尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀的合成方法及其作為胺基樹(shù)脂膠粘劑改良劑的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀的合成方法，甲醛溶液用強(qiáng)酸調(diào)到pH值1-5；按摩爾比甲醛/(尿素+三聚氰胺)＝0.5-1，將尿素和三聚氰胺添加入甲醛溶液中；在30-90℃、攪拌條件下反應(yīng)，降至室溫得到尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀溶液；將得到的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀溶液經(jīng)超聲震蕩均質(zhì)化處理后抽濾并水洗至中性，在30-70℃條件下干燥。還公開(kāi)了上述尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀作為胺基樹(shù)脂膠粘劑改良劑的應(yīng)用。本發(fā)明的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀能提高胺基樹(shù)脂膠粘劑的膠合強(qiáng)度，降低甲醛釋放量，且不改變?nèi)嗽彀骞I(yè)胺基樹(shù)脂膠粘劑使用工藝條件。
【專利說(shuō)明】尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀的合成方法及其 作為胺基樹(shù)脂膠粘劑改良劑的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及到一種尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀的合成方法及其作為 胺基樹(shù)脂膠粘劑改良劑的應(yīng)用，屬于人造板膠粘劑制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 胺基樹(shù)脂膠粘劑是木材工業(yè)用量最大的膠粘劑，占人造板生產(chǎn)用膠量的90%以 上，由于其成本優(yōu)勢(shì)至今還不能被其他膠粘劑取代?，F(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的胺基樹(shù)脂膠粘劑，使用 中存在的最大問(wèn)題是耐水性尤其是耐熱水性能不強(qiáng)，另外由于配方設(shè)計(jì)上的不足，膠接制 品的甲醛釋放量較大，一直困擾著木材工業(yè)的生產(chǎn)和人造板最終用戶的使用。
[0003] 以分次加尿素，降低終摩爾比的方法合成脲醛樹(shù)脂膠粘劑是解決甲醛釋放量的有 效方法之一；以尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚方式合成胺基樹(shù)脂膠粘劑是另一種有效降 低甲醛釋放量的方法。以上方法同時(shí)也會(huì)對(duì)胺基樹(shù)脂膠粘劑造成不利影響，如儲(chǔ)存穩(wěn)定性 下降，膠合強(qiáng)度下降，耐水性降低等。以納米粒子改性胺基樹(shù)脂膠粘劑是基于納米粒子粒徑 小，比表面積大，表面能高，表面含有大量不飽和殘鍵，反應(yīng)活性高，與胺基樹(shù)脂膠粘劑間有 很強(qiáng)的相互作用甚至反應(yīng)能力，不僅可以降低胺基樹(shù)脂膠粘劑的甲醛釋放量，還可以提高 膠合強(qiáng)度。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101818036A公開(kāi)了一種硅酸鹽納米粘土改性脲醛樹(shù)脂膠粘劑 的方法；中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102276734A公開(kāi)了一種納米結(jié)晶纖維素改性脲醛樹(shù)脂膠粘劑的 方法；中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101696348B公開(kāi)了一種用納米二氧化鈦改性脲醛樹(shù)脂膠粘劑的方 法；中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101747853B公開(kāi)了一種有機(jī)胺復(fù)合納米磷酸鋯改性脲醛樹(shù)脂膠粘劑 的方法；中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101880437A公開(kāi)了一種采用納米二氧化鈦、納米二氧化硅、納米 碳酸鈣等改性脲醛樹(shù)脂膠粘劑的方法；中國(guó)專利文獻(xiàn)CN103275660A公開(kāi)了一種采用碳納 米管改性脲醛樹(shù)脂膠粘劑的方法。但以上方法均采用無(wú)機(jī)納米材料，且相關(guān)納米材料的制 備方法較為復(fù)雜，價(jià)格較為昂貴，致使改性成本過(guò)高，不適應(yīng)人造板工業(yè)低成本制造業(yè)的現(xiàn) 狀。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種制作方法簡(jiǎn)化、成本低的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共 聚樹(shù)脂沉淀的合成方法。
