前 言
脲醛树脂(UreaFormaldehydeResin)是以尿素和甲醛经缩聚反应而制得的热固型树脂。目前广泛用于木材加工及涂饰行业,尤其是作为胶粘剂用于刨花板、胶合板、纤维板等木材工业中,占该行业胶粘剂总用量的80%以上,但是随着应用领域的不断扩展,UF胶质量受到人们的普遍关注。我们研制出一种新型的用于人造板的UF胶,该胶的游离甲醛含量为0 3%~0 6%,其综合性能优于同类产品。
1 实 验
1.1 主要试剂
尿素,工业品;甲醛,分析纯;盐酸,化学纯;NaOH,化学纯;三聚氰胺,化学纯;六亚甲基四胺,化学纯;聚乙酸乙烯酯,市售;NH4Cl,化学纯;PVA,市售。
1.2 反应
将配方中的甲醛溶液全部加入到三颈反应瓶中,搅拌并加入第一批尿素和三聚氰胺,调节pH=8 0~8 5,反应温度85℃,反应30~40min;调pH=5 0左右,加入第二批尿素和PVA,反应温度为,85℃,保温40~60min;达到所需粘度后调pH=7 5~8 0,加入第三批尿素,继续反应约20min,降温出料即得树脂。然后按一定的配比加入聚乙酸乙烯酯和一些助剂,并加入约0 5%的固化剂,调制均匀后待用。
1.3 性能测试
游离甲醛含量:按化工部标准HG4-1238-79测定。胶液的稳定性:观察在25±2℃条件下胶液的变化状况。剪切强度及耐水性的测定:用加了固化剂的胶液分别涂于两块长70mm、宽20mm、厚5mm左右的小木片的一端,然后重压涂胶部位,施加压力,在120℃的烘箱中固化1h后取出,在拉力机上测量它的剪切强度(GB-9846)
2 结果与讨论
2.1 尿素与甲醛摩尔比对树脂性能的影响
脲醛树脂是在羟甲基脲衍生物的基础上,经失水缩聚而成。分两个阶段,第一阶段是碱性加成生成一羟、二羟和三羟甲基脲,第二阶段是羟甲基脲的酸性缩合,尿素与甲醛的摩尔比不同对缩聚反应速度、产品的结构和性能有很大影响,随着U/F的摩尔比的降低,UF树脂中游离甲醛含量明显增加,如表1所示。
2.2 改性剂的影响
三聚氰胺的加入,可以有效捕捉多余的游离甲醛,同时三聚氰胺引入三氮杂环,减少亲水-OH和-CO-NH-基团的数量,增加胶的强度和耐水性。加入PVA与甲醛生成聚乙烯醇缩甲醛,可以改善胶的初粘性,抑制亚甲脲白色沉淀物的生成,也能增加强度和耐水性。
2.3 聚乙酸乙烯酯的加入对UF树脂胶性能的影响
聚乙酸乙烯酯的初始强度较高,并且聚合物的微粒较大,在木材多孔材料粘合中,不易产生渗析而造成缺胶或透胶现象,UF树脂胶中加入聚乙酸乙烯酯可使胶剪切强度有所提高,而且随着加入量的增加,提高的程度也越大,见图1。此外聚乙酸乙烯酯的吸水率大大低于脲醛树脂,从而使胶膜的耐水性能得到有效的改善。见图2。
3 结 论
(1)生产中尿素分3次投料,每次投料量不同,使反应进行得较完全,游离甲醛质量分数降低。
(2)选用三聚氰胺进行改性,可使树脂中游离甲醛含量降低,同时提高它的耐水性;
(3)聚乙酸乙烯酯的加入,对胶膜剪切强度有所提高,而胶膜的吸水率有效地下降。 |