废液、草末和制浆废液中的一种或几种。所述交联剂为乌洛托品、甲醛、聚乙烯醇、亚硫酸氢钠和亚硫酸钠中的一种或几种。所述催化剂为甲酸、乙酸和盐酸中的一种或几种。
上述脲醛树脂添加剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将所述造纸废弃物干粉均匀分散在水中，升温，加入所述交联剂混匀，并进行二次升温后保温一定时间；
S2、将经步骤S1制得的混合液降温，加入第一部分催化剂混匀，升温后保温一定时间；然后进行二次降温，加入第二部分催化剂混匀，经喷雾干燥处理后，即得所述脲醛树脂添加剂。
作为一个优选实施例，步骤S1的具体过程为：将所述造纸废弃物干粉均匀分散在水中，升温至30-70℃，加入所述交联剂混合均匀，并进行二次升温至70-100℃，60-70min。步骤S2的具体过程为：将经步骤S1制得的混合液降温至40-80℃，加入所述第一部分催化剂混合均匀，升温至80-110℃，保温10-20min；然后进行二次降温至20-50℃，加入所述第二部分催化剂混合均匀，料液经热交换后进行喷雾干燥处理，即得所述脲醛树脂添加剂。
作为一个优选实施例，S1中，水的加入量是所述造纸废弃物干粉绝干质量的2-5倍。S2中，所述第一部分催化剂占所述催化剂总量的50-60％；采用天然气热风炉进行所述喷雾干燥处理；所述脲醛树脂添加剂的含水量小于10％。
实施例1
一种脲醛树脂添加剂，其组成成分为：浆渣干粉100g、乌洛托品5g和甲醛3.7g、盐酸1g、去离子水200g。
上述脲醛树脂添加剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将浆渣干粉100g、去离子水200g加入釜内升温至70℃，加入乌洛托品5g和甲醛3.7g，升温至90℃，保温60min；
S2、将经步骤S1制得的混合液降温至80℃，加入盐酸0.6g，升温至95℃，保温10min；二次降温至40℃，加入盐酸0.4g，经喷雾干燥后即得脲醛树脂添加剂。
实施例2
一种脲醛树脂添加剂，其组成成分为：制浆废液干粉100g、亚硫酸钠10g和甲醛3.7g、甲酸1g、去离子水300g。
上述脲醛树脂添加剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将制浆废液干粉100g、去离子水300g加入釜内升温至65℃，加入亚硫酸钠10g和甲醛3.7g，升温至90℃，保温70min；
S2、将经步骤S1制得的混合液降温至80℃，加入甲酸0.6g，升温至95℃，保温10min；二次降温至40℃，加入甲酸0.4g，经喷雾干燥后即得脲醛树脂添加剂。
实施例3
一种脲醛树脂添加剂，其组成成分为：腐浆干粉150g、乌洛托品7.5g和聚乙烯醇7.5g、乙酸1.5g、去离子水400g。
上述脲醛树脂添加剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将腐浆干粉150g、去离子水400g加入釜内升温至70℃，加入乌洛托品7.5g和聚乙烯醇7.5g，升温至80℃，保温70min；
S2、将经步骤S1制得的混合液降温至70℃，加入乙酸0.9g，升温至90℃，保温20min；二次降温至45℃，加入乙酸0.6g，经喷雾干燥后即得脲醛树脂添加剂。
应用例
使用济宁明升新材料有限公司提供的脲醛树脂，分别添加脲醛树脂总重量30％的实施例1-3中制备的添加剂混合均匀后制作三层胶合板。
对比例为添加脲醛树脂总重量30％的面粉。
参照GB 9846.12-1988《胶合板胶合强度的测定》的方法测定胶合板样品的胶合强度；参照GB18580-2017《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放量》的方法测定胶合板样品的甲醛释放量。具体检测结果如表1所示：其中胶合强度为12个样品木板的强度平均值；
表1胶合板指标检测结果
编号 胶合强度/MPa 甲醛释放量/(mg/L)
实施例1 1.13 0.09
实施例2 1.10 0.08
实施例3 1.08 0.10
对比例 1.06 0.11
从表1中数据可以看出：本发明脲醛树脂添加剂取代30％脲醛树脂应用于胶合板制作，与对比例相比，其胶合强度和甲醛释放量相当或略好，说明造纸废弃物经过改性加工可替代面粉与脲醛树脂混合后使用，既可降低成本、达到生物质资源高效利用的目的，而且还使得生产的胶合板胶合强度高，甲醛释放量低，安全环保。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种脲醛树脂添加剂，其特征在于，其组成成分按重量份数计如下：
造纸废弃物干粉100-150份
交联剂1-22.5份
催化剂0.5-5份
水200-400份。
2.根据权利要求1所述的脲醛树脂添加剂，其特征在于，所述交联剂的用量占所述造纸废弃物干粉重量的1-15％；所述催化剂的用量占所述造纸废弃物干粉重量的0.5-3％。
3.根据权利要求1所述的脲醛树脂添加剂，其特征在于，所述造纸废弃物干粉为腐浆、浆渣、树皮、药剂废液、草末和制浆废液中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的脲醛树脂添加剂，其特征在于，所述交联剂为乌洛托品、甲醛、聚乙烯醇、亚硫酸氢钠和亚硫酸钠中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的脲醛树脂添加剂，其特征在于，所述催化剂为甲酸、乙酸和盐酸中的一种或几种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的脲醛树脂添加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将所述造纸废弃物干粉均匀分散在水中，升温，加入所述交联剂混匀，并进行二次升温后保温一定时间；
S2、将经步骤S1制得的混合液降温，加入第一部分催化剂混匀，升温后保温一定时间；然后进行二次降温，加入第二部分催化剂混匀，经喷雾干燥处理后，即得所述脲醛树脂添加剂。
7.根据权利要求6所述的脲醛树脂添加剂的制备方法，其特征在于，步骤S1的具体过程为：将所述造纸废弃物干粉均匀分散在水中，升温至30-70℃，加入所述交联剂混合均匀，并进行二次升温至70-100℃，保温60-70min。
8.根据权利要求6所述的脲醛树脂添加剂的制备方法，其特征在于，步骤S2的具体过程为：将经步骤S1制得的混合液降温至40-80℃，加入所述第一部分催化剂混合均匀，升温至80-110℃，保温10-20min；然后进行二次降温至20-50℃，加入所述第二部分催化剂混合均匀，料液经热交换后进行喷雾干燥处理，即得所述脲醛树脂添加剂。
9.根据权利要求6所述的脲醛树脂添加剂的制备方法，其特征在于，S1中，水的加入量是所述造纸废弃物干粉绝干质量的2-5倍。
10.根据权利要求6所述的脲醛树脂添加剂的制备方法，其特征在于，S2中，所述第一部分催化剂占所述催化剂总量的50-60％；采用天然气热风炉进行所述喷雾干燥处理；所述脲醛树脂添加剂的含水量小于10％。
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