[發明專利]制備環保人造板用改性脲醛膠的兩步法

有效

• 申請號: 201410363462.X
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104086730A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 張運明;劉幽燕;唐愛星
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C08G12/38
• 分類號: C08G12/38;C09J161/30
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 楊立華

技術領域

本發明屬于人造板(纖維板及刨花板)用脲醛膠技術領域，尤其涉及一種制備環保人造板用改性脲醛膠的兩步法。

背景技術

2012年我國人造板總產量達2.23億m³，為2002年的7.6倍。由于國內外形勢變化，近年來人造板行業已從高速發展階段，逐步進入調整轉型時期，不少企業僅僅依靠國家退稅政策實現微利。

人造板屬于資源依賴型的行業，木材及化學原料兩大項即占成本的70％左右。因而，生產輕質、高性能人造板成為轉型升級的重要內容。人造板的物理力學性能和環保指標(甲醛釋放量)，很大程度上要依靠所用的膠粘劑來保證。膠粘劑是人造板的核心，不但影響其質量、能耗，還影響成本。據統計，2012年人造板所用膠粘劑總量達到1387萬t(以100％計)的驚人規模。其中脲醛膠1230萬t(以100％計)占總量的88.7％。

傳統的脲醛膠制造工藝可概括分為三個步驟，即弱堿-弱酸-弱堿三步，簡稱弱堿工藝。由于甲醛與尿素反應過程極為復雜，在不同工藝條件(溫度、pH值及F/U量比)下反應生成不同的基團及中間產品，并最終導致膠粘劑性能的巨大差異。因而，通過改變工藝條件可以制出能滿足不同人造板需求的膠粘劑。通過改進脲醛膠的結構以提高膠粘劑的物理力學性能以及環保性能(降低甲醛釋放量)等質量指標，比之添加高能耗的化學品或采用其它昂貴膠粘劑，更具有節能、降耗及經濟價值。低成本高性能膠粘劑有助于人造板向輕質、高性能轉型。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種制備環保人造板用改性脲醛膠的兩步法，所得脲醛膠產品具有低成本、高性能、環保等特點。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：制備環保人造板用改性脲醛膠的兩步法，主要采用以下重量份的原料：質量濃度37％的甲醛水溶液56～60份、農用尿素42～39份、工業級三聚氰胺0.2～2份和適量氫氧化鈉及甲酸，按弱酸-弱堿兩步制備，其中，弱酸步驟是在pH值4～6.5的弱酸介質中同時進行尿素及甲醛的加成和縮聚反應。

環保人造板為纖維板時，上述制備環保人造板用改性脲醛膠的兩步法，甲醛及三聚氰胺一次投料，尿素分三次投料，反應終點分兩次控制，具體按以下操作進行：

<1>將甲醛水溶液(通常其pH值為4.0-4.2)投入反應釜中，開動攪拌器開始加熱，升溫到40℃時停止加熱，用氫氧化鈉水溶液調節pH值為4.8～5.2；

<2>加入占尿素總質量42～44％的第1批尿素及全部三聚氰胺，繼續加熱升溫到70℃時停止加熱，加甲酸調節pH值為4.5～4.8；然后自然升溫并維持在90±2℃；使用渾點法觀測反應物在水中形態，當反應物滴到水溫40～45℃水中呈白色霧狀為第一終點；或用涂-4杯測其粘度，應為14～16s/30℃；

<3>用氫氧化鈉水溶液調節pH為6.0～6.5，加入占尿素總質量18～22％的第2批尿素，控制溫度為87±3℃進行縮聚反應；使用渾點法觀測反應物在水中形態，當反應物滴到水溫55～60℃水中呈白色霧狀為第二終點；或用涂-4杯測其粘度，應為15～20s/30℃；

<4>加氫氧化鈉水溶液調節pH值為7.6～7.8，冷卻到80-82℃后加入占尿素總質量36-40％的第3批尿素，在65～70℃保溫30分鐘后開始降溫，當溫度降至35～45℃時，調節pH值為7.6～8.6后出料。

環保人造板為刨花板時，上述制備環保人造板用改性脲醛膠的兩步法，甲醛及三聚氰胺一次投料，尿素分四次投料，反應終點分兩次控制，具體按以下操作進行：

步驟<1>至<3>同上；

<4>加氫氧化鈉水溶液調節pH值為7.6～7.8，加入占尿素總質量的20-30％的第3批尿素，并在65～75℃下進行真空濃縮，粘度達到40～45s/30℃為終點；然后加入占尿素總質量10-16％的第四批尿素，在60～65℃保溫30分鐘后開始降溫，當溫度降至35～45℃時，調節pH值為7.6～8.6后出料。

氫氧化鈉水溶液質量濃度為25～30％。