低醛防霉脲醛树脂胶黏剂的生产方法

xiaoxiao2020-11-9  4

低醛防霉脲醛树脂胶黏剂的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种脲醛树脂胶黏剂,特别是防霉性能好、甲醛残留量低的脲醛树脂 胶黏剂,并涉及到其的生产方法。
【背景技术】
[0002] 木材是一种天然高分子材料,具有其它任何材料无法比拟的视觉、触觉和听觉等 环境学特性。随着我国经济的快速发展和人民生活质量的迅速提高,人们对天然木质材料 的需求越来越多。近年来,实木复合地板、胶合板和细木工板及其家具和室内装饰装修材料 等木质制品在人类生活空间中的使用也越来越广泛。 然而,绝大部分木质制品使用了甲醛类胶黏剂,最常用的胶黏剂是脲醛树脂或改性脲 醛树脂。脲醛树脂或改性脲醛树脂的生产原料之一是甲醛,因此木质制品均不可避免的释 放甲醛。甲醛对人体的鼻粘膜、视网膜、呼吸道及肝脏都有刺激作用,长期在15Xl(r3mg/ L的高浓度甲醛含量的环境中工作和生活,会出现过敏、头晕、易疲劳、呕吐等甲醛中毒症 状,严重者会致病,甚至致癌。
[0003] 木质制品经如果在下雨天不及时保持通风,很容易因为空气湿度而变形,甚至有 发霉、腐坏等情形,导致室内霉气味严重,且木质制品的耐水性差,吸湿后因产生膨胀力差 异而使板材翘曲变形。因此如何提高脲醛树脂的耐水性、降低甲醛残留量,除去木地板的异 味,成为木板行业发展首要解决的问题。

【发明内容】

[0004] 本发明的目的是提供一种耐水性优良、无异味、甲醛残留量低的脲醛树脂胶黏剂; 本发明的另一个目的是公开这种胶黏剂的生产方法。
[0005] 本发明的技术方案是: 低醛防霉脲醛树脂胶黏剂,其原料和重量份数包括: 尿素 66份; 甲醛 36~42份; 吸附剂 5~12份; 填料 20~30份; 羟基丙烯酸酯树脂 3. 5~6份; 防虫剂 2~5份。
[0006] 该低醛防霉脲醛树脂胶的生产方法是首先制备脲醛树脂,甲醛为一次性投料,尿 素分三次投料;脲醛树脂的生产分成预聚合、聚合和聚合后期三个阶段,在聚合阶段加入 羟基丙烯酸酯树脂,聚合后期结束后将改性脲醛树脂放入行星式搅拌机中,加入吸附剂、填 料、防虫剂混合均匀,再用三辊研磨机研磨20~30min,得到低醛防霉脲醛树脂。
[0007] 所述的预聚合阶段:在聚合反应釜中一次性加入甲醛溶液,用30%的氢氧化钠溶 液调pH值至8. 5~9,加入第1批尿素,恒温80~82°C保持35~37min。用甲酸调节pH 值至5. 5~6,在80~82°C下反应35~40min。当达到所需黏度22~24Pa.s时,用30% 的氢氧化钠溶液将pH值调节为8~8. 2。
[0008] 所述的聚合阶段:预聚合阶段结束,加入第2批尿素和3. 5~6份羟基丙烯酸酯 树脂,在80~82°C温度下保持30~32min,冷却至70~72°C,调pH值至6~6. 2,并在 70~72°C下反应30~32min。
[0009] 所述的聚合后期阶段:升温至80~82°C,加入第3批尿素,在80~82°C下反应 35~45min。三个阶段反应结束后,尿素与甲醛物质的量总比值=1:1. 2~1.4。降温至 室温,得到改性脲醛树脂。
[0010] 聚合后期阶段或者采用过滤,除去不容物,得到改性脲醛树脂,将其放入行星式搅 拌机中,加入5~12份吸附剂、20~30份填料和2~5份防虫剂混合均匀,再用三辊研磨 机研磨20~30min,得到低醛防霉脲醛树脂。
[0011] 所述的吸附剂为过300目筛的活性炭粉和竹炭粉中的一种或两种;活性炭粉和竹 炭粉的比表面积大,具有超强的防潮效果,以吸收空气中的水分,避免木材主体有发霉、腐 坏等情形。