[0005] 為達(dá)到發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚 樹(shù)脂沉淀的合成方法，其步驟為：
[0006] (1)甲醛溶液用強(qiáng)酸調(diào)到pH值1-5 ;工業(yè)甲醛溶液濃度為35-38% ;
[0007] (2)按摩爾比甲醛：（尿素+三聚氰胺）=(0.5-1) :1，將尿素和三聚氰胺添加入甲 醒溶液中，其中尿素和二聚氰胺添加量按摩爾比尿素：二聚氰胺=(〇.1_〇. 9) :(0.9-0. 1);
[0008] (3)在30_90°C、攪拌條件下反應(yīng)，當(dāng)出現(xiàn)白色云霧狀渾濁時(shí)繼續(xù)攪拌反應(yīng)l_3h， 然后降至室溫得到尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀溶液；
[0009] (4)將得到的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀溶液經(jīng)超聲震蕩均質(zhì)化處 理，處理時(shí)間為20-120min ;超聲功率范圍為1000-1500W。
[0010] (5)將尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀溶液抽濾得到尿素-三聚氰胺-甲 醛三元共聚樹(shù)脂沉淀并水洗至中性，在30-70°C條件下干燥至恒重。
[0011] 優(yōu)選的，所述強(qiáng)酸選自硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、甲酸、乙酸或二元羧酸。
[0012] 本發(fā)明將甲醛與尿素和三聚氰胺在強(qiáng)酸、低摩爾比條件下進(jìn)行反應(yīng)，不需使用表 面活性劑，也不需添加固化劑或其他物質(zhì)，經(jīng)超聲處理后，得到的尿素-三聚氰胺-甲醛三 元共聚樹(shù)脂沉淀粒徑為微米級(jí)。
[0013] 本發(fā)明還公開(kāi)了上述方法得到的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀作為胺 基樹(shù)脂膠粘劑改良劑的應(yīng)用。
[0014] 該應(yīng)用的方法為：將胺基樹(shù)脂沉淀按一定比例添加到胺基樹(shù)脂膠粘劑中，攪拌均 勻，添加的質(zhì)量比為胺基樹(shù)脂膠粘劑：尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀=100 : 5-30。
[0015] 優(yōu)選的，所述胺基樹(shù)脂膠粘劑為脲醛樹(shù)脂膠粘劑、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂膠粘劑或尿 素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂膠粘劑。
[0016] 優(yōu)選的，加入尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀前先將胺基樹(shù)脂膠粘劑中 的脲醛樹(shù)脂膠粘劑或尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂膠粘劑的pH值調(diào)至4. 5,三聚氰 胺甲醛樹(shù)脂膠粘劑的pH值不做調(diào)整。
[0017] 本發(fā)明的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀的合成方法得到的尿素-三 聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀添加到胺基樹(shù)脂膠粘劑，能極大的提高膠合強(qiáng)度，降低甲 醛釋放量，且不改變目前人造板工業(yè)胺基樹(shù)脂膠粘劑的使用工藝條件，加入尿素-三聚氰 胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀后，胺基樹(shù)脂膠粘劑仍以現(xiàn)有施膠方式及施膠量施膠，以現(xiàn)有 人造板生產(chǎn)方法生產(chǎn)人造板。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1合成的胺基樹(shù)脂沉淀的SEM照片。
[0019] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2合成的胺基樹(shù)脂沉淀的SEM照片。
[0020] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例3合成的胺基樹(shù)脂沉淀的SEM照片。
[0021] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的闡述。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 實(shí)施例1
[0023] (1)用己二酸將濃度為35 %的甲醛溶液pH調(diào)至4 ;
[0024] (2)按摩爾比甲醛：三聚氰胺：尿素=1:0. 6:0. 4,將工業(yè)尿素和三聚氰胺添加入 工業(yè)甲醛溶液中；
[0025] (3)在70°C、攪拌條件下反應(yīng)，當(dāng)出現(xiàn)白色云霧狀渾濁時(shí)繼續(xù)攪拌反應(yīng)2h，然后降 至室溫得到尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀溶液；
