[發明專利]氧化淀粉改性脲醛樹脂的制備方法

無效

• 申請號: 200710025593.7
• 申請日: 2007-08-07
• 公開（公告）號: CN101121774A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: 邱鳳仙;孫麗麗;楊冬亞
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C08G12/40
• 分類號: C08G12/40;C08G12/36
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及一種脲醛樹脂的改性制備技術，尤其是一種采用氧化淀粉改性脲醛樹脂的制備方法。所述的改性脲醛樹脂具有貯存穩定、耐熱性優異，游離甲醛含量低、羥甲基含量低、粘合強度好等性質。

背景技術

脲醛樹脂(UF)膠是在竹、木加工，紙張粘接，鋼化涂料等行業應用廣泛的一種膠粘劑，近年來，人們對環保型膠粘劑的需求量越來越大，而市售的UF樹脂黏合劑多是含有苯環、甲醛單體結構的高分子聚合物，這些有害成份在生產和實際應用過程中會慢慢的釋放出強烈的刺激性的有毒氣體，刺激眼睛和氣管，其中甲醛不僅對鼻粘膜、視粘膜及上呼吸道均有刺激作用，而且還會引起皮炎、肝臟病變、致癌及致突變等多種疾病。目前國內一些中小型企業生產和使用的脲醛樹脂膠粘劑中游離甲醛含量高達3～7％，這嚴重影響生產者和消費者的身心健康，也限制了其使用范圍。盡管目前關于脲醛樹脂的改性研究日新月異，并在一定的程度上取得了長足的進展，但是生產成本的高低和改性物質的結構是影響脲醛樹脂改性的第一要素，也是制約此類材料力學性能提高的瓶頸。因此為了克服這些缺點，已經有較多關于利用苯酚、聚乙烯醇、三聚氰胺、硫脲等改性劑對脲醛樹脂膠粘劑進行改性的研究報道。

林產工業，2003，30(I)：11-14報道了一種室內用人造板與低甲醛釋放脲醛樹脂膠粘劑的開發與應用，結果表明使用改性劑后對脲醛樹脂的性能雖有較大的改善，但原料價格昂貴，使生產成本大幅度增加。

發明內容

為克服上述方法的這些缺點，本發明提供了一種氧化淀粉改性脲醛樹脂的改性制備方法。由于氧化淀粉結構中部分葡萄糖單元中的C₆上羥基轉化為醛基，而醛基能與甲醛、脲醛樹脂中的羥基在固化劑(酸)和加熱條件下形成半縮醛及縮醛，從而在固化時形成具有氧化淀粉鏈參與交聯的體型結構，并且醛化淀粉分子間在固化條件下可以形成縮醛而交聯。由于縮醛結構具有耐水、耐堿、耐氧化劑的特點，從而提高了脲醛樹脂膠的粘接強度和耐水性以及耐老化性能。同時氧化交聯淀粉加入脲醛樹脂后，由于其結構中含有多羥基能與游離甲醛形成縮醛從而降低了樹脂中的游離醛含量，增長了貯藏期，減少了環境污染。

本發明的制備方法為：

在強力攪拌下，按照化學計量比，在催化劑存在下，一次性加入尿素、甲醛溶液、水和氧化淀粉；或者通過尿素與甲醛在催化劑存在下先形成脲醛樹脂，再用氧化淀粉交聯的分步聚合；混合均勻后升溫至45～110℃，回流過程中加入一定質量的酸，繼續恒溫反應40分鐘～3個小時，使溶液pH值維持在3.0～6.5之間。然后用堿性物質調節pH值到7.2～9.8之間，繼續攪拌15分鐘后停止加熱，反應結束，得到具有一定固含量的改性脲醛樹脂產品。

本發明在制備過程中所用的氧化淀粉可以是過氧化氫氧化淀粉，高氯酸氧化淀粉，也可以是高錳酸鉀氧化淀粉，最好是過氧化氫氧化淀粉。其用量可以為脲醛樹脂總量1～80％，最好是5～20％。

本發明在水性脲醛樹脂的制備過程中甲醛與尿素的質量比可以為2.5∶1～0.65∶1，最好為1.2∶1～1.5∶1。

水性脲醛樹脂的制備過程中所用的催化劑可以是氨水，三乙醇胺，二乙醇胺，氯化銨，六亞甲基四胺等，最好是六業甲基四胺。其中催化劑的用量可以為甲醛溶液含量的0.001％～0.6％，最好是0.01％～0.05％。

本發明在氧化淀粉改性脲醛樹脂的制備過程中，用來調節體系呈酸性的酸性物質可以是甲酸、乙酸、鹽酸，也可以是苯甲酸，最好是甲酸，其用量為甲醛溶液含量的0.005％～0.2％，最好是0.01％～0.05％。調節體系呈酸性的pH值可以在3.0～6.5之間，最好在4.0～5.0之間。

本發明在氧化淀粉改性脲醛樹脂的制備過程中，用來調節體系呈弱堿性的堿性物質可以是氫氧化鈉，碳酸氫鈉，氯化銨，也可以是碳酸氫銨，最好是氫氧化鈉。其用量為甲醛溶液含量的0.005％～0.2％，最好是0.01％～0.05％。調節體系呈弱堿性的pH值可以在7.2～9.8之間，最好在7.3～8.5之間。

水性脲醛樹脂的恒溫反應時間可以是40分鐘～3個小時，最好是1～1.5個小時。反應溫度可以在45～110℃之間，最好在80～100℃。

本發明使用氧化淀粉改性脲醛樹脂的好處，在于其降低了成本，同時增加了兩者的交聯反應，從而降低了樹脂中的游離醛含量，增長了貯藏期，減少了環境污染。所制得的產品在室溫時具有很好的穩定性，且高固含量使其具有節能等優點。交聯結構的存在使其具有較強的粘結性能，在膠粘劑領域有廣泛的用途。

具體實施方式：

下面結合實例對本發明進行詳細說明，但本發明并不局限于以下實例。