一種三聚氰胺改性脲醛膠及其生產方法技術

本發明專利技術公開了一種三聚氰胺改性脲醛膠及其生產方法，采用強酸?弱堿?弱酸?弱堿四步法，在不同酸堿性及溫度條件下分3次加入尿素、分2次加入三聚氰胺進行聚合反應而成，該配方及工藝較傳統配方工藝較好的提高了產品各項性能指標，同時還較傳統工藝縮短了聚合時間、減少了能源消耗。該三聚氰胺改性脲醛膠具有環保效果好、操作方便、不起泡不開膠等優點，用該膠制成的板材游離甲醛低、耐熱、耐潮，常溫水浸泡3～15天不開膠、100度沸水煮1～12小時不開膠、按要求施膠游離甲醛達到E0級。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及脲醛膠制備
，尤其是一種三聚氰胺改性脲醛膠及其生產方法，適用于居家裝飾板材如家用復合地板、家俱多層膠合板及細木工板的生產。
技術介紹
目前，廣西速豐林面積已超過2600萬畝，居全國第一位。強大的資源基礎，帶動全區木材生產、林板、林漿紙一體化項目快速推進。廣西成為全國最大的商品材生產基地。全區已興辦1萬多家木材加工企業，有的地方專門設立了木材加工園區，帶動了造林、采伐、運輸等相關產業發展，與此同時，木材深加工企業對膠粘劑的需求也不斷增大，而隨著社會的進步，對環保性能指標的要求也越來越高。脲醛樹脂膠粘劑(U F膠)是市場需求量最大的膠粘劑之一，被廣泛應用于木器加工、人造板材的生產及室內裝修等行業。但隨著人們對室內環境意識的日益提高及U F膠應用領域的擴大，脲醛樹脂膠粘劑存在的主要問題也暴露了出來：耐水性差、耐老化性差，尤其是游離甲醛含量偏高，對人的健康不利。多年以來人們采用各種方法對其進行改性，用三聚氰胺改性就是其中之一。采用強酸-弱堿-弱酸-弱堿合成法，但由于甲醛與尿素反應過程極為復雜，在不同工藝條件，如溫度、pH值及F/U量比下反應生成不同的基團及中間產品，并最終導致膠粘劑性能的巨大差異。因而，通過改變工藝條件可以制出能滿足不同人造板需求的膠粘劑。通過改進脲醛膠的結構以提高膠粘劑的物理力學性能以及環保性能，降低甲醛釋放量，比采用其它昂貴膠粘劑，更具有節能、降耗及經濟價值。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種甲醛釋放量和生產成本均較低，而性能又良好的適用于多層板、復合地板居家裝飾板材使用的三聚氰胺改性脲醛膠及其生產方法。本專利技術的技術方案是：一種三聚氰胺改性脲醛膠，采用以下原料及重量配比制成：農用尿素1600份、工業甲醛(37％)2400份、工業聚乙烯醇2～8份、工業三聚氰胺16～160份、聚乙烯醇縮乙醛0～1份、鹽酸(濃度為30-38％)4～6份燒堿2～3份。所述的三聚氰胺改性脲醛膠的生產方法，其特征在于，采用強酸-弱堿-弱酸-弱堿四步法，在不同酸堿性及溫度條件下分3次加入尿素、分2次加入三聚氰胺進行縮聚反應而成，具體操作步驟如下：(1)強酸階段：強酸階段：將重量濃度為37％的甲醛水溶液及聚乙烯醇投入反應釜中，開動攪拌器，加熱升溫，加入重量濃度為30％鹽酸將溶液pH值調整為2.0～2.5，溫度升至30～35℃時按總尿素量的50％緩慢均勻加入第一批尿素(時間控制在20～30min)，加入尿素聚合反應期間注意控制溫度于40±5℃，加入尿素結束后再聚合反應5～10min(溫度保持在45～55℃)；(2)弱堿一階段：強酸階段反應結束，立即用重量濃度為30％的氫氧化鈉水調節溶液pH值為8.5～9.0，按總尿素量的30％加入第二批尿素，攪拌均勻后按三聚氰胺總量的60％加入第一批三聚氰胺，升溫到94±2℃，保溫35±5min；(3)弱酸階段：弱堿一階段反應結束，用鹽酸調節溶液pH值為5.0～5.5，降溫到82±2℃，按總尿素量的20％加入第三批尿素，保溫35±5min；(4)弱堿二階段：當弱酸階段的反應結束，用30％的氫氧化鈉水調節溶液pH值為7.5～8.5，按三聚氰胺總量的40％加入第二批三聚氰胺，保溫35±5min后開始降溫，溫度降至40℃以下時出料。本專利技術的生產工藝的關鍵是在成本可控的情況下通過改進脲醛樹脂本身的結構以減少甲醛釋放量并保證居家裝飾板材的物理力學性能，較傳統配方工藝較好的提高了產品各項性能指標，同時還較傳統工藝縮短了聚合時間、減少了能源消耗。制造過程可概括分為強酸-弱堿-弱酸-弱堿四步驟，強酸階段的反應，目的是在樹脂中產生一定量的環狀結構(Uron環)，以此提高脲醛樹脂的耐水性、耐老化性、穩定性。專利技術人摒棄傳統三步法弱堿-弱酸-弱堿工藝(簡稱弱堿工藝)，改用四步法強酸-弱堿-弱酸-弱堿合成工藝制膠。本技術的敏感控制點主要集中在強酸及弱酸兩個階段，特別是在強酸條件下反應物對量比及停留時間較為敏感，在這個階段重點是要嚴格操作流程注意溫度、pH值、量比、加料速度及時間的控制，準確及時的掌握pH值及粘度的變化，在此階段為減緩聚合速度可以加