[0026] (4)將得到的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀溶液經(jīng)超聲震蕩均質(zhì)化處 理，處理時(shí)間為120min ;超聲功率超聲震蕩功率1200W ;
[0027] (5)將尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀溶液抽濾得到尿素-三聚氰胺-甲 醛三元共聚樹(shù)脂沉淀并水洗至中性，在40°C條件下干燥至恒重。
[0028] 得到的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀的粒徑范圍為5-20 μ m，其微觀狀 態(tài)見(jiàn)圖1。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] (1)用硫酸將濃度為38%的甲醛溶液pH調(diào)至1 ;
[0031] (2)按摩爾比甲醛：三聚氰胺：尿素=0.8:0.9:0. 1，將工業(yè)尿素和三聚氰胺添加 入工業(yè)甲醛溶液中；
[0032] (3)在30°C、攪拌條件下反應(yīng)，當(dāng)出現(xiàn)白色云霧狀渾濁時(shí)繼續(xù)攪拌反應(yīng)lh，然后降 至室溫得到尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀溶液；
[0033] (4)將得到的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀溶液經(jīng)超聲震蕩均質(zhì)化處 理，處理時(shí)間為70min ;超聲功率呢1000W ;
[0034] (5)將尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀溶液抽濾得到尿素-三聚氰胺-甲 醛三元共聚樹(shù)脂沉淀并水洗至中性，在30°C條件下干燥至恒重。
[0035] 得到的尿素 -三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀的粒徑范圍為20-50 μ m，其微觀 狀態(tài)見(jiàn)圖2。
[0036] 實(shí)施例3
[0037] (1)用甲酸將濃度為37%的甲醛溶液pH調(diào)至5 ;
[0038] (2)按摩爾比甲醛：三聚氰胺：尿素=0.5:0.1:0.9,將工業(yè)三聚氰胺添加入工業(yè) 甲醛溶液中；
[0039] (3)在90°C、攪拌條件下反應(yīng)，當(dāng)出現(xiàn)白色云霧狀渾濁時(shí)繼續(xù)攪拌反應(yīng)3h，然后降 至室溫得到尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀溶液；
[0040] (4)將得到的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀溶液經(jīng)超聲震蕩均質(zhì)化處 理，處理時(shí)間為20min ;超聲功率1500W ;
[0041] (5)將尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀溶液抽濾得到尿素-三聚氰胺-甲 醛三元共聚樹(shù)脂沉淀并水洗至中性，在70°C條件下干燥至恒重。
[0042] 得到的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀的粒徑范圍為50-100 μ m，其微觀 狀態(tài)見(jiàn)圖3。
[0043] 對(duì)比例1
[0044] 市售E2級(jí)脲醛樹(shù)脂膠粘劑、普通三聚氰胺甲醛樹(shù)脂膠粘劑和E2級(jí)尿素-三聚氰 胺-甲醛三元共聚膠粘劑不添加脲醛樹(shù)脂沉淀，將脲醛樹(shù)脂膠粘劑和尿素-三聚氰胺-甲 醛三元共聚膠粘劑用20 %甲酸調(diào)pH值=4. 5。膠合板為5層楊木組坯，施膠量240g/m2 (雙 面施膠），熱壓溫度115°C，熱壓時(shí)間lmin/mm，熱壓?jiǎn)挝粔毫MPa ;刨花板為楊木刨花，設(shè)計(jì) 密度0.658/〇113，厚度8111111，施膠量1101^/111 3，熱壓溫度1851€，熱壓時(shí)間1111；[11/111111，熱壓?jiǎn)挝?壓力2. 5MPa ;纖維板的為楊木纖維，設(shè)計(jì)密度0· 9g/cm3,厚度9mm，施膠量120kg/m3,熱壓溫 度200°C，熱壓時(shí)間lmin/mm，熱壓?jiǎn)挝粔毫?MPa。
[0045] 實(shí)施例4
[0046] 將實(shí)施例1得到的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀分別加入市售E2級(jí)脲 醛樹(shù)脂膠粘劑、普通三聚氰胺甲醛樹(shù)脂膠粘劑和E2級(jí)尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚膠粘 劑中，添加尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀前將脲醛樹(shù)脂膠粘劑和尿素-三聚氰 胺-甲醛三元共聚膠粘劑用20%甲酸調(diào)pH值=4. 5。膠合板為5層楊木組坯，施膠量240g/ m2 (雙面施膠），熱壓溫度115°C，熱壓時(shí)間lmin/mm，熱壓?jiǎn)挝粔毫MPa ;刨花板為楊木刨 花，設(shè)計(jì)密度0. 65g/cm3,厚度8mm，施膠量110kg/m3,熱壓溫度185°C，熱壓時(shí)間lmin/mm，熱 壓?jiǎn)挝粔毫?. 5MPa ;纖維板的為楊木纖維，設(shè)計(jì)密度0. 9g/cm3,厚度9mm，施膠量120kg/m3, 熱壓溫度200°C,熱壓時(shí)間lmin/mm,熱壓?jiǎn)挝粔毫?MPa。
