专利名称：：强化木地板基材低摩尔比改性脲醛胶粘剂的制作方法
技术领域：
：本发明涉及人造板生产类使用的改性脲醛胶粘剂，尤其以应用于强化木地板基材生产用的三聚氰胺改性脲醛胶的制造方法。
背景技术：
：强化木地板从1994年进入国内巿场，以其优良的性能及适中的价位在竟争激烈的地板巿场中迅速崛起，在我国地板市场中占有率以平均每年约30%的速度递增。目前囯内强化木地板生产企业众多，2007年生产能力达到22000万m2。作为强化木地板的基材，主要有中密度纤维板即MDF和均质刨花板。目前在国内外只有少量的强化木地板以均质刨花板作为基材，绝大部分的强化木地板是以MDF作为基材进行生产。由于脲醛胶具有胶接强度高、固化快、色泽浅、成本低，而且原料易得、生产技术成熟和使用方便等优点，我国MDF制造9(T/。以上釆用脲醛树脂胶。强化木地板作为室内装修的主要材料之一应用广泛。随着人们生活水平的不断提高，对居室环境的要求也越来越高，绿色装饰材料的理念已深入人心，因此，地板产品的甲醛释放问题越来越受到人们的关注。甲醛是一种十分活泼的化学物质。在常温下甲醛呈气态挥发于空气中，它有特殊的气味会刺激人们的眼睛和呼吸道粘膜。欧共体和美国环境保护署(EPA)已将甲醛列为可能致癌的物质，我国也已制定出有关限制人造板甲醛释放量的标准和法规。用脲醛树脂制造的人造板制品具有甲醛释放量大，耐水、耐老化性差的缺点，在当今环保安全意识日益增强的情况下，如何降低人造板制品的甲醛释放量，克服其耐水性差等缺点，已经是一个刻不容缓的问题。目前国内外生产环保El级强化木地板基材的工艺路线大体分为两个类型一种方法是采用降低胶粘剂的摩尔比，改进制胶工艺、对脲醛树脂胶进行改性、在胶中添加甲醛捕捉剂、优选固化剂、改进固化剂用量等。另一种方法是对板材进行后期氨熏处理。在专用的处理室内，使氨与板材中的游离甲醛反应生成六次甲基四铵，这种反应可以在板中一步完成。釆用氨熏处理基材可以达到El级环保要求，板材的物理力学性能也没有不利影响，但是基材内残留氨气带来了新的室内污染问题。目前国内外主要通过低摩尔比的改性脲醛胶来降低甲醛释放量。很多研究和生产表明，降低脲醛树脂中游离甲醛的含量，是减少板材甲醛释放量的主要途径之一，同时改变尿素甲醛投料摩尔比，调整树脂的反应工艺，分批投加尿素及改进制板的热压工艺等也是很有效的途径。目前MDF用脲醛树脂正在向低摩尔比方向发展，但是过低的摩尔比还会导致树脂的性能降低，贮存稳定性下降，固化时间变长，热压周期增加，生产效率降低，提高了制造成本。降低甲醛、尿素摩尔比的关键是选择一个合适的比值，它既能保证胶粘剂有优良的性能，又能使板子的甲醛释放量达到国家标准的要求。此外，在制胶过程中加入改性剂、甲醛捕捉剂也是近年来国际上比较流行的做法。如使用环状结构胺类、酰胺类、铵盐等，通过树脂合成共聚、后期添加捕捉可以有效地减少游离甲醛的释放，同时增强树脂的胶合强度及防水性能。因此，这些方法目前还处于不断研究、逐步完善并扩大应用范围的阶段。
发明内容本发明的目的是提供一种超低摩尔比配方改性脲醛胶粘剂，胶产品色泽浅、低游离甲醛含量、固化时间适中。制得的强化木地板基材纤维板符合GB18580-2001《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放量》El级标准要求的人造板，特别是24h吸水厚度膨胀率低于10%。本发明采用的技术方案是本发明的低摩尔比改性脲醛胶粘剂包括以下重量配比的组分甲醛300份，尿素208213份，三聚氰胺21.5~29.5份，聚乙烯醇0.0~2.0份，三乙醇胺0.0~0.15份，硼砂0.0~1.5份。重量配比优选甲醛300份，尿素210~213份，三聚氰胺26.5~".5份,聚乙烯醇0.0~1.0份，三乙醇胺O.12~0.15份，硼砂O.1~1.5份。本发明低摩尔比改性脲醛胶粘剂的制造方法是，甲醛一次投入，在45~90温度下，尿素分两次加入，改性剂一次投入，充分搅拌混合后，依次在中性或弱碱性、弱酸性、弱碱性介质中反应。改性剂优选三聚氰胺、聚乙烯醇中至少一种。第一次、第二次尿素加入量分别为尿素总量的40~50%，50~60%。工艺过程依次进行以下步骤①在反应釜中，加入甲醛、三聚氰胺，开动搅拌，升温到45~65°C,保温20-30分钟。②检测pH值，调pH=8.0~9.0，加入第一次尿素，继续升温到80~90°C，保温1Q~3G分钟。③检验pH值，三次调pH.值直到4.2~5,0，达到涂-4杯粘度为12~16秒。④加入三乙醇胺，加碱调pH-8.0~9.0，加入第二次尿素，保温2040分钟。加入硼砂后冷却。6冷却至39。C,调pH=7.0~8.0,放料。本发明的优点是1、本改性脲醛胶的制造简单，易于生产操作，对设备、生产工艺条件要求不高，大部分人造板企业的制胶车间无需要增加设备便可生产，无需增加设备投资。