[0012] 所述的填料的主要组成为面粉、淀粉、滑石粉和膨胀土中的任一种或一种以上的 复配物;填料可以稀释胶黏剂主要成分的分量,降低生产成本,并且对提高胶黏剂与基材的 胶合强度起到关键作用。
[0013] 所述的羟基丙烯酸酯树脂选用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸及丙烯酸羟 乙酯单体,以乳液聚合的半连续法合成。丙烯酸酯树脂按设计的羟基单体占总单体量的质 量分数为4%。羟基丙烯酸酯树脂本身具有优良的黏结性和耐水性,其羟基又可与脲醛树脂 缩聚物中的活性基团反应,能降低胶层固化后保留的亲水基团量,并可与木材上的羟基、羟 甲基发生化学反应形成化学键,提高胶层耐水性,同时降低脲醛树脂中的游离甲醛。
[0014] 所述的防虫剂为氯氰菊脂、氰戊菊脂、氯菊脂、联苯菊脂和苯氰菊脂中的一种或两 种以上。甲醛的水溶液称为福尔马林,是一种高效杀菌消毒剂,亦可作为防腐剂使用。木质 制品的甲醛残余量的降低,使得蠢虫、白蚁等害虫蛀蚀人造板的现象频颁发生。因此,在改 性脲醛树脂中加入一定量的防虫剂。本发明所述防虫剂为拟除虫菊脂类防虫剂,且所述的 拟除虫菊脂类防虫剂呈微胶囊形态,此形态的拟除虫菊脂类防虫剂性能稳定,防虫效果持 久,不影响胶粘剂的胶合强度,在胶粘剂中分散均匀,能随胶液向木材内部渗透,使产品保 有一定的载药量、达到长效防虫的功能,更重要的是,拟除虫菊酪类防虫剂高效低毒,具有 一定的防腐性能。
[0015] 与现有技术相比,本发明产生的积极效果是: 1.本发明的脲醛树脂的生产采用弱碱-弱酸三步加料法,聚合反应速率始终保持平 稳,避免了聚合反应凝胶效应的产生,且在聚合阶段加入羟基丙烯酸酯树脂,丙烯酸酯树脂 中的羟基有利于与羟甲基脲上的氨基反应生成亚甲基键,从而减少了脲醛树脂中醚键的含 量,故用高羟基的丙烯酸酯树脂改性,得到低醛脲醛树脂。
[0016] 2.本发明的低醛防霉脲醛树脂胶黏剂在改性脲醛树脂上加入过300目筛的活性 炭粉或竹炭粉或两者的混合物;活性炭粉和竹炭粉细密多孔,具有超强的防潮能力,能吸收 空气中的水分,避免木材主体有发霉、腐坏等现象;还具有分解异味除美杀菌的功能,如能 吸收木质制品中甲醛、苯、二甲苯、氢气等有害气体。
[0017] 3.如用本发明的胶黏剂胶合各人造板还能防止虫蛀、有效抑制霉菌、微生物的繁 衍,并同时能产生负离子,使空气更新鲜,让人感受倘详于大自然的森林中一般,心神无限 舒畅,还可防止空调病的发生。
[0018] 4.本发明采用的原料经济成本低。
[0019]
【具体实施方式】: 实施例1 改性脲醛树脂的生产方法: 预聚合阶段:在聚合反应釜中一次性加入甲醛溶液,用30%的氢氧化钠溶液调pH值至 8. 5~9,加入第1批尿素,恒温80~82°C保持35~37min。用甲酸调节pH值至5. 5~ 6,在80~82°C下反应35~40min。当达到所需黏度22Pa.s时,用30%的氢氧化钠溶液将 pH值调节为8~8.2 ; 聚合阶段:预聚合阶段结束,加入第2批尿素和3. 5份羟基丙烯酸酯树脂,在80~82°C温度下保持30~32min,冷却至70~72°C,调pH值至6~6. 2,并在70~72°C下反应 30 ~32min; 聚合后期阶段:升温至80~82 °C,加入第3批尿素,在80~82 °C下反应35~40min。 在三个阶段反应结束后,尿素与甲醛物质的量总比值=1 :1. 2,即一共加入66份 尿素和36 份甲醛。降温至室温,得到改性脲醛树脂; 经试验,本发明的胶黏剂合成的人造板在气温为15°C、相对湿度多85%的环境下,7h发生霉变,霉变指数为11级。
