1、 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/脲 醛 树 脂 的 制 备 及 改 性吴 小 桥 X(江 苏 省 靖 江 市 扬 子 木 业 有 限 公 司 制 胶 部 ,江 苏 靖 江 214527)摘 要 :本 文 基 于 林 产 工 业 的 迅 猛 发 展 对 胶 粘 剂 的 新 要 求 ,对 脲 醛 树 脂 胶 粘 剂 作 了 分 析 与 实 验 之 后 ,探 讨 出 符合 新 要 求 的 改 性 脲 醛 树 脂 产 品 生 产 合 成 工 艺 。关 键
2、词 :脲 醛 树 脂 ;低 游 离 甲 醛 ;改 性 ;蓝 天 使 ;德 国中 图 分 类 号 :TQ320. 62 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1009 - 4725 (2003) 09 - 0006 - 04The Preparation and Quality Modification of Urea Formaldehyde ResinWU Xiao - qiao( Glue Department , Yangzi Wood Co. Ltd. , Jingjiang , Jiangsu , 214527 , China)Abstract :Based on the ne
3、w requirement of the glue s better quality , we devoted ourselves in the research of the ureaformaldehyde resin , and got a new method of preparing high standard urea formaldehyde resin.Keywords :urea formaldehyde resin ; Low free formaldehyde ; quality modification ; Eco ; Germany脲 醛 树 脂 是 一 种 合 成
4、高 分 子 聚 合 物 。 自 20 世 纪30 年 代 生 产 应 用 以 来 ,已 逾 70 年 历 史 。 作 为 胶 粘 剂 ,脲 醛 树 脂 具 有 原 料 易 得 ,成 本 低 廉 ,胶 合 性 能 良 好 的 特点 ,在 木 材 胶 粘 剂 中 占 使 用 总 量 的 80 %以 上 ,占 据 了 相当 重 要 的 地 位 。 随 着 木 材 工 业 的 迅 猛 发 展 和 人 们 生 活水 平 的 提 高 ,对 脲 醛 树 脂 也 提 出 了 更 高 的 要 求 。 为 了提 高 脲 醛 树 脂 的 质 量 ,降 低 生 产 成 本 ,技 术 人 员 对 各 种助 剂 进 行
5、了 大 量 的 研 究 分 析 ,研 制 出 许 多 新 型 改 性 脲醛 树 脂 ,顺 应 了 胶 粘 剂 新 的 发 展 态 势 ,本 文 就 脲 醛 树 脂胶 的 制 备 和 改 性 作 了 一 些 分 析 和 探 究 。1 制 备1. 1 反 应 基 本 原 理脲 醛 树 脂 是 由 甲 醛 和 尿 素 反 应 制 得 ,由 于 其 反 应机 理 十 分 复 杂 ,乞 今 为 止 学 者 界 对 其 反 应 过 程 尚 不 十分 清 楚 。 普 遍 认 为 ,脲 醛 树 脂 的 形 成 可 分 为 两 个 阶 段 ,即 羟 甲 脲 生 成 阶 段 (加 成 反 应 ) 和 树 脂 化
6、阶 段 (缩 聚 反应 ) ,加 成 反 应 与 缩 聚 反 应 之 间 没 有 一 个 严 格 的 界 限 ,不 是 一 个 反 应 开 始 ,另 一 个 反 应 终 止 ,只 是 在 某 种 条 件下 有 利 于 哪 种 反 应 而 已 。1. 1. 1 加 成 反 应无 论 在 碱 性 或 酸 性 条 件 下 ,尿 素 与 甲 醛 在 水 溶 液中 ,可 以 得 到 一 羟 甲 脲 和 二 羟 甲 脲 。 虽 然 在 酸 性 条 件(PH 2 时 ,除 了 生成 一 羟 甲 脲 和 二 羟 甲 脲 ,还 会 生 成 三 羟 甲 脲 和 四 羟 甲脲 。 F/ U = 1 时 ,生 成 大
7、 量 一 羟 甲 脲 ,它 只 能 进 一 步 缩聚 反 应 形 成 线 型 聚 合 物 ,不 能 用 作 胶 粘 剂 。1. 1. 2 缩 聚 反 应由 于 生 成 的 羟 甲 脲 中 存 在 活 泼 的 羟 甲 基 ,它 们 可以 相 互 进 行 缩 聚 生 成 大 分 子 产 物 ,虽 然 羟 甲 脲 无 论 在碱 性 或 酸 性 条 件 下 均 可 进 行 缩 聚 反 应 ,但 在 碱 性 条 件下 ,反 应 缓 慢 ,所 以 缩 聚 反 应 一 般 在 酸 性 条 件 下 进 行 ,进 行 缩 聚 反 应 时 ,主 要 通 过 亚 甲 基 键 ( CH2 ) 将 单 分子 连 接 起