2、本改性脲醛胶对纤维板制造具有良好的胶合强度，游离甲醛含量为0.03%~0.12%，原料来料广，成本相对较低。3、本发明改性脲醛胶，开创了强化木地板生产降醛，防水性能方面的新局面。利用本发明改性胶，生产的强化木地板基材，其重要质量指标如甲醛释放量、吸水厚度膨胀率、静曲强度、尺寸稳定性及翘曲变形等都符合GB/T11718-1999《中密度纤维板》标准优等品和GB18580-2001《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放量》El级标准要求。4、利用本发明胶配合热压工艺生/^的E1级强化木地板基材，力学性能好，胶耗低，防水性好，生产成本具有很强的巿场竟争优势。具体实施例方式实施例11、原料配方<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注甲醛与尿素+三聚氰胺的摩尔比为0.99具体反应步骤包括①在反应釜加入甲醛，加氢氧化钠溶液调pH=8.0~9.0,加入三聚氰胺，开动搅拌，升温到4565'C,保温2030分钟。②检测pH值，加氢氧化钠溶液调pH-8.0~9.0，加入第一次尿素，继续升温到8090。C,保温1030分钟。③检验pH值，三次加甲酸溶液调pH..值到4.2~5.0，达到涂-4杯粘度为12~16秒。④加氢氧化钠溶液调pH=8.0~9.0,加入第二次尿素，保温20~40，后冷却。冷却至39°C，加氢氧化钠溶液调pH=7.0~8.0,放料。产品质量指标<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>El胶反应时间6小时，生产成本1726元/吨。实施例21、优选原料配方<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注甲醛与尿素+三聚氰胺的摩尔比为0.99具体反应步骤包括①在反应釜加入甲醛，加氢氧化钠溶液调PH=8.0-9.0,加三聚氰胺，开动搅拌，升温到4565'C,保温2030分钟。②检测pH值，加氢氧化钠溶液调pH-8.0~9.0,加入第一次尿素，继续升温到8090'C，保温10~30分钟。③检验pH值，三次加甲酸溶液调pH值到4.2-5.0，达到涂-4杯粘度为12~16秒。④加入三乙醇胺，加氢氧化钠溶液调pH-8.0~9.0,加入第二次尿素，保温20~40分钟。⑤加入硼砂后冷却。冷却至39。C，加氢氧化钠溶液调pH=7.0~8.0，放料。产品质量指标<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>El胶反应时间6小时，生产成本1819元/吨。实施例31、原料配方原料重量(kg)含量(％)备注甲醛1500037.0%尿素1040046.3%Ul=4800U2=5600三聚氰胺147599.9%聚乙烯醇1001799#(聚合度型号)三乙醇胺7.5.85%硼砂7585%工业级甲酸适量15%氢氧化钠适量40%注甲醛与尿素+三聚氰胺的摩尔比为0.99具体反应步骤包括①在反应釜加入甲醛、聚乙烯醇，升温到45-55'C到完全溶解。②加氢氧化钠溶液调pH-8.0~9.0，加三聚氰胺，开动搅拌，升温到55~65°C,保温2030分钟。③检测pH值，加氢氧化钠溶液调pH=8.0~9.0,加入第一次尿素，继续升温到80-9(TC,保温10-30分钟。④检验pH值，三次加甲酸溶液调pH值直到4.2-5.0,达到涂-4杯粘度为12~16秒。⑤加入三乙醇胺，加氢氧化钠溶液调pH=8.0~9.0，加入第二次尿素，保温20~40分钟。⑥加入硼砂后冷却。⑦冷却至3『C，加氢氧化钠溶液调pH=7.0-8.0，放料。产品质量指标<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>El胶反应时间6小时，生产成本1890元/吨。实施例4将实施例1的改性脲醛胶用于生产El级强化木地板基材生产。生产时执行如下工艺施胶量按230kg/m3，施蜡量按10.8kg/m3,硫酸铵固化剂按干胶量的2.5%，在连续平压生产线上，压机速度270mm/s,5个区热压温度分别为220,232,225，205,185。按GB/T17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能实验方法》对产品性能进行检测，甲醛释放量用穿孔法检测。使用上述工艺生产13.3mm规格的强化木地板基材用纤维板，按照上述方法和设备检测其理化性能和甲醛释放量。