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      脲醛樹脂膠粘劑的改性方法

      文章出處: 人氣:122 發表時間:2023-05-18 08:36

      木材加工工業中主要采用膠黏劑來制造膠合板、刨花板、纖維板、裝飾板、家具及木器,使用膠黏劑的數量約占合成膠黏劑總量的75%,是應用膠黏劑最多的工業部門。脲醛膠、酚醛膠、三聚氰胺-甲醛膠是人造板工業三大傳統用合成膠。脲醛樹脂膠黏劑具有較高的粘接強度、耐水性好、固化速率快、固化后膠層的顏色淺、粘度易調等特點,在木材加工中得到廣泛的應用。目前脲醛樹脂膠黏劑占人造板用膠量的90%以上,占木材加工業總消耗量的60%多。

      脲醛樹脂雖然使用方便,用量很大,同時也存在著初粘差、收縮大、脆性大、不耐水、易老化、游離甲醛和固化放出甲醛污染環境,損害健康等缺點,必須對其進行改性,提高性能,擴大應用?,F將改性途徑簡介一下。

      脲醛樹脂膠粘劑的改性方法

      1、提高脲醛樹脂膠初粘性

      提高脲醛樹脂的初粘性,可加入聚乙烯醇、聚乙二醇、羥甲基纖維素等,但價格較高,選用淀粉類物質最為合適,尤其是淀粉在脲醛樹脂合成開始就加入,效果更好。在合成過程中淀粉可能發生水解作用,生成各種糊精等,由于淀粉相對分子質量很大,溶解后粘度也很大,加入少量就可制得粘度較大的脲醛樹脂。同時淀粉分子鏈上的羥基、羥甲基以及因水解產生的醛基等可能參與脲醛樹脂的合成反應,不僅提高了初粘性,而且粘接強度和儲存穩定性也有提高。在這里為您推薦:膠得寶脲醛樹脂添加劑!

      2、改進脲醛樹脂膠耐水性

      在合成脲醛樹脂時加入少量的三聚氰胺、苯酚、間苯二酚、烷基胺、糖醛等都能有效地改進脲醛樹脂的耐水性。加入硫酸鋁、磷酸鋁等到作為交聯劑,也可明顯提高耐水性。在調膠時加入木粉、面粉、豆粉、氧化鐵、膨脹土等填料,也能提高耐水性。

      在堿性介質(PH>8.5)條件下,加入三聚氰胺經過加成、縮聚反應階段,將結構穩定的三嗪環引入樹脂分子中,使固化后樹脂的耐水性大為提高。一般的配方和工藝為尿素:甲醛=1:(1.4~1.6),三聚氰胺加入量為尿素總量的5%~10%。具體工藝是:

      (1)、將甲醛加入反應釜中,用30%氫氧化鈉的溶液調PH值7.5~8.5加入第一批尿素和三聚氰胺。

      (2)、在40~50min內升溫至89~910C,保持30min

      (3)、用20%氯化銨溶液調PH值為4.8~5.0保持60min

      (4)、以30%氫氧化鈉溶液調節PH值為7.0~7.5,并通冷水冷卻加入第二批尿素。

      (5)、降溫至350C,出料。

      所制得的脲醛樹脂外觀為乳白色粘性液體,粘度250~500mpa.s,固體含量為49~51游離甲醛<1%PH值7。0~7。5 為改善儲存穩定性,一般把甲醛分多次加入再用甲醇或乙醇進行醚化,適當降低樹脂活性。

      采用苯酚改性脲醛樹脂,在樹脂中引入苯環結構,封閉了樹脂的吸水基團,使樹脂的耐水性和耐老化性顯著改善。也可將間苯二酚或三聚氰胺加入固化劑組分之中,還可將丙烯酸酯共聚乳液與脲醛樹脂共混都可以提高耐水性。

