一种果酒改性脲醛树脂复合发泡板的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种果酒改性脲醛树脂复合发泡板的制备方法，属于建筑材料制备领域。
【背景技术】
[0002]发泡剂可分为化学发泡剂、物理发泡剂和表面活性剂三大类，用途比较多的发泡剂有水泥发泡剂、混泥土发泡剂、塑料发泡剂、聚氨酯发泡剂、橡胶发泡剂、玻璃发泡剂等。
[0003]脲醛树脂又称脲甲醛树脂，是尿素与甲醛在催化剂，碱性或酸性催化剂作用下，缩聚成初期脲醛树脂，然后再在固化剂或助剂作用下，形成不溶、不熔的末期热固性树脂。固化后的脲醛树脂颜色比酚醛树脂浅，呈半透明状，耐弱酸、弱碱，绝缘性能好，耐磨性极佳，价格便宜，它是胶粘剂中用量最大的品种，特别是在木材加工业各种人造板的制造中，脲醛树脂及其改性产品占胶粘剂总用量的90%左右。然而，遇强酸、强碱易分解，耐候性较差，初粘差、收缩大、脆性大、不耐水、易老化，用脲醛树脂生产的发泡剂在制造和使用过程中存在着甲醛释放的问题，虽然脲醛树脂在加热或室温下也能固化，但固化时间长，固化不完全，释放甲醛和固化放出甲醛污染环境，损害健康等缺点，必须对其进行改性，提高性能，扩大应用。
[0004]脲醛树脂是国内外木材工业的主要粘合剂，由于它胶合强度高、固化快、操作性好、生产成本低、原料丰富易得等一系列优点而得到广泛应用.但是脲醛树脂所含的游离甲醛具有毒性，树脂中的游离甲醛含量越低，其毒性就越小。降低脲醛树脂中游离甲醛的含量有各种各样办法，其中最有效的方法是降低甲醛对尿素的摩尔比，但减少甲醛的用量，导致脲醛树脂生产工艺复杂化、终点控制难、树脂固化时间延长和树脂胶合强度和储存稳定性降低。因此，研究出一种低甲醛释放、性能好的脲醛树脂制备方法，具有很现实的意义。
【发明内容】
[0005]本发明主要解决的技术问题:针对目前脲醛树脂材料初粘差、脆性大，在制备发泡板的过程中存在甲醛释放量大、污染环境、危害健康等缺点，而如果减少甲醛的用量，导致脲醛树脂生产工艺复杂化、终点控制难、树脂胶合强度降低、树脂固化时间延长的问题，提供了一种果酒改性脲醛树脂复合发泡板的制备方法。该方法以山楂和葡萄作原料冲洗表面浮尘，加入二氧化硫和果胶酶等原料进行厌氧发酵，之后接种酵母菌有氧发酵制备得到果酒，再用果酒醇对脲醛树脂进行改性得到脲醛树脂，混合发泡剂注入模具干燥后即得一种果酒改性脲醛树脂复合发泡板。本发明操作工艺简单易行，制成的发泡板不仅隔热、保温效果显著，抗压能力比较强，而且甲醛释放量得到了有效的控制，对于环境和人体没有任何危害。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
(I)取2?3kg山楂和I?2kg葡萄用去离子水简单冲洗去除表面浮尘，之后将山楂和葡萄切碎去梗，混合均匀后倒入发酵罐中，加入100?250mg 二氧化硫、200?400g葡萄糖、30?50mg果胶酶和2?3L蒸馈水，用薄膜密封罐口，在25?30 °C下密封厌氧发酵3?5天;
(2)揭开上述发酵3?5天后罐口的薄膜，继续接种发酵物底物总质量I?2%的酵母菌，并用质量浓度为20%的柠檬酸调节pH至3.5?4.5，之后移入保温装置，升温至40?50°C，在通风、避光的条件下继续有氧发酵15?20天后，过滤去除残渣，得到山楂葡萄糖果酒，备用；
(3)称取100?150mL质量浓度为35%的甲醛溶液和200?300mL上述制得的山楂葡萄糖果酒，一起放入带有搅拌器和温度计的三口烧瓶中，移入水浴锅中升温至25?30°C，之后用质量浓度为30%的氢氧化钠溶液调节pH至7?7.5 ;
(4)向上述三口烧瓶中加入I?2kg碳酰胺，启动搅拌器，以700?800r/min的转速搅拌反应3?5h，之后降低搅拌转速至100?200r/min，用质量浓度为20%的氯化铵溶液调节pH4.5?5，继续提速至700?800r/min搅拌反应10?12h后，降温至65?75°C，保温5?7h后倒入双螺杆挤压机中挤压造粒并用烘箱在105?110°C下烘干，冷却至室温后即制得改性脲醛树脂；
(5)取100?200g上述制得的改性脲醛树脂和200?300mL质量浓度为60%的磷酸氢二钾溶液一起倒入500mL烧杯中，放置在磁力搅拌器上，以500?600r/min的转速搅拌3?5min，在搅拌状态下继续加入10?15g碳酸|丐作发泡剂，提高转速至900?1000r/min高速搅拌5?1min ；