入一定量的穩定劑或阻聚劑。在強酸階段聚合反應順利獲得Uron環改性脲醛樹脂后，迅速調pH值到弱堿，此時聚合反應減弱，再通過三聚氰胺改性在弱堿-弱酸-弱堿環境下完成其它聚合增強脲醛樹脂膠粘劑物理力學性能、減少游離醛含量。另外，在改變傳統工藝原基礎上，強調反應時間、終點調配與控制，使尿醛反應更為徹底。該配方及工藝較傳統配方工藝較好的提高了產品各項性能指標，同時還較傳統工藝縮短了聚合時間、減少了能源消耗。穩定劑或阻聚劑可有可無，聚乙烯醇縮乙醛等穩定劑或阻聚劑是否加入及加入量多少取決于制膠人員的實際操作把控能力，操作純熟者無需加入助劑，反之則視實際情況加入一定量的助劑。根據本專利技術配方及工藝制成的改性脲醛膠，生產出的居家裝飾板材(含多層板、復合地板等)強度≥50Mpa、甲醛釋放量≤0.5mg/L。本專利技術配方及工藝制成的改性脲醛膠，還可以進一步通過脫水環節提高固體含量、減少游離甲醛釋放量。具體實施方式以下結合具體實施例來對本專利技術作進一步的描述。實施例1E0級復合地板環保改性尿醛膠，采用以下原料及重量配比制成：農用尿素1600份、質量百分濃度為37％工業甲醛2400份、工業聚乙烯醇5份、工業三聚氰胺120份、聚乙烯醇縮乙醛0.5份、質量百分濃度為30％鹽酸4～6份、燒堿2～3份。實施例2E0級多層膠合板脲醛膠，以重量份計，由以下組分組成：農用尿素1600份、質量百分濃度為37％工業甲醛2400份、工業聚乙烯醇3份、工業三聚氰胺32份、聚乙烯醇縮乙醛0.1份、質量百分濃度為30％鹽酸4～6份、燒堿2～3份。實施例3E0級細木工板脲醛膠，以重量份計，由以下組分組成：農用尿素1600份、質量百分濃度為37％工業甲醛2400份、工業聚乙烯醇2份、工業三聚氰胺16份、質量百分濃度為30％鹽酸4～6份、燒堿2～3份。實施例4實施例1至3的三聚氰胺改性脲醛膠的生產方法，采用強酸-弱堿-弱酸-弱堿四步法，在不同酸堿性及溫度條件下分3次加入尿素、分2次加入三聚氰胺進行縮聚反應而成，具體操作步驟如下：(1)強酸階段：將重量濃度為37％的甲醛水溶液及聚乙烯醇投入反應釜中，開動攪拌器，加熱升溫，加入重量濃度為30％鹽酸將溶液pH值調整為2.0～2.5，溫度升至30～35℃時按總尿素量的50％緩慢均勻加入第一批尿素(時間控制在20～30min)，加入尿素聚合反應期間注意控制溫度于40±5℃，加入尿素結束后再聚合反應5～10min(溫度保持在45～55℃)；強酸階段聚合反應生成一定量次甲基鍵含量遠高于羥甲基鍵的Uron環改性脲醛樹脂。(2)弱堿一階段：強酸階段反應結束，立即用質量百分濃度為30％的氫氧化鈉水溶液調pH8.5～9.0，按總尿素量的30％加入第二批尿素，攪拌均勻后按三聚氰胺總量的60％加入第一批三聚氰胺，升溫到94±2℃，保溫35±5min；強酸反應結束后迅速調到堿性環境有利于聚合反應的控制，同時生成一定量較為穩定的羥甲基脲。(3)弱酸階段：弱堿一階段反應結束，用質量百分濃度為30％鹽酸調pH5.0～5.5，降溫到82±2℃，按總尿素量的20％加入第三批尿本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三聚氰胺改性脲醛膠，其特征在于，該尿醛膠是采用以下原料及重量份配比制成：農用尿素1600份；重量百分含量為37％的工業甲醛2400份；工業聚乙烯醇2～8份；工業三聚氰胺16～160份；聚乙烯醇縮乙醛0～1份；質量濃度為30?38％鹽酸4～6份；和燒堿2～3份。

【技術特征摘要】
1.一種三聚氰胺改性脲醛膠，其特征在于，該尿醛膠是采用以下原料及重量份配比制成：農用尿素1600份；重量百分含量為37％的工業甲醛2400份；工業聚乙烯醇2～8份；工業三聚氰胺16～160份；聚乙烯醇縮乙醛0～1份；質量濃度為30-38％鹽酸4～6份；和燒堿2～3份。2.一種適用于根據權利要求1所述的三聚氰胺改性脲醛膠的生產方法，其特征在于，采用強酸-弱堿-弱酸-弱堿四步法，在不同酸堿性及溫度條件下分3次加入尿素、分2次加入三聚氰胺進行縮聚反應而成，包括步驟：(1)強酸階段：將重量濃度為37％的甲醛水溶液及聚乙烯醇投入反應釜中，開動攪拌、加熱升溫，加入重量濃度為30％鹽酸將溶液pH值調整為2.0～2.5，溫度升至30～35℃時按總尿素量的50％緩慢均勻加入第一批尿素(時間控制在2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：秦瑛，秦鑫，李維祥，李琪嘉，黃宇暉，
申請(專利權)人：秦瑛，
類型：發明
國別省市：廣西;45