[發明專利]高含水率單板壓制膠合板用環保脲醛樹脂及其制備和應用

有效

• 申請號: 201010219789.1
• 申請日: 2010-06-28
• 公開（公告）號: CN102086257A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 雷得定;紀良;劉波
• 申請（專利權）人: 永港偉方（北京）科技股份有限公司
• 主分類號: C08G12/12
• 分類號: C08G12/12;C09J161/24
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;費碧華

技術領域

本發明涉及一種低毒環保脲醛樹脂及其制備方法，特別涉及膠合板生產用環保脲醛樹脂及其制備方法，屬于人造板膠粘劑領域。

背景技術

膠合板由于其性能優良、便于加工、價格適中而又保留了木材天然紋理和質地等特點，一直受到人們的青睬，是木質人造板中開發最早而常盛不衰的傳統產品。近年我國膠合板產量不斷增長，已占人造板總產量的40％左右。隨著科技進步，膠合板的衍生系列產品、深加工品種的不斷出現和完善，各類膠合板將越來越廣泛地應用在國民經濟各個領域。

膠合板生產離不開膠粘劑，而脲醛樹脂膠粘劑占膠合板用膠量的80％以上，是膠粘劑中用量最大的品種。脲醛樹脂具有其它樹脂無法比擬的優勢，主要是它原料充足、價格低廉，是合成樹脂中成本最低的，而且樹脂固化后透明性高、膠縫無顏色，不會污染被膠接物的板面，水溶性好，易調制到所需要的合適粘度和濃度。但是，脲醛樹脂也具有一些明顯的缺點，除了耐老化性差、耐熱水性差、不能作為室外人造板用膠外，其致命缺點是膠接的人造板產品存在甲醛釋放問題。

隨著人們生活質量、健康意識的日益提高，人造板甲醛釋放帶來的“室內空氣污染”越來越受到人們的重視。國家從2000年開始對使用脲醛樹脂膠接的人造板生產企業實行生產許可證管理，于2001年12月制定了人造板甲醛釋放量的限制標準-《室內裝飾裝修材料人造板及其制品甲醛釋放限量》(GB18580-2001)，該標準自2002年7月1日起強制執行，根據該標準對健康環保的要求，脲醛樹脂膠接的人造板材作為室內使用時的甲醛釋放量要達到E₁級標準。2009年1月1日起，美國加州關于進口家具甲醛釋放新標準開始實施，該方案的實施要求從選材、人造板基材加工、家具各部件的甲醛釋放量都要達到F****級，這一舉措對我國的家具產業將帶來一次新的革新。從家具基材的用膠上就要求我們研發達到美國加州標準要求的新膠種。因此，開發低甲醛釋放量的綠色環保脲醛膠，已成為當今世界發展木材綜合利用公認的出路。

人造板的甲醛釋放，主要來自于脲醛樹脂。通常，降低甲醛釋放量必須從降低膠液中游離甲醛含量和改善樹脂微觀結構等方面入手。改進脲醛樹脂的合成工藝，降低摩爾比，加入改性劑及甲醛捕捉劑等是常用的方法。但是，摩爾比的降低將會導致脲醛樹脂交聯密度下降，初粘性降低，固化時間延長，貯存期縮短，人造板的力學性能變差，難以滿足使用要求；改性劑和甲醛捕捉劑的價格一般都比較昂貴，會使增加人造板生產成本。因此，為了生產低甲醛釋放量的綠色環保脲醛樹脂，同時又不影響樹脂的其它性能，改進脲醛樹脂的合成工藝，是一種比較經濟可行的方法。

目前，脲醛樹脂的合成普遍采用傳統的“堿-酸-堿”工藝，即首先加入甲醛和尿素，調pH在弱堿性，在一定溫度下反應一段時間。然后調至弱酸性，反應一段時間達到反應終點，調pH在弱堿性，降溫出料。傳統工藝的缺陷在于，樹脂分子中不可避免存在大量的羥甲基和醚鍵，這也是造成人造板固化過程中的甲醛釋放和耐水性差的內因。

申請號為200910082766.8的專利公開了一種低毒環保脲醛樹脂及其制備方法，所制備的脲醛樹脂雖然采用傳統工藝，但合理的控制了樹脂的分子結構，使其達到低毒的效果。但此脲醛樹脂僅適用于正常含水率范圍的單板壓制膠合板，當用高含水率單板壓制膠合板時，其預壓效果和膠合強度明顯下降，甲醛釋放量也隨之增大。因此，從合成工藝上下手，改善脲醛樹脂的分子結構成為解決此問題的關鍵。

發明內容

本發明的目的是針對以上生產實際中存在的問題，提供一種“酸-堿-酸-堿”工藝合成的低毒環保脲醛樹脂及其制備方法。本發明所制備的脲醛樹脂，合理地控制了樹脂中的羥甲基含量，增加了穩定的環狀基團，減少了亞甲基醚鍵含量，改善了樹脂的微觀結構。樹脂的游離醛含量低，固化時交聯密度高，對于高含水率單板壓制膠合板時也能達到較好的預壓效果，膠合強度高，甲醛釋放量低。

為實現本發明的目的，本發明低毒環保脲醛樹脂由以下步驟制成：

1)將計量的甲醛溶液、聚乙烯醇水溶液加入反應釜后，加熱至溶液澄清；

2)調pH至3-5，優選3.5-4.5，加入第一批尿素，使步驟1)中加入的甲醛的摩爾數與第一批尿素的摩爾數之比為2.0-3.0∶1；

3)升溫到75-85℃，加入占第一批尿素總重量5-15％的三聚氰胺和適量氨水，調pH至8-10，優選8.5-9.5，緩慢升溫至85-95℃，保溫30-50分鐘；

4)調pH至4-6，優選4.5-5.5，反應80-100分鐘；