多元醇醚增韧改性三聚氰胺‑甲醛‑尿素共缩聚胶黏剂、制备方法及应用与流程

文档序号:11278311阅读:406来源:国知局

本发明涉及多元醇醚增韧改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂、制备方法及应用,属于胶黏剂领域。



背景技术:

人造板工业是高效利用木材资源、提升木材价值、技术含量高的主要木材加工产业。随着经济的持续、高速、稳定的增长,我国人造板工业也迅速崛起,目前产量已经跃居世界第一。人造板生产是一个先分后合的过程,胶粘剂是胶合板、刨花板、纤维板和细木工板等木质复合材料的灵魂,是产品构成中不可或缺的重要组成部分,占到了人造板生产成本的25%~50%的比例。甚至,以胶粘剂的用量来衡量一个国家或地区木材工业技术的发展水平。目前,人造板工业用胶粘剂中,仍以合成树脂为主,甲醛基胶粘剂仍占据着市场主要份额,这主要源于此类胶粘剂优异的物理力学性能和低廉的价格。传统“三醛”胶粘剂主要指脲醛树脂(uf)胶粘剂、酚醛树脂(pf)胶粘剂以及三聚氰胺甲醛树脂(mf)胶粘剂。但随着人造板产品向多元化、多功能方向的发展,性能单一胶粘剂亦不能完全满足使用要求,因此,开发性能优异的新产品已势在必行。

为了满足不同场合的使用要求,对“三醛”胶进行改性,不仅可以拓宽其应用范围,而且可以提高产品的性能。三聚氰胺-尿素-甲醛(muf)共缩聚树脂,是应用最广泛的共缩聚树脂,原因在于:通过共缩聚反应,不但可以降低甲醛释放量等环保性能,而且可以有效改善脲醛树脂在潮湿环境下的性能。但由于三聚氰胺分子中含有刚性较大的三嗪类含氮杂环,这就决定了三聚氰胺及其改性树脂具有硬度大和易碎的缺点,这些缺点都是由柔韧性不足引起的,导致muf共缩聚树脂粘合板材的抗冲击性能下降。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种多元醇醚增韧改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂。

为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:一种多元醇醚增韧改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂,在三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂中添加有1-8%wt的多元醇醚。

优选的,所述多元醇醚为二乙二醇醚、聚乙二醇醚、端氨基聚醚单组分或者任意比例的共混物。

本发明还公开了上述多元醇醚增韧改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂的制备方法,采用碱酸碱工艺制备三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂,多元醇醚随尿素添加。

优选的,多元醇醚随最后一次尿素添加,三聚氰胺随第一次尿素添加。

优选的,胶黏剂中三聚氰胺含量为2-6%wt。

本发明还公开了上述的多元醇醚增韧改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂在制备高抗冲击胶合板中的应用。

该应用的步骤包括:

a干燥:将单板干燥至含水率低于8%;

b涂胶:在单板上涂上多元醇醚增韧改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂,单面涂胶量120-150g/m2,陈化,组坯,预压;

c热压:热压温度为110~120℃,热压时间为1.2min/mm,热压压力为1.0-1.2mpa。

本发明还公开了一种高抗冲击胶合板,为单板涂上上述的多元醇醚增韧改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂后热压而成。

本发明采用多元醇醚对三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂进行改性,以降低三聚氰胺-甲醛-尿素分子之间的交联度和增加分子中柔性链段的比例,能显著增强三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂的韧性,延长三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂的储存期,相比改性前的胶黏剂,胶合板冲击强度提高20%以上,弹性模量提高30%以上,储存期提高3天以上。使用本发明得三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂制备的胶合板其抗冲击强度显著提高,可以延长胶合板或水泥模板的使用循环次数。本发明制得的胶黏剂具有原料来源广泛,价格低廉,制备方法简便,工艺适应性好、增韧效果显著和胶合板具有高抗冲性能等显著优势。

具体实施方式

采用碱酸碱工艺制备三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂,甲醛与尿素终摩尔比为1.05-1.3,三聚氰胺含量为2-6%(重量比),尿素分三次加入,多元醇醚如二乙二醇醚等随最后一次尿素加入,缩聚阶段的ph值根据三聚氰胺含量做一定调整。抗冲胶合板(或水泥模板)为单板涂上多元醇醚增韧改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂后热压而成。为了更好地理解本发明,下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案,但是本发明并不局限于此。

