一种Enf级环保脲醛树脂及其制备方法与流程

文档序号:35385191发布日期:2023-09-09 12:20阅读:299来源:国知局

本发明涉及胶粘剂材料,更具体的是涉及环保脲醛树脂及其制备方法。


背景技术:

1、脲醛树脂又称脲甲醛树脂,是尿素与甲醛在碱性或酸性催化剂作用下,缩聚成初期脲醛树脂,然后再在固化剂或助剂作用下,形成不溶、不熔的末期热固性树脂。固化后的脲醛树脂颜色比酚醛树脂浅,呈半透明状,耐弱酸、弱碱,绝缘性能好,耐磨性极佳,价格便宜,是胶粘剂中用量最大的品种,特别是在木材加工业各种人造板的制造中。

2、传统的脲醛树脂生产工艺中使用的原料成分为甲醛和尿素,其生产工艺为:

3、1、向反应釜中加入计量的甲醛,用烧碱ph调节剂调ph值为8.0-8.5;缓慢加热至50℃并加人第一次尿素,缓慢升温至90℃并保温一段时间;

4、2、缓慢加入氯化铵溶液调节ph值至酸性,保温至黏度达到工艺要求;

5、3、降温,调节ph值至弱酸性,投人第二次尿素缩聚至水稀释度达到要求;

6、4、缓慢加入烧碱溶液调节ph值,加人第三次尿素,并保温一段时间;

7、5、补加烧碱溶液调节ph值8.5-9.0,冷却至35℃以下,出料。

8、传统工艺中甲醛的摩尔占比均比较大,摩尔比大,则脲醛树脂的游离甲醛高,使用高游离甲醛的脲醛树脂生产胶合板一则影响车间环境,二则使胶合板甲醛释放量超标;固含量低,往往需要脱水才能保证较高的固含量,脱出来的水若不循环利用则易污染环境,固含低需要多加填料则容易造成胶合板的胶合强不足。为降低游离甲醛,一般采用降低摩尔比、加入消醛助剂来实现,摩尔比的降低使胶合强度降低,为了增加胶合强度一般用苯酚、间二苯酚、或一些无机物来补强,苯酚、三聚氰胺价格比较高,若使用量较大的话则将使脲醛树脂的生产成本较高。


技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有的脲醛树脂游离甲醛较高,对环境污染较严重的问题,为了解决上述技术问题,本发明提供一种enf级环保脲醛树脂及其制备方法。

2、本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案:

3、一种enf级环保脲醛树脂,按重量份数计,包括以下组分:800-1200份的甲醛,580-890份的尿素,30-45份的三聚氰胺,7-10份的氨水,4-6份的聚乙烯醇,60-70份的助剂;

4、所述助剂为由碳酸氢铵和/或磷酸铵、二氧化硅和/或二氧化钛、苯胺和/或酰胺组成的混合物。

5、进一步的,按重量份数计,包括以下组分:900-1100份的甲醛,550-650份的尿素,30-45份的三聚氰胺,7-10份氨水,4-6份的聚乙烯醇,60-70份的助剂;

6、所述助剂为由碳酸氢铵和/或磷酸铵、二氧化硅和/或二氧化钛、苯胺和/或酰胺组成的混合物。

7、本技术通过加入助剂,降低了甲醛的摩尔占比,进而降低了生产的脲醛树脂中游离甲醛的含量,从而使用该脲醛树脂粘合的胶合板释放的甲醛含量更低,降低了对环境的污染,更加环保;同时使用碳酸氢铵、磷酸铵、二氧化硅、二氧化钛、苯胺、酰胺做助剂,不仅提高了脲醛树脂的粘合强度,而且上述助剂的成本还很低,从而实现了降低脲醛树脂的生产成本的效果。

8、进一步的,按重量份数计,所述助剂的用量为:50-55份的碳酸氢铵和/或5-10份的磷酸铵,1-3份的二氧化硅和/或1-3份的二氧化钛,1-2份的苯胺和/或1-2份的酰胺。

9、为了实现上述目的,本技术还提出了一种enf级环保脲醛树脂的制备方法,包括以下步骤:

10、步骤1:向反应釜中依次加入助剂、甲醛、第一次尿素、第一次三聚氰胺、聚乙烯醇,开汽升温至80-90℃后保温35-45分钟,控制ph≥6.8;