[0047] 尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀改良胺基樹(shù)脂膠粘劑的人造板質(zhì)量指標(biāo) 結(jié)果及不添加脲醛樹(shù)脂沉淀的胺基樹(shù)脂人造板質(zhì)量指標(biāo)結(jié)果對(duì)比見(jiàn)表1，其中檢測(cè)方法依 據(jù)GB/T17657-2013《人造板及飾面人造板理化性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行。
[0048] 表1、實(shí)施例4尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀改良胺基樹(shù)脂膠粘劑的配 比和檢測(cè)結(jié)果及對(duì)比例1的檢測(cè)結(jié)果
[0049]
【權(quán)利要求】
1. 一種尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀的合成方法，其步驟為： (1) 甲醛溶液用強(qiáng)酸調(diào)到pH值1-5 ;工業(yè)甲醛溶液濃度為35-38% ; (2) 按摩爾比甲醛：（尿素+三聚氰胺）=(0.5-1):1，將尿素和三聚氰胺添加入甲醛 溶液中，其中尿素和三聚氰胺添加量按摩爾比尿素：三聚氰胺=(0.1-0. 9) :(0.9-0. 1); (3) 在30-90°C、攪拌條件下反應(yīng)，當(dāng)出現(xiàn)白色云霧狀渾濁時(shí)繼續(xù)攪拌反應(yīng)l_3h，然后 降至室溫得到尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀溶液； (4) 將得到的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀溶液經(jīng)超聲震蕩均質(zhì)化處理，處 理時(shí)間為20-120min ;超聲功率范圍為1000-1500W ; (5) 將尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀溶液抽濾得到尿素-三聚氰胺-甲醛 三元共聚樹(shù)脂沉淀并水洗至中性，在30-70°C條件下干燥至恒重。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀的合成方法，其特 征在于：所述強(qiáng)酸選自硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、甲酸、乙酸或二元羧酸。
3. 權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀的合成方法 得到的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀作為胺基樹(shù)脂膠粘劑改良劑的應(yīng)用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀作為胺基樹(shù)脂膠粘 劑改良劑的應(yīng)用，其步驟包括：將尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀按一定比例添加 到胺基樹(shù)脂膠粘劑中，攪拌均勻，添加的質(zhì)量比為胺基樹(shù)脂膠粘劑：尿素-三聚氰胺-甲醛 三元共聚樹(shù)脂沉淀=100 :5-30。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀作為胺基樹(shù)脂膠粘 劑改良劑的應(yīng)用，其特征在于：所述胺基樹(shù)脂膠粘劑為脲醛樹(shù)脂膠粘劑、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂 膠粘劑或尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂膠粘劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀作為胺基樹(shù)脂膠粘 劑改良劑的應(yīng)用，其特征在于：加入尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂沉淀前先將胺基樹(shù) 脂膠粘劑中的脲醛樹(shù)脂膠粘劑或尿素-三聚氰胺-甲醛三元共聚樹(shù)脂膠粘劑的pH值調(diào)至 4. 5,三聚氰胺甲醛樹(shù)脂膠粘劑的pH值不做調(diào)整。
【文檔編號(hào)】C09J161/28GK104151512SQ201410340151
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】韓書(shū)廣, 晏少俠, 周兆兵, 崔舉慶, 黃潤(rùn)州, 賈翀, 徐朝陽(yáng), 周曉燕, 盧曉寧, 曹平祥 申請(qǐng)人:南京林業(yè)大學(xué)