实施例1

采用碱酸碱工艺制备三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂,三聚氰胺含量为5%(重量比),尿素份三次加入(甲醛与尿素摩尔比为2.0,1.5,1.1),具体为甲醛与第1次添加的尿素和三聚氰胺一起加入反应釜,在弱碱性90℃下保温一段时间,调节ph至弱酸性条件下反应一段时间,加入第2次添加的尿素,至反应终点后调至弱碱性,再加入第3次尿素和二乙二醇醚,其中二乙二醇醚添加量为2%(重量比),终点粘度控制在80mpa﹒s,左右迅速降温,出料。未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期为5天左右,二乙二醇醚改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期9天以上。胶黏剂使用前加入1%氯化铵或硫酸铵为固化剂调胶,然后将单板干燥至含水率低于8%,单面涂胶量130g/m2,陈化15min左右,组坯,热压温度为120℃,热压时间为1.2min/mm,热压压力为1.0-1.2mpa。未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂制造胶合板抗冲击强度为12.2mpa,弹性模量为3270mpa;二乙二醇醚改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂后制造的胶合板的抗冲击强度为20.1mpa,增幅高达64.7%,弹性模量为5460mpa,增幅高达66.9%。

实施例2

采用碱酸碱工艺制备三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂,三聚氰胺含量为3%(重量比),尿素份三次加入(甲醛与尿素摩尔比为2.0,1.5,1.1),甲醛与尿素终摩尔比为1.1,端氨基聚醚添加量为2%(重量比)随最后一次尿素加入,终点粘度控制在75mpa﹒s左右,未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期为7天左右,改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期12天以上。胶黏剂使用前加入1%氯化铵或硫酸铵为固化剂调胶,然后将单板干燥至含水率低于8%,单面涂胶量130g/m2,陈化15min左右,组坯,热压温度为120℃,热压时间为1.2min/mm,热压压力为1.0-1.2mpa。未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂制造胶合板抗冲击强度为12.2mpa,弹性模量为3270mpa;端氨基聚醚改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂后制造的胶合板的抗冲击强度为18.3mpa,增幅高达50.0%,弹性模量为4860mpa,增幅高达48.6%。

实施例3

采用碱酸碱工艺制备三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂,三聚氰胺含量为3%(重量比),尿素份三次加入(甲醛与尿素摩尔比为2.0,1.5,1.1),甲醛与尿素终摩尔比为1.1,端氨基聚醚添加量为1%(重量比),二乙二醇醚添加量为1%(重量比),随最后一次尿素加入,终点粘度控制在75mpa﹒s左右,未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期为7天左右,改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期12天以上。胶黏剂使用前加入1%氯化铵或硫酸铵为固化剂调胶,然后将单板干燥至含水率低于8%,单面涂胶量130g/m2,陈化15min左右,组坯,热压温度为120℃,热压时间为1.2min/mm,热压压力为1.0-1.2mpa。未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂制造胶合板抗冲击强度为12.2mpa,弹性模量为3270mpa;改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂后制造的胶合板的抗冲击强度为18.3mpa,增幅高达50%,弹性模量为4750mpa,增幅高达45.2%。

实施例4

采用碱酸碱工艺制备三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂,三聚氰胺含量为5%(重量比),尿素份三次加入(甲醛与尿素摩尔比为2.0,1.5,1.2),甲醛与尿素终摩尔比为1.2,聚乙二醇醚添加量为2%(重量比)随最后一次尿素加入,终点粘度控制在80mpa﹒s左右,未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期为5天左右,聚乙二醇醚改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期9天以上。胶黏剂使用前加入1%氯化铵或硫酸铵为固化剂调胶,然后将单板干燥至含水率低于8%,单面涂胶量130g/m2,陈化15min左右,组坯,热压温度为120℃,热压时间为1.2min/mm,热压压力为1.0-1.2mpa。未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂制造胶合板抗冲击强度为12.2mpa,弹性模量为3270mpa;聚乙二醇醚改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂后制造的胶合板的抗冲击强度为15.6mpa,增幅高达27.8%,弹性模量为3970mpa,增幅高达21.4%。

实施例5

采用碱酸碱工艺制备三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂,三聚氰胺含量为2%(重量比),尿素份三次加入(甲醛与尿素摩尔比为2.0,1.5,1.1),甲醛与尿素终摩尔比为1.1,聚乙二醇醚的添加量为1%(重量比),且随最后一次尿素加入,终点粘度控制在78mpa﹒s左右,未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期为6天左右,聚乙二醇醚改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期11天以上。胶黏剂使用前加入1%氯化铵或硫酸铵为固化剂调胶,然后将单板干燥至含水率低于8%,单面涂胶量130g/m2,陈化15min左右,组坯,热压温度为120℃,热压时间为1.2min/mm,热压压力为1.0-1.2mpa。未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂制造胶合板抗冲击强度为12.2mpa,弹性模量为3270mpa;聚乙二醇醚改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂后制造的胶合板的抗冲击强度为17.9mpa,增幅高达46.7%,弹性模量为4750mpa,增幅高达45.2%。

