专利名称：苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种苯酚-尿素-甲醛共縮聚树脂木材胶粘剂及其制备方法，属木材加工 中人造板生产技术领域。
背景技术：
酚醛树脂(PF)和脲醛树脂(UF)是人造板生产最重要的胶粘剂，其中酚醛树脂 主要用于结构人造板和室外型人造板的生产，酚醛树脂虽然具有一系列优点，但其固化 速率低，同时成本高，而脲醛树脂具有固化速度快和制造使用成本低等显著优点。因此， 通过引入尿素单体实施苯酚-尿素-甲醛共縮聚，不仅可显著降低成本，同时也有利于提 高酚醛树脂的反应速度。
万秀平[l]曾对PUF树脂发生共缩聚反应的可能性作了初步的探讨，指出了各种羟 甲基酚及酚醛树脂的低聚物处在各种羟甲脲或脲醛树脂低聚物水深液的氛围之中，有充 分的反应条件和机率，相互之间可以进行交联反应，形成亚甲基交联键或亚甲基醚键交 联键。Pizzi等[2]人用低聚合度PF与占质量42%的尿素在碱性条件下反应的方法合成了 PUF共縮聚树脂，该树脂的固化速度及其性能比在同等条件下合成的PF树脂更好。他 同时还认为在碱性条件下，往PF树脂中加入尿素，邻/对位酚羟基基团均能与尿素反应， 使PF分子链增长，邻位和对位酚羟基与尿素反应的速度均快于不加入尿素时的縮聚反 应速度，树脂结构分析证实了-CH2-NH-的存在。Kim等[3]也发现向PF树脂中加入少量 的尿素，PF树脂的聚合度迅速加大，此外，Tomita[4]提出一种以先制得聚羟甲基酚再 加入尿素而合成的PUF树脂的结构。
上述文献中PUF合成以脲醛树脂或酚醛树脂的低聚物为起点，专利申请人[5]首先 以苯酚、尿素和甲醛为起点合成了一种苯酚-尿素-甲醛(PUF)共缩聚树脂，并对树脂 性能和结构进行了全面的分析评估。结果表明所合成的共縮聚树脂Jfc存稳定，固化速 度快，差热分析和热重分析表明苯酚-尿素-甲醛共縮聚树脂的热行为与酚醛树脂十分相 似而与脲醛树脂显著不同。同时，结构分析表明PUF树脂中存在着o-ph-CH2-NHCO 和p-ph-CH2-NHCO-结构单元，从而证明了共縮聚反应的存在。
中国专利CN1974624A[6]公开了傅深渊等人尿素-苯酚-甲醛共縮聚树脂生产方法， 该方法合成线路与传统脲醛树脂相似，即碱-酸-碱合成方法。
经文献检索，未见与本发明相同的公开报道。 参考文献
1. 万秀平。酚醛树脂改性脲醛树脂胶粘剂的研究J]。北京林业大学学报。1993， 15 (4): 72~79
2. A 。 Pizzi et al。
Alkaline PF Resins Linear Extension by Urea Condensation with Hydrobenzylalcohol Groups Applied Polymer Science. 1993,(50), 2201~2207。
3. Moon G Kim et al。
Effects of Urea Addition to Phenol-formaldehyde Resin Binders for Oriented strandboard. Wood Chemistry and Technology. 1996, 16(1): 21~34。
4. Tomita。 Synthesis of Phenol-Urea-Formaldehyde Cocondensed Resins from UF-concentrate and
Phenol, Holzforschung. 1994,48(6):522~526。
5. 杜官本等。苯酚-尿素-甲醛共縮聚树脂研制J]合成与分析。林业科学。2000, 36 (5): 73~77。
6. CN 1974624A尿素-苯酚-甲醛共缩聚树脂及其生产方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单一介质环境的技术路线，有效实施苯酚、尿素、甲醛 共縮聚，所合成的苯酚-尿素-甲醛(PUF)共縮聚树脂与酚醛树脂性能相似，成本更低， 固化效率更高的苯酚-尿素-甲醛共縮聚树脂木材胶粘剂及其制备方法。
本发明的胶粘剂由苯酚、尿素、甲醛共縮聚而成，其中
a. 苯酚与尿素的摩尔比为1:0. 1~0.9;
b. 苯酚-尿素-甲醛共縮聚树脂木材胶粘剂外观淡黄或淡红褐色液体，固含量是 45-55%， pH是9. 0-11.0，储存期7天以上。
本发明的苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂制备方法步骤如下(以下份数为重 量份数)
a. 取94份苯酚，加0. 1-0.8摩尔NaOH水溶液和100份37%的甲醛水溶液，搅拌下 分次加入尿素总量90%的第一次尿素，反应10分钟后逐渐升温到90~99°C;
b. 在90 99。C条件下保温反应30分钟后，第二次加入37%的甲醛水溶液42份，继 续保温反应；
c. 粘度达到100 800Pa/s后第二次加入尿素总量10%的尿素，继续反应20分钟后 冷却放料。得到苯酚-尿素-甲醛共縮聚树脂木材胶粘剂。
本方法所用的设备为常规设备。
本发明所合成的苯酚-尿素-甲醛(PUF)共縮聚树脂与酚醛树脂性能相似，但成本 更低，固化效率更高，可替代目前广泛使用的酚醛树脂木材胶粘剂，并适合各种人造板 的生产。
具体实施例方式
本方法实施例所用的设备为常规设备。 实施例l:(每份为重量份数，克或千克) 该胶粘剂由苯酚、尿素、甲醛共縮聚而成，其中
a. 苯酚与尿素的摩尔比为1:0.1;
b. 苯酚-尿素-甲醛共縮聚树脂木材胶粘剂外观为淡黄或淡红褐色液体，固含量是
