一种环保板材用脲醛树脂的制备方法与流程

1.本发明涉及脲醛树脂生产技术领域，尤其涉及一种环保板材用脲醛树脂的制备方法。


背景技术：

2.脲醛树脂胶粘剂由于胶合强度好，使用方便，原料易得，成本低廉等特点，被广泛用于人造板生产中，成为最重要的木材胶粘剂品种。随着人造板工业和家具工业发展，企业对脲醛树脂及其应用后的最终效果，不断提出更高的要求。脲醛树脂存在的主要问题也暴露出来，耐水性差，耐老性差，尤其是游离甲醛含量偏高，对人类的健康造成危害，会刺激皮肤和呼吸道粘膜，被认为是致癌物质。
3.因此，在改善脲醛树脂自身缺陷的基础上，需要提高脲醛树脂的功能性，以提高脲醛树脂的市场竞争力。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种游离甲醛低、环保高能的环保板材用脲醛树脂的制备方法。
5.为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
6.一种环保板材用脲醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
7.(1)将聚乙烯醇溶解入甲醛中，加入第一批氨水和第一批尿素，升温反应，得到第一反应液；
8.(2)将纳米壳聚糖溶于水中，室温超声震荡，得到辅液a；
9.(3)将第一反应液ph调至5.0-5.5，添加第二批尿素及辅液a，继续反应，得到第二反应液；
10.(4)将硅盐溶于乙醇溶液中，滴加氨水，室温超声震荡，得到辅液b；
11.(5)将第二反应液ph调至7.0-7.5，添加三聚氰胺、第三批尿素及辅液b，继续反应，得到环保板材用脲醛树脂。
12.较佳地，所述甲醛、聚乙烯醇、第一批氨水及第一批尿素的摩尔比为：10：0.03-0.05：0.3-0.8：2-4。
13.较佳地，在步骤(1)，所述反应的温度为90-95℃。
14.较佳地，所述甲醛与第二批尿素及辅液a的摩尔比为10：1.8-2.5：0.1-0.5。
15.较佳地，在步骤(3)，所述反应的温度为80-85℃。
16.较佳地，所述硅盐为硅盐为甲基三乙氧基硅烷或十六烷基三甲氧基硅烷。
17.较佳地，所述硅盐与乙醇的摩尔比为1：25-30。
18.较佳地，所述甲醛、三聚氰胺、第三批尿素及辅液b的摩尔比为：10：1-5：2-5：0.1-0.5。
19.较佳地，在步骤(5)，所述反应的温度为55-70℃。
20.较佳地，所述热稳定剂为硫醇甲基锡。
21.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
22.(1)本发明通过利用聚乙烯醇、壳聚糖共同对脲醛树脂进行改性，聚乙烯醇与甲醛在酸性条件下反应生成聚乙烯醇缩甲醛，改善了脲醛树脂的结构，提高了脲醛树脂的初粘性；壳聚糖的氨基可对甲醛进行吸附，极大减少脲醛树脂中甲醛的含量；
23.(2)本发明通过添加溶胶型纳米二氧化硅，利用亲水二氧化硅的羟基与脲醛树脂结合，即改善脲醛树脂结构的同时，还可以有效提高脲醛树脂的耐磨性、稳定性等机械性能，游离甲醛含量低，高效环保；
24.(3)本发明制备的脲醛树脂游离甲醛低，耐水耐热性能好，环保高能，综合性能优异。
具体实施方式
25.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
26.实施例1
27.一种环保板材用脲醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
28.(1)将聚乙烯醇溶解入甲醛中，加入第一批氨水和第一批尿素，升温至92℃反应，得到第一反应液；其中，甲醛、聚乙烯醇、第一批氨水及第一批尿素的摩尔比为：10：0.04：0.6：3；
29.(2)将纳米壳聚糖溶于水中，室温超声震荡，得到辅液a；
30.(3)将第一反应液ph调至5.2，添加第二批尿素及辅液a，降温至82℃继续反应，得到第二反应液；其中，甲醛与第二批尿素及辅液a的摩尔比为10：2.0：0.3；
31.(4)将甲基三乙氧基硅烷溶于乙醇溶液中，滴加3-5滴氨水，室温超声震荡，得到辅液b；甲基三乙氧基硅烷与乙醇的摩尔比为1：28；
32.(5)将第二反应液ph调至7.3，添加三聚氰胺、第三批尿素及辅液b，继续反应60℃，得到环保板材用脲醛树脂；所述甲醛、三聚氰胺、第三批尿素及辅液b的摩尔比为：10：3：3：0.4。
33.实施例2
