2010-03-28 22:35:39 阅读6 评论0 字号:大中小
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的
脲醛树脂存在着初粘差、收缩大、脆性大、不耐水、易老化、游离甲醛和固化放出甲醛污染环境,损害健康等缺点,必须对其进行改性,提高性能,扩大应用。现将改性途径简介一下。
1、提高初粘性
提高脲醛树脂的初粘性,可加入聚乙烯醇、聚乙二醇、羟甲基纤维素等,但价格较高,选用淀粉类物质最为合适,尤其是淀粉在脲醛树脂合成开始就加入,效果更好。在合成过程中淀粉可能发生水解作用,生成各种糊精等,由于淀粉相对分子质量很大,溶解后粘度也很大,加入少量就可制得粘度较大的脲醛树脂。同时淀粉分子链上的羟基、羟甲基以及因水解产生的醛基等可能参与脲醛树脂的合成反应,不仅提高了初粘性,而且粘接强度和储存稳定性也有提高。
2、改进耐水性
在合成脲醛树脂时加入少量的三聚氰胺、苯酚、间苯二酚、烷基胺、糖醛等都能有效地改进脲醛树脂的耐水性。加入硫酸铝、磷酸铝等到作为交联剂,也可明显提高耐水性。在调胶时加入木粉、面粉、豆粉、氧化铁、膨胀土等填料,也能提高耐水性。
在碱性介质(PH>8.5)条件下,加入三聚氰胺经过加成、缩聚反应阶段,将结构稳定的三嗪环引入树脂分子中,使固化后树脂的耐水性大为提高。一般的配方和工艺为尿素:甲醛=1:(1.4~1.6),三聚氰胺加入量为尿素总量的5%~10%。具体工艺是:
(1)、将甲醛加入反应釜中,用30%氢氧化钠的溶液调PH值7.5~8.5加入{dy}批尿素和三聚氰胺。
(2)、在40~50min内升温至89~910C,保持30min
(3)、用20%氯化铵溶液调PH值为4.8~5.0保持60min
(4)、以30%氢氧化钠溶液调节PH值为7.0~7.5,并通冷水冷却加入第二批尿素。
(5)、降温至350C,出料。
所制得的脲醛树脂外观为乳白色粘性液体,粘度250~500mpa.s,固体含量为49~51游离甲醛《1%PH值7。0~7。5 为改善储存稳定性,一般把甲醛分多次加入再用甲醇或乙醇进行醚化,适当降低树脂活性。
采用苯酚改性脲醛树脂,在树脂中引入苯环结构,封闭了树脂的吸水基团,使树脂的耐水性和耐老化性xxxx。也可将间苯二酚或三聚氰胺加入固化剂组分之中,还可将丙烯酸酯共聚乳液与脲醛树脂共混都可以提高耐水性。
3、改善脆性
为了降低脆性,提高韧性可加入聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛溶液、聚醋酸乙烯乳液、VAE溶液等,同时也可提高初粘性和耐老化性。
配方:尿素(98%) 80+20 氢氧化钠(40%) 适量
甲醛溶液(37%)212 醋酸(20%) 适量
聚乙烯醇({bfb}) 2
将甲醛溶液加入反应釜内开动搅拌,用氢氧化钠溶液调PH值8.2~8.4,然后加入{dy}批尿素和聚乙烯醇。
4、减小收缩性
脲醛树脂固化收较大,容易产生裂纹,胶层产生内应力,使粘度强度下降。为了降低脲醛树脂固化时的收缩率,通常向树脂胶液中加入一些填充剂,如面粉、淀粉、血粉和a-纤维素粉、木粉、豆粉等。糖醇树脂改性脲醛树脂对防止因固化收缩引起的裂纹最为有效。
5 、提高粘接强度
采用多元复合添加剂如聚乙烯醇和苯酚,可改善脆性,提高耐水性和粘接强度。再采用中性-弱酸-弱碱复合工艺,在中温下进行反应,制得的脲醛树脂剪切强度是原脲醛胶的10倍以上,耐水性和耐沸性大为提高。
6、降低游离甲醛含量
脲醛树脂胶液中总会含有一定数量的游离甲醛,在使用时会渐挥发,刺激味大,污染环境危害健康,应尽量减少游离甲醛的含量可采用如下措施。
(1)、尽量降低尿素与甲醛的摩尔比,因摩尔比越小,游离甲醛含量越少,当尿素与甲醛摩尔比为1:(1.3~1.4)时,游离甲醛含量可降至0.4%以下。必须注意尿素用量过多,树脂水溶性下降,会导致胶液稳定性变差。
