[發(fā)明專利]一種杯芳烴改性凹凸棒石/脲醛樹脂復(fù)合膠粘劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310638896.1
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN103725234A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚超;李潔;劉文杰;左士祥;羅士平;李霞章;夏建文
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號: C09J161/24
• 分類號: C09J161/24;C09J11/04;C09J11/02;C09C1/28;C09C3/08;C08G12/12
• 代理公司: 常州市英諾創(chuàng)信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華;任曉嵐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非金屬礦的深加工及高分子材料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低甲醛釋放的凹凸棒石/脲醛樹脂復(fù)合膠粘劑及其制備方法。

背景技術(shù)

脲醛樹脂膠粘劑作為木材工業(yè)用量最大的膠粘劑，具有合成方便和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，然而其不足之處在于游離甲醛含量高。目前，降低脲醛樹脂中游離甲醛含量的方法主要包括控制甲醛與尿素的摩爾比、抽取產(chǎn)物中的游離甲醛、加入有機(jī)改性劑和多孔無機(jī)填料等。降低甲醛和尿素的摩爾比雖在一定程度上降低了脲醛樹脂的游離甲醛含量，但其力學(xué)性能卻大幅降低，固化周期也會延長。真空抽取產(chǎn)物中的游離甲醛，會產(chǎn)生大量的含醛廢水，造成二次污染。近年來，硅酸鹽粘土在改善脲醛樹脂膠粘劑性能方面有著廣泛的應(yīng)用。中國專利（申請?zhí)枺?01310342111.6）公開了一種復(fù)合脲醛膠粘劑組合物及其應(yīng)用方法，其技術(shù)方案是將樹皮粉、伊利石、葉臘石、負(fù)離子粉、云母粉、敘永土、方解石、貝殼粉、碳纖維等與脲醛樹脂混合制備一種復(fù)合脲醛膠粘劑，所制備的脲醛膠粘劑明顯降低了游離甲醛含量，然而，在該組分中的硅酸鹽粘土大都為片狀微米級且未經(jīng)過表面改性，加入到脲醛樹脂中易發(fā)生分層沉淀現(xiàn)象，從而導(dǎo)致膠液不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有技術(shù)中，脲醛樹脂膠粘劑中，游離甲醛含量過高。為解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供了一種凹凸棒石/脲醛樹脂復(fù)合膠粘劑，是由具有“空腔”結(jié)構(gòu)的杯芳烴分子接枝納米凹凸棒石，作為無機(jī)-有機(jī)復(fù)合吸附劑，改性脲醛樹脂得到的。

復(fù)合膠粘劑中，無機(jī)-有機(jī)復(fù)合吸附劑，與脲醛樹脂的質(zhì)量比為（0.03～0.12）：1。

本發(fā)明還提供了一種凹凸棒石/脲醛樹脂復(fù)合膠粘劑的制備方法，首先制備具有“空腔”結(jié)構(gòu)的杯芳烴分子接枝納米凹凸棒石無機(jī)-有機(jī)復(fù)合吸附劑，然后向脲醛樹脂中加入上述復(fù)合吸附劑，制得杯芳烴改性凹凸棒石/脲醛樹脂復(fù)合膠粘劑。

具體步驟為：

（1）杯芳烴分子接枝納米凹凸棒石無機(jī)-有機(jī)復(fù)合吸附劑的制備，將杯芳烴和異氰酸酯加入到有機(jī)溶劑中，在溫度為60～85℃的條件下，機(jī)械攪拌回流反應(yīng)2～6小時(shí)，向上述體系中加入活化納米凹凸棒石，繼續(xù)攪拌回流6～12小時(shí)，回收溶劑，過濾，洗滌，干燥，粉碎，制得杯芳烴接枝納米凹凸棒石無機(jī)-有機(jī)復(fù)合吸附劑；

異氰酸酯與杯芳烴質(zhì)量比值為(0.2～0.5):1，

杯芳烴與溶劑質(zhì)量比值為(0.01～0.05):1，

納米凹凸棒石與溶劑質(zhì)量比值為(0.1～0.3):1，

上述杯芳烴選自，杯[4]芳烴、杯[6]芳烴或杯[8]芳烴，

異氰酸酯選自，甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、三苯基甲烷三異氰酸酯、多苯基多亞甲基多異氰酸、六亞甲基-1，6-二異氰酸酯、甲基環(huán)己基二異氰酸酯或間苯二甲基二異氰酸酯，

有機(jī)溶劑選自，乙酸乙酯、丙酮、氯仿或二甲基甲酰胺，

上述步驟（1）中，涉及到“回收溶劑，過濾，洗滌，干燥，粉碎”的后處理，具體為：減壓蒸餾回收溶劑，過濾，無水乙醇洗滌，50～65℃下干燥，氣流粉碎。

（2）向脲醛樹脂中，加入步驟（1）所制得的杯芳烴接枝納米凹凸棒石無機(jī)-有機(jī)復(fù)合吸附劑，在70～85℃溫度下，攪拌反應(yīng)15～30分鐘，調(diào)節(jié)體系pH值為7.5～9.5，即制得杯芳烴改性凹凸棒石/脲醛樹脂復(fù)合膠粘劑，

向脲醛樹脂中，加入納米凹凸棒石無機(jī)-有機(jī)復(fù)合吸附劑時(shí)，調(diào)節(jié)脲醛樹脂的PH為4.3～5.8，調(diào)節(jié)脲醛樹脂的粘度為60～70mPa·s。

脲醛樹脂及本發(fā)明的杯芳烴改性凹凸棒石/脲醛樹脂復(fù)合膠粘劑，可以通過以下制備方式得來：

向甲醛溶液中加入第一批尿素，其中尿素與甲醛摩爾數(shù)之比為(0.2～0.32):1，一邊攪拌，一邊用堿液調(diào)節(jié)體系pH值為9.0～10.5，升溫至75～90℃，保溫反應(yīng)20～40分鐘；繼續(xù)向上述反應(yīng)液中加入第二批尿素，其中尿素與甲醛摩爾數(shù)之比為(0.3～0.48):1，保溫反應(yīng)30～60分鐘；

控制反應(yīng)體系溫度70～85℃，用酸性溶液調(diào)節(jié)體系pH值為4.3～5.8，繼續(xù)攪拌反應(yīng)，當(dāng)體系混合液粘度達(dá)到60～70mPa·s時(shí)加入步驟（1）所制得的杯芳烴接枝納米凹凸棒石無機(jī)-有機(jī)復(fù)合吸附劑，其中無機(jī)-有機(jī)復(fù)合吸附劑與甲醛與尿素總質(zhì)量之比為(0.03～0.12):1，繼續(xù)保溫?cái)嚢璺磻?yīng)15～30分鐘；用堿液調(diào)節(jié)體系pH值為7.5～9.5，即制得杯芳烴改性凹凸棒石/脲醛樹脂復(fù)合膠粘劑。