      3、改善脲醛樹脂膠脆性

      為了降低脆性,提高韌性可加入聚乙烯醇、聚乙烯醇縮甲醛溶液、聚醋酸乙烯乳液、VAE溶液等,同時也可提高初粘性和耐老化性。

      配方:

      尿素(98%) 80+20 氫氧化鈉(40%) 適量

      甲醛溶液(37%)212 醋酸(20%) 適量

      聚乙烯醇(100%) 2

      將甲醛溶液加入反應釜內開動攪拌,用氫氧化鈉溶液調PH值8.2~8.4,然后加入第一批尿素和聚乙烯醇。

      4、減小脲醛樹脂膠收縮性

      脲醛樹脂固化收較大,容易產生裂紋,膠層產生內應力,使粘度強度下降。為了降低脲醛樹脂固化時的收縮率,通常向樹脂膠液中加入一些填充劑,如面粉、淀粉、血粉和a-纖維素粉、木粉、豆粉等。糖醇樹脂改性脲醛樹脂對防止因固化收縮引起的裂紋最為有效。

      5 、提高脲醛樹脂膠粘接強度

      采用多元復合添加劑如聚乙烯醇和苯酚,可改善脆性,提高耐水性和粘接強度。再采用中性-弱酸-弱堿復合工藝,在中溫下進行反應,制得的脲醛樹脂剪切強度是原脲醛膠的10倍以上,耐水性和耐沸性大為提高。

      6、降低脲醛樹脂膠游離甲醛含量

      脲醛樹脂膠液中總會含有一定數量的游離甲醛,在使用時會漸揮發,刺激味大,污染環境危害健康,應盡量減少游離甲醛的含量可采用如下措施。

      (1)、盡量降低尿素與甲醛的摩爾比,因摩爾比越小,游離甲醛含量越少,當尿素與甲醛摩爾比為1:(1.3~1.4)時,游離甲醛含量可降至0.4%以下。必須注意尿素用量過多,樹脂水溶性下降,會導致膠液穩定性變差。

      (2)、采用多次縮聚工藝和中低溫合成工藝,在合成樹脂過程中尿素分批加入。實際操作可采用2次、3次、4次縮聚工藝,能使游離甲醛降至1.2%以下但是儲存期較短通常只有1個月。

      (3)、加入甲醛捕捉劑或稱捕醛劑,在縮聚反應結束后,加入一些與甲醛結合的物質,如尿素、苯酚、間苯二酚、三聚氰胺、硫脲、變性淀粉、聚丙烯酰胺、糖醇樹脂、膨潤土等,可降低游離甲醛含量,但會影響膠液穩定性。最新發現硫脲作用甲醛結合劑效果最好,制得的樹脂無色透明,甲醛含量可降至1%以下,且膠液儲存期長,可超過1年。

      (4)、補加少量甲醇,可進一步降低游離甲醛含量。

      (5)、在樹脂合成結束后,加入過氧化氫,過硫酸鹽等氧化劑,將甲醛氧化成甲酸。

      7、增加脲醛樹脂膠穩定性

      脲醛樹脂不太穩定,短期粘度就會增大,以致凝膠。這與聚合度有關,聚合度越大,樹脂的水溶性越差,其結果是膠液粘度增大,儲存期短,樹脂的聚合度受溫度影響較為顯著,必須控制適當,當PH值為6.0~8.0時,反應溫度為90~1000C;當PH值為5.0~6.0時,反應溫度為70~900C。

      另外,脲醛樹脂的穩定性還與縮聚分子中的-NH2基數量有關,它主要取決于尿素與甲醛的摩爾比,甲醛用量多,-NH2基數量減少,但卻帶來固化困難、耐水性差、粘接強度低等不良后果,通常尿素與甲醛的摩爾比控制在1:1.4~1:2.0。

      還有添加5%的甲醇可抑制粘度上升而增加膠液儲存的穩定性。

      原料質量對脲醛樹脂的穩定性也有一定影響,縮二脲含量超過1%時,儲存2個月后粘接強度明顯降低。

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