(6)将上述搅拌反应后的发泡体倒入20cmX30cm的板材模具中，使其自然延流均匀，之后放入烘箱，先以5°C /min的速率程序升温至50?60°C，保温10?15min进行预固化，再以8°C /min的速率升温至150?160°C，保温I?2h使其完全固化，取出后冷却至室温即得一种果酒改性脲醛树脂复合发泡板。
[0007]本发明的应用方法是:取5?Sm3本发明所制得的脲醛树脂复合发泡板经切边、覆保护膜后，再经牵引至横向切刀，裁切成为长120?150cm，宽50?70cm的板材，之后将其制成各式家具，即可。之后经检测，测得甲醛含量与未改性的脲醛树脂释放的甲醛含量比，甲醛量从1.2?1.5 mg/m3降低到了 0.03?0.08mg/m 3，甲醛去除率显著，高达90%以上。
[0008]本发明的有益效果是:
(1)该方法制成的脲醛树脂复合发泡板隔热、保温效果显著，发泡程度高，抗压能力比较强；
(2)该方法制备出来的脲醛树脂甲醛释放含量低、对环境污染小，且对于人体没有危害。
【具体实施方式】
[0009]首先取2?3kg山楂和I?2kg葡萄用去离子水简单冲洗去除表面浮尘，之后将山楂和葡萄切碎去梗，混合均勾后倒入发酵罐中，加入100?250mg 二氧化硫、200?400g葡萄糖、30?50mg果胶酶和2?3L蒸馈水，用薄膜密封罐口，在25?30°C下密封厌氧发酵3?5天；然后揭开上述发酵3?5天后罐口的薄膜，继续接种发酵物底物总质量I?2%的酵母菌，并用质量浓度为20%的柠檬酸调节pH至3.5?4.5，之后移入保温装置，升温至40?50°C，在通风、避光的条件下继续有氧发酵15?20天后，过滤去除残渣，得到山楂葡萄糖果酒，备用；之后称取100?150mL质量浓度为35%的甲醛溶液和200?300mL上述制得的山楂葡萄糖果酒，一起放入带有搅拌器和温度计的三口烧瓶中，移入水浴锅中升温至25?30 °C，之后用质量浓度为30%的氢氧化钠溶液调节pH至7?7.5 ;随后向上述三口烧瓶中加入I?2kg碳酰胺，启动搅拌器，以700?800r/min的转速搅拌反应3?5h，之后降低搅拌转速至100?200r/min，用质量浓度为20%的氯化铵溶液调节pH4.5?5，继续提速至700?800r/min搅拌反应10?12h后，降温至65?75°C，保温5?7h后倒入双螺杆挤压机中挤压造粒并用烘箱在105?110°C下烘干，冷却至室温后即制得改性脲醛树脂；接下来取100?200g上述制得的改性脲醛树脂和200?300mL质量浓度为60%的磷酸氢二钾溶液一起倒入500mL烧杯中，放置在磁力搅拌器上，以500?600r/min的转速搅拌3?5min，在搅拌状态下继续加入10?15g碳酸|丐作发泡剂，提高转速至900?1000r/min高速搅拌5?1min ；
最后将上述搅拌反应后的发泡体倒入20cmX30cm的板材模具中，使其自然延流均匀，之后放入烘箱，先以5°C /min的速率程序升温至50?60°C，保温10?15min进行预固化，再以8°C /min的速率升温至150?160°C，保温I?2h使其完全固化，取出后冷却至室温即得一种果酒改性脲醛树脂复合发泡板。
[0010]实例I
首先取2kg山楂和Ikg葡萄用去离子水简单冲洗去除表面浮尘，之后将山楂和葡萄切碎去梗，混合均勾后倒入发酵罐中，加入10mg 二氧化硫、200g葡萄糖、30mg果胶酶和2L蒸馏水，用薄膜密封罐口，在25°C下密封厌氧发酵3天；然后揭开上述发酵3天后罐口的薄膜，继续接种发酵物底物总质量I %的酵母菌，并用质量浓度为20%的柠檬酸调节pH至
3.5，之后移入保温装置，升温至40°C，在通风、避光的条件下继续有氧发酵15天后，过滤去除残渣，得到山楂葡萄糖果酒，备用；之后称取10mL质量浓度为35%的甲醛溶液和200mL上述制得的山楂葡萄糖果酒，一起放入带有搅拌器和温度计的三口烧瓶中，移入水浴锅中升温至25 °C，之后用质量浓度为30%的氢氧化钠溶液调节pH至7 ;随后向上述三口烧瓶中加入Ikg碳酰胺，启动搅拌器，以700r/min的转速搅拌反应3h，之后降低搅拌转速至10r/min，用质量浓度为20%的氯化钱溶液调节pH4.5，继续提速至700r/min搅拌反应1h后，降温至65°C，保温5h后倒入双螺杆挤压机中