[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于脲醛樹脂的復(fù)配型固化劑的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210194729.8
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN102690619A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔占臣;史作森;張曉龍;李明;許文輝
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: C09J161/24
• 分類號: C09J161/24;C09J11/08;C09J11/04;C09J11/06;C08F220/56;C08F220/06;C08F220/58
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 張景林;劉喜生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一類以丙烯酸、丙烯酰胺與羥甲基丙烯酰胺類樹脂為單體的高分子共聚物固化劑與無機(jī)鹽、無機(jī)酸組成的復(fù)配型固化劑的制備方法，該復(fù)配型固化劑具有很好的儲存穩(wěn)定性，對脲醛樹脂的固化時間更短，甲醛釋放量更低。

背景技術(shù)

自20世紀(jì)50年代以來，發(fā)達(dá)國家（美國、歐洲、日本）在制造低毒脲醛樹脂粘合劑及其人造板制品，清除室內(nèi)甲醛造成的污染方面進(jìn)行了大量的研究，取得了很多成果。我國對甲醛造成的室內(nèi)污染也越來越重視，在2001年，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗總局頒布了強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB18580-2001“室內(nèi)裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量”。經(jīng)過十多年的研究，我國研究者在通過改良膠粘劑的配方、合成工藝、加入甲醛捕捉劑等方面進(jìn)行了大量的研究工作，取得了長足的進(jìn)展。大部分產(chǎn)品達(dá)到了E1級標(biāo)準(zhǔn)。

在人造板工業(yè)中，出于環(huán)保和人們身體健康的考慮，越來越多的使用低甲醛/尿素摩爾比（低游離甲醛含量）脲醛樹脂固化，由于膠粘劑中的游離甲醛含量低，固化劑氯化銨難以通過反應(yīng)提供樹脂固化所需的酸值，進(jìn)而導(dǎo)致固化速度慢、固化不完全及制品的性能不良，因此傳統(tǒng)固化劑氯化銨已難以適應(yīng)低游離甲醛脲醛樹脂的固化需求。歐洲和美國等國家正逐步采用新型固化體系取代傳統(tǒng)的氯化銨。最近幾年隨著低毒環(huán)保型脲醛樹脂的推廣應(yīng)用，新型固化劑體系的研究和生產(chǎn)正向規(guī)模化、專業(yè)化方向發(fā)展，將形成一個新的產(chǎn)業(yè)。在國外新型固化劑的生產(chǎn)正向具有高技術(shù)含量的化工企業(yè)集中，商品化率不斷提高。

發(fā)明內(nèi)容

針對低摩爾比脲醛樹脂固化及產(chǎn)品質(zhì)量問題及當(dāng)前固化體系和固化劑的發(fā)展趨勢，本發(fā)明合成制備了一種含有機(jī)高分子共聚物固化劑和無機(jī)鹽、無機(jī)酸的復(fù)配型固化劑，其中有機(jī)高分子共聚物固化劑是由丙烯酸、丙烯酰胺和羥甲基丙烯酰胺單體共聚而成，無機(jī)鹽為氯化銨、磷酸銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨中的一種或幾種，無機(jī)酸為磷酸、草酸、對甲苯磺酸中的一種或幾種。由于該復(fù)配型固化劑中即含有無機(jī)成分又含有有機(jī)成分，可以有效加速脲醛樹脂的固化，提高脲醛樹脂的力學(xué)性能，抗水性能，吸收游離甲醛的基團(tuán)，所以該復(fù)配型固化劑是固化催化劑、交聯(lián)劑和甲醛捕捉劑的綜合體。

采用該固化劑有以下優(yōu)點：

1、可以大大加快脲醛樹脂的固化速度，提高人造板的生產(chǎn)效率；

2、可以降低脲醛樹脂固化后的游離甲醛的釋放，達(dá)到環(huán)保要求；

3、可以提高固化后樹脂的膠接強(qiáng)度，有較長的活性期，提高人造板的力學(xué)性能。這些為脲醛樹脂的環(huán)保化應(yīng)用提供必要的基礎(chǔ)和先決條件。

本發(fā)明所述的復(fù)配型固化劑的制備方法為：

1、有機(jī)高分子共聚物固化劑的制備：

在裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管和恒壓滴液漏斗的四口反應(yīng)燒瓶中，將丙烯酸、丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺單體加入到水中，三者的摩爾比為1~10：1~10：0~5，反應(yīng)體系中的固含量為0.05~0.1g/ml，通入N₂保護(hù)，攪拌并逐步升溫至60~70℃，然后加入引發(fā)劑K₂S₂O₈，其用量為單體質(zhì)量和的1~10‰，再加入鏈轉(zhuǎn)移劑正丁硫醇或特丁硫醇，其用量為單體質(zhì)量和的1~10‰，在65~75℃反應(yīng)3~5小時，然后升溫至75~85℃，反應(yīng)1~3個小時；停止加熱攪拌冷卻到室溫，得到有機(jī)高分子共聚物固化劑，質(zhì)量固含量為5~20%。

2、復(fù)配型固化劑的制備：

將共聚物固化劑、無機(jī)鹽和無機(jī)酸按照一定比例混合（質(zhì)量比4~10：1~5：0.1~0.5），攪拌至混合物中沒有團(tuán)結(jié)物為止，得到復(fù)配型固化劑。

然后以一定比例（1~40%）將復(fù)配型固化劑加入到脲醛樹脂中，攪拌10~15min，放置10~15min，此時脲醛樹脂pH穩(wěn)定，即可用于刨花板的熱壓實驗。

3、刨花板的熱壓實驗：進(jìn)行刨花板的熱壓實驗，以檢測其固化性能和甲醛釋放量，具體熱壓條件是：熱壓溫度100~130℃，熱壓壓力1.0~1.8MP，熱壓時間0.6~1.0min。

附圖說明

圖1：實施例2制備的高分子固化劑（丙烯酸：丙烯酰胺=1：9）的紅外光譜；

從圖中可以看出，在3044cm^-1處對應(yīng)得是羥基的伸縮振動峰，3202cm^-1處對應(yīng)的是氨基的伸縮振動峰，1700cm^-1處有羰基的伸縮振動峰，說明了聚合物結(jié)構(gòu)中含有氨基、羧基、羥基等基團(tuán)。

具體實施方式