8、 来 ,进 一 步 缩 聚 形 成 以 次 甲 基 脲 为 主 ,含 有 少量 醚 键 的 线 型 或 支 链 型 的 初 期 树 脂 。缩 聚 反 应CHOCH2NHNH2O + ONHHOCH2OHNHCH2C H2OaCH2 NH CONH d m + aCH2NH COC NHCH2O d n随 着 缩 聚 反 应 的 继 续 进 行 ,缩 合 物 的 分 子 量 不 断增 大 ,具 体 表 现 为 粘 度 变 大 和 水 溶 性 下 降 ,为 了 保 证 树脂 的 性 能 ,应 适 时 终 止 反 应 。 分 子 组 成 中 主 要 含 有 羟甲 基 ( CH2OH) ,次 甲 基
9、( CH2) 及 少 量 醚 键 ( CH2 O CH2 ) 。 工 业 生 产 的 脲 醛 树 脂 胶 粘 剂 实 际 上 是 一羟 甲 脲 和 二 羟 甲 脲 、 游 离 甲 醛 及 低 分 子 聚 合 物 的 混 合物 。1. 2 影 响 脲 醛 树 脂 胶 粘 剂 质 量 的 因 素1. 2. 1 配 方 中 甲 醛 和 尿 素 摩 尔 比 对 性 能的 影 响 (见 表 1)一 般 工 业 脲 醛 树 脂 胶 F/ U 在 (1. 2 2. 0) 之 间 ,现在 企 业 要 求 生 产 低 游 离 甲 醛 的 胶 粘 剂 ,技 术 人 员 通 过对 大 量 助 剂 的 研 究 分 析
10、 和 实 验 ,严 格 控 制 生 产 工 艺 ,已成 功 研 制 出 F/ U 在 (1. 0 1. 2) 之 间 的 低 游 离 甲 醛 脲 醛树 脂 胶 粘 剂 ,各 方 面 性 能 指 标 均 优 越 ,满 足 了 行 业 的 需求 。表 1 甲 醛 与 尿 素 摩 尔 比 对 性 能 的 影 响固 体 含 量 低 摩 尔 比 高 摩 尔 比活 性 期 低 摩 尔 比 高 摩 尔 比粘 度 低 摩 尔 比 高 摩 尔 比固 化 时 间 低 摩 尔 比 高 摩 尔 比游 离 甲 醛 含 量 低 摩 尔 比 15 天例 2 80 250 63 1 30 天备 注 :例 1、 例 2 做 出
11、 来 的 人 造 板 理 化 性 能 均 优 异 ,经 检 测 人 造 板 甲 醛 释 放 量 符 合 GB/ 18580 - 2001 中 E1级 的 要 求 ,其 中 例 2 做 出 来 的 人 造 板 (9 层 胶 合 板 ) 经 德国 莱 茵 技 术 有 限 公 司 依 据 DIN55666 标 准 对 VVOC 的 多次 检 测 ,甲 醛 释 放 量 F 0. 02 ppm ,获 得 Eco (蓝 天 使 ) 标志 。实 践 结 果 表 明 ,胶 粘 剂 的 配 方 设 计 要 正 确 ,工 艺 要合 理 ,生 产 时 严 格 控 制 整 个 过 程 ,尽 量 避 免 不 利 因 素
12、 的影 响 。 反 应 液 的 PH 值 、 反 应 时 间 、 反 应 温 度 等 都 是 影响 质 量 的 因 素 ,所 以 要 把 这 些 因 素 综 合 考 虑 ,同 时 我 们还 要 注 意 可 能 产 生 的 副 反 应 ,使 反 应 向 有 利 的 方 向 进行 。 另 外 ,改 性 剂 的 选 用 也 要 合 理 ,它 直 接 影 响 胶 粘 剂的 性 能 及 生 产 成 本 ,其 选 用 要 注 意 三 点 :首 先 是 能 有 效地 优 化 胶 粘 剂 的 性 能 ;其 次 是 经 济 易 得 ;再 次 是 控 制 改性 剂 的 用 量 。 合 理 的 生 产 配 方 及
13、生 产 工 艺 ,无 需 真 空减 压 脱 水 ,制 备 出 性 能 优 异 的 低 成 本 环 保 脲 醛 树 脂 是不 难 的 ,应 用 时 无 需 额 外 加 入 甲 醛 捕 捉 剂 ,简 化 了 使 用工 艺 ,提 高 了 生 产 效 率 。作 者 简 介 :吴 小 桥 ,男 ,长 期 从 事 木 材 胶 粘 剂 的 生 产 与 开 发 ,尤 其 在 脲 醛 胶 、 酚 醛 胶 、 三 聚 氰 胺 甲 醛 树 脂 方 面 进 行 深 入 的 研究 ,在 专 业 期 刊 上 发 表 过 多 篇 论 文 ,并 且 有 丰 富 的 实 践 经 验 ,现担 任 公 司 的 技 术 骨 干 。 联 系 电 话 :13814463949 , E - mail : xiaklbs163. net。参 考 文 献1 唐 兴 华 等 . 木 材 用 胶 粘 剂 . 化 学 工 业 出 版 社 ,2002 年2 夏 志 远 等 . 木 材 工 业 实 用 大 全 . 胶 粘 剂 卷 . 中 国 林 业 出 版 社 ,1996 年92003 年 第 9 期 化 工 科 技 市 场