[0020] 实施例2 改性脲醛树脂的生产方法: 预聚合阶段:在聚合反应釜中一次性加入甲醛溶液,用30%的氢氧化钠溶液调pH值至 8. 5~9,加入第1批尿素,恒温80~82°C保持35~37min。用甲酸调节pH值至5. 5~ 6,在80~82°C下反应35~40min。当达到所需黏度23Pa.s时,用30%的氢氧化钠溶液将 pH值调节为8~8.2 ; 聚合阶段:预聚合阶段结束,加入第2批尿素和4份羟基丙烯酸酯树脂,在80~82°C温 度下保持30~32min,冷却至70~72 °C,调pH值至6~6. 2,并在70~72 °C下反应30~ 32min; 聚合后期阶段:升温至80~82°C,加入第3批尿素,在80~82°C下反应35~40min。 在三个阶段反应结束后,尿素与甲醛物质的量总比值=1 :1. 3,即一共加入66份尿素和39 份甲醛。降温至室温,得到改性脲醛树脂; 经试验,本发明的胶黏剂合成的人造板在气温为15°C、相对湿度多85%的环境下,8h发生霉变,霉变指数为10级。
[0021] 实施例3 改性脲醛树脂的生产方法: 预聚合阶段:在聚合反应釜中一次性加入甲醛溶液,用30%的氢氧化钠溶液调pH值至 8. 5~9,加入第1批尿素,恒温80~82°C保持35~37min。用甲酸调节pH值至5. 5~6, 在80~82°C下反应35~40min。当达到所需黏度24Pa.s时,用30%的氢氧化钠溶液将pH 值调节为8~8.2 ; 聚合阶段:预聚合阶段结束,加入第2批尿素和6份羟基丙烯酸酯树脂,在80~82°C温 度下保持30~32min,冷却至70~72 °C,调pH值至6~6. 2,并在70~72 °C下反应30~ 32min; 聚合后期阶段:升温至80~82°C,加入第3批尿素,在80~82°C下反应35~40min。 在三个阶段反应结束后,尿素与甲醛物质的量总比值=1 :1. 4,即一共加入66份尿素和42 份甲醛。降温至室温,得到改性脲醛树脂; 经试验,本发明的胶黏剂合成的人造板在气温为15°C、相对湿度多85%的环境下,9h发生霉变,霉变指数为9级。
[0022] 对比例1 低醛防霉脲醛树脂的生产方法: 实施例1得到的改性脲醛树脂,将其放入行星式搅拌机中,加入5份过300目筛的活性 炭粉、20份面粉和2份氯氰菊脂混合均匀,再用三辊研磨机研磨20~30min,得到低醛防霉 脲醛树脂; 经试验,本发明的胶黏剂合成的人造板在气温为15°C、相对湿度多85%的环境下,20h也不发生霉变,霉变指数为2级。
[0023] 对比例2 低醛防霉脲醛树脂的生产方法: 实施例2得到的改性脲醛树脂,将其放入行星式搅拌机中,加入9份过300目筛的竹炭 粉、25份淀粉和3份氰戊菊脂混合均匀,再用三辊研磨机研磨20~30min,得到低醛防霉脲 醛树脂; 经试验,本发明的胶黏剂合成的人造板在气温为15°C、相对湿度多85%的环境下,21h也不发生霉变,霉变指数为1级。
[0024] 对比例3 实施例3得到改性脲醛树脂,将其放入行星式搅拌机中,加入7份过300目筛的活性 炭粉、5份过300目筛的竹炭粉、30份滑石粉和5份氯菊脂混合均匀,再用三辊研磨机研磨 20~30min,得到低醛防霉脲醛树脂; 经试验,本发明的胶黏剂合成的人造板在气温为15°C、相对湿度多85%的环境下,22h也不发生霉变,霉变指数为〇级。