50%， pH是9.0,储存期7天以上；
该胶粘剂制备方法步骤如下(以下份数为重量份数)
a. 取94份苯酚，加O. 1摩尔NaOH水溶液和100份37%的甲醛水溶液，搅拌下分次 加入第一次尿素5. 4份，反应10分钟后逐渐升温到9(TC;
b. 在90。C条件下保温反应30分钟后，加入第二次甲醛水溶液42份，继续保温反
本发明的带-NCO基团的聚氨酯丙烯酸酯为芳香族聚氨酯丙烯酸酯或/ 和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，如UAXPLS2396、 UAXP2510,重量分数比没有限 制。
本发明的带羟基基团的聚氨酯丙烯酸酯为芳香族聚氨酯丙烯酸酯或/和 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，如UAXPLS2265等。
本发明的聚氨酯丙烯酸酯为芳香族聚氨酯丙烯酸酯或/和脂肪族聚氨酯 丙烯酸酯，如6141-100、 6121F-80，重量分数比没有限制。
本发明的环氧丙烯酸酉旨为双酚A环氧丙烯酸酯或/和脂肪酸改性环氧丙 烯酸酯，如621A-80、 624A-75，重量分数比没有限制。
本发明的改性纳米二氧化硅为十二酸改性纳米二氧化硅或/和十二醇改 性纳米二氧化硅，重量分数比没有限制。
本发明的活性稀释剂为单官能团稀释剂、双官能团稀释剂或三官能团稀 释剂其中之一，或任意其中二种的混合物，或三种的混合物。如单官能团稀 释剂选用丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙 烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、 丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯。而 双官能团稀释剂选用邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸三丙二醇 二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯 酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、1， 6-己二醇二丙烯酸酯、1， 4丁二 醇二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A 二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙 二醇二丙烯酸酯。三官能团稀释剂选用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、或丙氧基化甘油三丙烯酸 酯等。当为任意其中二种的混合物或三种的混合物其重量分数比不限。
而芳香酮光引发剂为二苯甲酮和叔胺的混合物或四甲基米蚩酮;烷基芳 基酮类光引发剂为2-羟基-2-甲基-l-苯基-l-l丙酮或1-羟基-环己基苯酮。
本本发明的双组分底漆其底漆A的具体组分及重量分数见表1、表2，
底漆B的具体组分及重量分数见表3、表4，
权利要求
1、一种苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂，其主要特征在于单一介质环境以及甲醛、尿素分次加入；其中a.苯酚与尿素的摩尔比为1∶0.1～0.9；b.苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂外观为淡黄或淡红褐色液体，固含量是45-55％，pH是9.0-11.0，储存期7天以上。
2、 权利要求1所述木材胶粘剂的制备方法，其特征在于制备方法步骤如下a. 取94份苯酚，加O. 1-0.8摩尔NaOH水溶液和100份37%的甲醛水溶液，搅拌下 分次加入尿素总量90%的第一次尿素，反应10分钟后逐渐升温到90~99°C;b. 在90 99t:条件下保温反应30分钟后，第二次加入37%的甲醛水溶液42份，继 续保温反应；c. 粘度达到100 800Pa/s后第二次加入尿素总量10%的尿素，继续反应20分钟后 冷却放料,得到苯酚-尿素-甲醛共縮聚树脂木材胶粘剂。
全文摘要
本发明涉及一种苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂及其制备方法，属木材加工中人造板生产技术领域。该胶粘剂由甲醛、尿素、苯酚共缩聚而成，其主要特征在于单一介质环境以及甲醛、尿素分次加入。在熔化的苯酚中加0.1-0.8摩尔NaOH水溶液和浓度为37％甲醛水溶液，搅拌下加入第一次尿素，反应10分钟后逐渐升温到90～99℃，保温反应30分钟后，加入第二次甲醛水溶液，继续保温反应，粘度达到100～800Pa/s后加入第二次尿素，继续反应20分钟后冷却放料。本发明的苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶粘剂具有与纯酚醛树脂相似的胶合性能，同时具有固化速度快、成本低等优点，可替代目前广泛使用的酚醛树脂木材胶粘剂，并适合各种人造板的生产。
文档编号C09J161/14GK101100591SQ20071006605
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月23日 优先权日2007年7月23日
发明者群 方, 君 李, 杜官本, 赵伟刚, 赵超超, 郑志锋, 洪 雷 申请人:西南林学院