(2)、采用多次缩聚工艺和中低温合成工艺,在合成树脂过程中尿素分批加入。实际操作可采用2次、3次、4次缩聚工艺,能使游离甲醛降至1.2%以下但是储存期较短通常只有1个月。
(3)、加入甲醛捕捉剂或称捕醛剂,在缩聚反应结束后,加入一些与甲醛结合的物质,如尿素、苯酚、间苯二酚、三聚氰胺、硫脲、变性淀粉、聚丙烯酰胺、糖醇树脂等,可降低游离甲醛含量,但会影响胶液稳定性。{zx1}发现硫脲作用甲醛结合剂效果{zh0},制得的树脂无色透明,甲醛含量可降至1%以下,且胶液储存期长,可超过1年。
(4)、补加少量甲醇,可进一步降低游离甲醛含量。
(5)、在树脂合成结束后,加入过氧化氢,过硫酸盐等氧化剂,将甲醛氧化成甲酸
7、增加稳定性
脲醛树脂不太稳定,短期粘度就会增大,以致凝胶。这与聚合度有关,聚合度越大,树脂的水溶性越差,其结果是胶液粘度增大,储存期短,树脂的聚合度受温度影响较为显著,必须控制适当,当PH值为6.0~8.0时,反应温度为90~1000C;当PH值为5.0~6.0时,反应温度为70~900C。
另外,脲醛树脂的稳定性还与缩聚分子中的-NH2基数量有关,它主要取决于尿素与甲醛的摩尔比,甲醛用量多,-NH2基数量减少,但却带来固化困难、耐水性差、粘接强度低等不良后果,通常尿素与甲醛的摩尔比控制在1:1.4~1:2.0。
还有添加5%的甲醇可抑制粘度上升而增加胶液储存的稳定性。
原料质量对脲醛树脂的稳定性也有一定影响,缩二脲含量超过1%时,储存2个月后粘接强度明显降低。
[配方]
工业甲醛(36%)
960
尿素(含氮量46.6%)
370
氢氧化钠(30%)
适量
甲酸(20%)
适量
[制法]
将甲醛投入反应釜中,开动搅拌器后,用氢氧化钠溶液调pH为7.5。加热至40℃时,加入占总量3/4的尿素,在50~60分钟内将温度升至90℃,保持20分钟。
加入第二次尿素(占尿素总量的1/4),温度保持有90℃,反应40分钟。用甲酸调pH为5.3~5.6,于90℃保温30分钟,之后逐渐升温至97℃。此后每隔5分钟测一次粘度。当炽度达到要求后,立即用氢氧化钠溶液调pH为7.5~8。
真空脱水。当脱水量达到甲醛含水量的65%时,停xx水。降温,同时用氢氧化钠溶液调pH为7~8。当降温至50℃时放料。
[说明]
反应过程中,体系温度和pH值的控制是其成功的关键。特别是用甲酸调酸度时,不能调至5.3以下。
产品的粘度是否符合要求是粘合剂能否满足压铸成型工艺要求的一个重要指标。一般要依产品和铸成型温度而适当调整。 出料时粘合剂的pH值,要根据气候和存放时间等因素做适当的调整。
博主(QQ:1409021558)评论:
脲醛树脂胶粘剂本身就存在着一些缺点,况且由于许多胶厂的工艺和配方落后,更由于一些胶厂为了降低生产成本获得更高利润,少用甚至不用聚乙烯醇和三聚氰胺等价贵的有机改性剂,尤其是无竞争的非人造板基地的胶厂,就造成了脲醛胶的质量很差,即固含量低,粘度小,初粘性小,成膜性差,预压时间长,胶合强度低和甲醛不稳定等,胶合板厂仅仅通过加大面粉使用量,即主要通过提高固含量的方法,来xx以上的不利方面,不仅质量较差,而且成本也高,对此一些先进的胶合板厂有何良策呢?有的便开始意识到脲醛胶和胶改性的重要性,在厂内和胶时使用改性剂或添加剂予以改性,以提高胶黏剂的综合性能。至于改性,无非有机和无机改性两种,有机改性是最常用的,虽然效果{zj0},但是成本较高,并不能广泛推广应用之,而目前蒸蒸日上的无机改性,虽有一定门槛,但是价格相对低廉,很有广泛推广应用的潜力,当然如果做xx胶合板,{zh0}还是以有机为主,无机为辅{zj0},这样既提高了板的档次,又降低了板的成本!值得关注的是,为了{zd0}限度地强化成膜预压,我中心也推出了一国家专利产品:环保胶有机预压促进剂,不仅能较好地解决已困扰板厂多年的难题,而且因是速溶粉末状的而操作简便,其价格低用量少预压快,目前在和胶领域内,处于国内{lx1}水平!
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