11、步骤2:使用酸性溶液将ph值调整至4.5-5.5,加入第二次尿素,反应至所要求的黏度;

12、步骤3:使用酸性溶液将ph值调整至5.0-6.0,加入第三次尿素和第二次三聚氰胺,反应至所要求的黏度;

13、步骤4:使用烧碱溶液将ph值调整至7.0-8.0,加入第四次尿素,保温5-10分钟后降温;

14、步骤5:降温至70-80℃后,加入第五次次尿素,并加入氨水;

15、步骤6:继续降温至40-50℃,加入烧碱溶液将ph值调整至7.3-7.5即可放料,得到脲醛树脂。

16、脲醛树脂的合成主要分为两个阶段,第一个阶段为羟甲基脲的生成,为加成反应阶段,第二阶段为树脂化,为缩聚反应阶段。

17、首先,尿素和甲醛在ph≥6.8的条件下进行羟基化反应,生成一羟基甲基脲,然后一羟基甲基脲与甲醛反应生成二羟基甲基脲,再通过二羟基甲基脲缩聚生成线型脲醛树脂,之后生成的线性脲醛树脂再与加入的尿素进一步缩聚来增加线型脲醛树脂的分子长度,后四次加入的尿素除了增长分子链外,还能捕获一些游离甲醛,主要反应机理如下:

18、h2n-co-nh2+2ch2o→hoch2nhconhch2oh;

19、n hoch2nhconhch2oh→h(och2nhconhch2)n oh+(n-1)h2o

20、h(och2nhconhch2)n oh+h2n-co-nh2→

21、h(och2nhconhch2)nnhconh(och2nhconhch2)n–h;

22、本技术的脲醛树脂生产工艺分五次加入尿素,使多羟甲基脲的生产量增加,进一步降低了游离甲醛的含量,进而提高了脲醛树脂的交联程度,从而提高了脲醛树脂的粘合强度。

23、本技术中加入的三聚氰胺具有甲醛捕捉的作用,进而起到了降低游离甲醛的效果,同时三聚氰胺自身带有6个活性基团,很容易嵌入到分子链中,从而提高了生成的脲醛树脂的胶接强度;而且三聚氰胺还具有一定的算缓冲作用,可在一定程度上防止和降低酰胺健的水解和水解速度,同时三聚氰胺减少了脲醛树脂中的不稳定基团与水分子的接触,从而大大提高了脲醛树脂的耐水性。

24、进一步的,按照重量份数计,第一次尿素的加入量为213-327份,第二次尿素的加入量为95-146份,第三次尿素的加入量为74-114份,第四次尿素的加入量为98-147份,第五次尿素的加入量为100-156份。

25、进一步的,步骤2和步骤3中使用的酸性溶液为甲酸或氯化铵溶液。

26、进一步的,步骤5中的降温速率为1-2℃/min。

27、本发明的有益效果如下:

28、(1)本技术通过加入助剂,降低了甲醛的摩尔占比,进而降低了生产的脲醛树脂中游离甲醛的含量,游离甲醛的含量仅为0.02%-0.03%,从而使用该脲醛树脂粘合的胶合板释放的甲醛含量更低,降低了对环境的污染,更加环保;同时使用碳酸氢铵、磷酸铵、二氧化硅、二氧化钛、苯胺、酰胺做助剂,不仅提高了脲醛树脂的粘合强度,胶合强度达到了0.82mpa-0.87mpa,而且上述助剂的成本还很低,从而实现了降低脲醛树脂的生产成本的效果;

29、(2)本技术的脲醛树脂生产工艺分五次加入尿素,使多羟甲基脲的生产量增加,进一步降低了游离甲醛的含量,进而提高了脲醛树脂的交联程度,从而提高了脲醛树脂的粘合强度;

30、(3)本技术中加入的三聚氰胺具有甲醛捕捉的作用,进而起到了降低游离甲醛的效果,同时三聚氰胺自身带有6个活性基团,很容易嵌入到分子链中,从而提高了生成的脲醛树脂的胶接强度;而且三聚氰胺还具有一定的算缓冲作用,可在一定程度上防止和降低酰胺健的水解和水解速度,同时三聚氰胺减少了脲醛树脂中的不稳定基团与水分子的接触,从而大大提高了脲醛树脂的耐水性。

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