34.一种环保板材用脲醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
35.(1)将聚乙烯醇溶解入甲醛中，加入第一批氨水和第一批尿素，升温至90℃反应，得到第一反应液；其中，甲醛、聚乙烯醇、第一批氨水及第一批尿素的摩尔比为：10：0.04：0.6：3；
36.(2)将纳米壳聚糖溶于水中，室温超声震荡，得到辅液a；
37.(3)将第一反应液ph调至5.0，添加第二批尿素及辅液a，降温至80℃继续反应，得到第二反应液；其中，甲醛与第二批尿素及辅液a的摩尔比为10：2.0：0.3；
38.(4)将甲基三乙氧基硅烷溶于乙醇溶液中，滴加3-5滴氨水，室温超声震荡，得到辅液b；甲基三乙氧基硅烷与乙醇的摩尔比为1：28；
39.(5)将第二反应液ph调至7.0，添加三聚氰胺、第三批尿素及辅液b，继续反应55℃，得到环保板材用脲醛树脂；所述甲醛、三聚氰胺、第三批尿素及辅液b的摩尔比为：10：3：3：0.4。
40.实施例3
41.一种环保板材用脲醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
42.(1)将聚乙烯醇溶解入甲醛中，加入第一批氨水和第一批尿素，升温至95℃反应，得到第一反应液；其中，甲醛、聚乙烯醇、第一批氨水及第一批尿素的摩尔比为：10：0.04：0.6：3；
43.(2)将纳米壳聚糖溶于水中，室温超声震荡，得到辅液a；
44.(3)将第一反应液ph调至5.5，添加第二批尿素及辅液a，降温至80℃继续反应，得到第二反应液；其中，甲醛与第二批尿素及辅液a的摩尔比为10：2.0：0.3；
45.(4)将甲基三乙氧基硅烷溶于乙醇溶液中，滴加3-5滴氨水，室温超声震荡，得到辅液b；甲基三乙氧基硅烷与乙醇的摩尔比为1：28；
46.(5)将第二反应液ph调至7.5，添加三聚氰胺、第三批尿素及辅液b，继续反应70℃，得到环保板材用脲醛树脂；所述甲醛、三聚氰胺、第三批尿素及辅液b的摩尔比为：10：3：3：0.4。
47.实施例4
48.本实施例与实施例1的区别在于：将甲基三乙氧基硅烷替换为十六烷基三甲氧基硅烷，其它工艺参数保持不变。
49.实施例5
50.本实施例与实施例1的区别在于：在步骤(1)，甲醛、聚乙烯醇、第一批氨水及第一批尿素的摩尔比为：10：0.03：0.3：2，其它工艺参数保持不变。
51.实施例6
52.本实施例与实施例1的区别在于：在步骤(1)，甲醛、聚乙烯醇、第一批氨水及第一批尿素的摩尔比为：10：0.05：0.8：4，其它工艺参数保持不变。
53.实施例7
54.本实施例与实施例1的区别在于：在步骤(2)，甲醛与第二批尿素及辅液a的摩尔比为10：1.8：0.1，其它工艺参数保持不变。
55.实施例8
56.本实施例与实施例1的区别在于：在步骤(2)，甲醛与第二批尿素及辅液a的摩尔比为10：2.5：0.5，其它工艺参数保持不变。
57.实施例9
58.本实施例与实施例1的区别在于：在步骤(5)，甲醛、三聚氰胺、第三批尿素及辅液b的摩尔比为：10：1：2：0.1，其它工艺参数保持不变。
59.实施例10
60.本实施例与实施例1的区别在于：在步骤(5)，甲醛、三聚氰胺、第三批尿素及辅液b的摩尔比为：10：5：5：0.5，其它工艺参数保持不变。
61.上述的实施例获得的环保板材用脲醛树脂，胶黏剂的固体含量、固化时间和游离甲醛含量等指标，结果如下表1所示：
62.表1环保板材用脲醛树脂的性能指标
63.实施例固体含量(％)固化时间(s)游离甲醛含量(％)1551050.042501100.083521130.064531080.055501150.066501200.107531180.128551220.059521500.0810481180.10
64.选取实施例1、实施例5及实施例6制备得到的环保板材用脲醛树脂胶合后测定胶合强度指标，如表2所示。
65.表2环保板材用脲醛树脂胶合强度指标
66.实施例实施例1实施例2实施例3胶合强度3.52.62.3
67.从上表可知，本发明制备得到的环保板材用脲醛树脂游离甲醛含量为0.04-0.12％，用于生产板材，经抽样检测结果得出游离甲醛含量为0.3mg/l，胶合强度符合国标要求，具有良好的应用前景。
68.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。