实施例6

采用碱酸碱工艺制备三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂,三聚氰胺含量为6%(重量比),尿素份三次加入(甲醛与尿素摩尔比为2.0,1.5,1.1),甲醛与尿素终摩尔比为1.1,二乙二醇醚添加量为4%(重量比),聚乙二醇醚添加量为4%(重量比),随最后一次尿素加入,终点粘度控制在78mpa﹒s左右,未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期为6天左右,改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期11天以上。胶黏剂使用前加入1%氯化铵或硫酸铵为固化剂调胶,然后将单板干燥至含水率低于8%,单面涂胶量130g/m2,陈化20min左右,组坯,热压温度为120℃,热压时间为1.2min/mm,热压压力为1.0-1.2mpa。未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂制造胶合板抗冲击强度为12.2mpa,弹性模量为3270mpa;改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂后制造的胶合板的抗冲击强度为19.6mpa,增幅高达60.6%,弹性模量为5120mpa,增幅高达56.5%。

实施例7

采用碱酸碱工艺制备三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂,三聚氰胺含量为4%(重量比),尿素份三次加入(甲醛与尿素摩尔比为2.0,1.5,1.1),甲醛与尿素终摩尔比为1.1,二乙二醇醚的添加量为1%(重量比)随最后一次尿素加入,终点粘度控制在75mpa﹒s左右,未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期为6天左右,二乙二醇醚改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期9天以上。胶黏剂使用前加入1%氯化铵或硫酸铵为固化剂调胶,然后将单板干燥至含水率低于8%,单面涂胶量130g/m2,陈化15min左右,组坯,热压温度为120℃,热压时间为1.2min/mm,热压压力为1.0-1.2mpa。未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂制造胶合板抗冲击强度为12.2mpa,弹性模量为3270mpa;二乙二醇醚改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂后制造的胶合板的抗冲击强度为15.4mpa,增幅高达26.2%,弹性模量为4120mpa,增幅高达25.9%。

实施例8

采用碱酸碱工艺制备三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂,三聚氰胺含量为3%(重量比),尿素份三次加入(甲醛与尿素摩尔比为2.0,1.5,1.3),甲醛与尿素终摩尔比为1.3,聚乙二醇醚的添加量为1%(重量比)随最后一次尿素加入,终点粘度控制在79mpa﹒s左右,未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期为6天左右,聚乙二醇醚改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期11天以上。胶黏剂使用前加入1%氯化铵或硫酸铵为固化剂调胶,然后将单板干燥至含水率低于8%,单面涂胶量130g/m2,陈化15min左右,组坯,热压温度为120℃,热压时间为1.2min/mm,热压压力为1.0-1.2mpa。未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂制造胶合板抗冲击强度为12.2mpa,弹性模量为3270mpa;聚乙二醇醚改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂后制造的胶合板的抗冲击强度为16.4mpa,增幅高达34.4%,弹性模量为4250mpa,增幅高达29.9%。

实施例9

采用碱酸碱工艺制备三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂,三聚氰胺含量为5%(重量比),尿素份三次加入(甲醛与尿素为2.0,1.5,1.1),甲醛与尿素终摩尔比为1.1,聚乙二醇醚添加量为1.5%(重量比),端氨基聚醚添加量为1.5%(重量比),且随最后一次尿素加入,终点粘度控制在76mpa﹒s左右,未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期为6天左右,改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期11天以上。胶黏剂使用前加入1%氯化铵或硫酸铵为固化剂调胶,然后将单板干燥至含水率低于8%,单面涂胶量130g/m2,陈化15min左右,组坯,热压温度为120℃,热压时间为1.2min/mm,热压压力为1.0-1.2mpa。未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂制造胶合板抗冲击强度为12.2mpa,弹性模量为3270mpa;聚乙二醇醚改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂后制造的胶合板的抗冲击强度为16.3mpa,增幅高达33.6%,弹性模量为4285mpa,增幅高达31.0%。实施例10

采用碱酸碱工艺制备三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂,三聚氰胺含量为5%(重量比),尿素份三次加入(甲醛与尿素摩尔比为2.0,1.5,1.2),甲醛与尿素终摩尔比为1.2,二乙二醇醚添加量为2%(重量比)分别随第一次,第二次和最后一次尿素加入,终点粘度控制在80mpa﹒s左右,未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期为5天左右;随第一次和第二次尿素加入的二乙二醇醚改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期为6天左右,而随最后一次尿素加入改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂储存期9天以上。胶黏剂使用前加入1%氯化铵或硫酸铵为固化剂调胶,然后将单板干燥至含水率低于8%,单面涂胶量130g/m2,陈化15min左右,组坯,热压温度为120℃,热压时间为1.2min/mm,热压压力为1.0-1.2mpa。未改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂制造胶合板抗冲击强度为12.2mpa,弹性模量为3270mpa;随第一次和第二次尿素加入的二乙二醇醚的改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂制造胶合板抗冲击强度为14.3mpa,增幅17.2%,弹性模量为3650mpa,增幅11.6%;而随最后一次尿素加入改性三聚氰胺-甲醛-尿素共缩聚胶黏剂后制造的胶合板的抗冲击强度为15.6mpa,增幅高达27.8%,弹性模量为3970mpa,增幅高达21.4%。

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