[0025] 按照GB18580-2001《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放量限量》对 实施例中的胶黏剂测定甲醛的释放量,霉变指数由试验得知,两者的结果如下表所示:
【主权项】
1. 低醛防霉脲醛树脂胶黏剂,其特征在于,包括以下重量份数的原料: 尿素 66份; 甲醛 36~42份; 吸附剂 5~12份; 填料 20~30份; 羟基丙烯酸酯树脂 3. 5~6份; 防虫剂 2~5份; 所述的吸附剂为过300目筛的活性炭粉和竹炭粉中的任一种或两种; 所述的填料的主要组成为面粉、淀粉、滑石粉和膨胀土中的任一种或一种以上的复配 物; 所述的羟基丙烯酸酯树脂选用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和丙烯酸羟乙酯 单体,以乳液聚合的半连续法合成; 所述的防虫剂为氯氰菊脂、氰戊菊脂、氯菊脂、联苯菊脂和苯氰菊脂中的一种或两种以 上。
2. 权利要求1所述的低醛防霉脲醛树脂胶黏剂的生产方法,其特征在于,首先制备改 性脲醛树脂,生产过程分成预聚合、聚合和聚合后期三个阶段: 预聚合阶段:在聚合反应釜中一次性加入甲醛溶液,用30%的氢氧化钠溶液调pH值至 8. 5~9,加入第1批尿素,恒温80~82°C保持35~37min,用甲酸调节pH值至5. 5~6, 在80~82°C下反应35~40min;当达到所需黏度22~24Pa.s时,用30%的氢氧化钠溶液 将pH值调节为8~8.2 ; 聚合阶段:预聚合阶段结束,加入第2批尿素和3. 5~6份羟基丙烯酸酯树脂,在80~ 82°C温度下保持30~32min,冷却至70~72°C,调pH值至6~6. 2,并在70~72°C下反 应 30 ~32min; 聚合后期阶段:升温至80~82°C,加入第3批尿素,在80~82°C下反应35~45min, 三个阶段反应结束后,尿素与甲醛物质的量总比值=I: 1. 2~1. 4,降温至室温,得到改性 脲醛树脂。
3. 根据权利要求1所述的低醛防霉脲醛树脂胶黏剂的生产方法,其特征在于,聚合后 期阶段或者采用过滤,除去不容物,得到改性脲醛树脂以后,将其放入行星式搅拌机中,加 入5~12份吸附剂、20~30份填料和2~5份防虫剂混合均匀,再用三辊研磨机研磨20~ 30min,得到低醛防霉脲醛树脂。
【专利摘要】本发明提供了一种低醛防霉脲醛树脂胶黏剂,其原料和重量份数包括:尿素66份、甲醛36~42份、吸附剂5~12份、填料20~30份、羟基丙烯酸酯树脂3.5~6份和防虫剂2~5份。该低醛防霉脲醛树脂胶的生产方法是首先制备脲醛树脂,甲醛为一次性投料,尿素分三次投料;脲醛树脂的生产分成预聚合、聚合和聚合后期三个阶段,在聚合阶段加入羟基丙烯酸酯树脂,聚合后期结束后将改性脲醛树脂放入行星式搅拌机中,加入吸附剂、填料和防虫剂混合均匀,再用三辊研磨机研磨20~30min,得到低醛防霉脲醛树脂。通过这种方法,得到的脲醛树脂甲醛残留量低,胶合各人造板还能防止虫蛀、有效抑制霉菌、微生物的繁衍,并同时能产生负离子。
【IPC分类】C09J11-06, C09J11-08, C08G12-40, C09J11-04, C09J161-32
【公开号】CN104762043
【申请号】CN201510143434
【发明人】马云, 马广, 吴定超, 陈宏玲, 秦文雄
【申请人】广西宾阳县荣良新材料科技有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月30日

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