检测结果如见表1表1强化木地板基材用纤维板性能检测结果规格施胶量(kg/m3)固化剂用量(％)密度(kg/m3)静曲强度(MpeO吸水厚度膨胀率(%)内结合强度(Mpa)甲醛释放量(mg/100g)13.3mm2352.581230.718.871.395.65国标要求450880》20《10》0.55《9由表1可以看出，当本发明的改性脲醛胶的摩尔比为0.99时，生产的13.3mm的强化木地板基材的甲醛释放量为5.65mg/100g,低于国家标准的小于9mg/100g的El级要求。吸水厚度膨胀率为8.87%,低于国家标准要求的小于10%。实施例5将实施例2的改性脲醛胶用于生产El级强化木地板基材生产。生产时执行如下工艺施胶量按235kg/m3，施蜡量按10.5kg/m3,硫酸铵固化剂按干胶量的2.5%,在连续平压生产线上，压机速度260mm/s，5个区热压温度分别为225,230，228，205，185。按GB/T17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能实验方法》对产品性能进行检测，甲醛释放量用穿孔法检测。使用上述工艺生产13.3mm规格的强化木地板基材用纤维板，按照上述方法和设备检测其理化性能和甲醛释放量。检测结果如见表1表1强化木地板基材用纤维板性能检测结果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表1可以看出，当本发明的改性脲醛胶的摩尔比为0.99时，生产的13.3mm的强化木地板基材的甲醛释放量为5.92mg/100g,低于囯家标准的小于9mg/100g的El级要求。吸水厚度膨胀率为7.11%，低于国家标准要求的小于10%。实施例6将本发明实施例3改性脲醛胶用于El级强化木地板施胶量按236kg/m3，施蜡量按llkg/m3，硫酸铵固化剂按干胶量的2.5%，在连续平压生产线上，压机速度260隨/s,5个区热压温度分别为225,230，228,205，185。按GB/T17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能实验方法》对产品性能进行检测，甲醛释放量用穿孔法检测。使用上述工艺生产13.3规格的强化木地板基材用纤维板，按照上述方法和设备检测其理化性能和甲醛释放量。检测结果如见表2表2强化木地板基材用纤维板性能检测结果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表2可以看出，当本发明的改性脲醛胶的摩尔比为0.99时，生产的13.3腿的强化木地板基材的甲醛释放量为4.98mg/100g,低于国家标准的小于9mg/100g的El级要求。吸水厚度膨胀率为6.91%，低国家标准要求的小于10%。权利要求1.一种强化木地板基材低摩尔比改性脲醛胶粘剂，其特征是包括以下重量配比的组分甲醛300份，尿素208～213份，三聚氰胺21.5～29.5份，聚乙烯醇0.0～2.0份，三乙醇胺0.0～0.15份，硼砂0.0～1.5份。2.根据权利要求l所述的低摩尔比改性脲醛胶粘剂，其特征是所述重量配比优选甲醛300份，尿素210~213份，三聚氰胺26.5~29.5份，聚乙烯醇0.0~1.0份,三乙醇胺O.12~0.15份，硼砂O.1~1.5份。3.根据权利要求1或2所述的低摩尔比改性脲醛胶粘剂，其特征是改性剂优选三聚氰胺、聚乙烯醇中至少一种。4.根据权利要求l或2所述的低摩尔比改性脲醛胶粘剂的制备方法，其特征是甲醛一次投入，在4590温度下，尿素分两次加入，改性剂一次投入，充分搅拌混合后，依次在中性或弱碱性、弱酸性、弱碱性介质中反应。5.根据权利要求4所述的低摩尔比改性脲醛胶粘剂的制备方法，其特征是第一次、第二次尿素加入量分别为尿素总量的40~50%，50~60%。6.根据权利要求4、5所述的低摩尔比改性脲醛胶粘剂的制备方法，其特征包括以下依次进行的步骤①在反应釜中加入甲醛，加氢氧化钠溶液调pH=8.0~9.0，加三聚氰胺，开动搅拌，升温到4565'C，保温20~30分钟。②检测pH值，加氢氧化钠溶液调p1^8.0~9.0，加入第一次尿素，继续升温到8090。C，保温1030分钟。③检验pH值，三次加甲酸溶液调pH值直到4.2-5.0，达到涂-4杯粘度为12~16秒。④加入三乙醇胺，加氢氧化钠溶液调pH=8.0~9.0,加入第二次尿素，保温20~40分钟。⑤加入硼砂后冷却。⑥冷却39°C，加氢氧化钠溶液调pH=7.0~8.0放料。全文摘要本发明公开了一种强化木地板基材低摩尔比改性脲醛胶粘剂，包括以下重量配比的组分甲醛300份，尿素208～213份，三聚氰胺21.5～29.5份，聚乙烯醇0.0～2.0份，三乙醇胺0.0～0.15份，硼砂0.0～1.5份。制备方法是甲醛一次投入，尿素分两次加入，改性剂一次投入，充分搅拌混合后，依次在中性或弱碱性、弱酸性、弱碱性介质中反应。本改性脲醛胶制造简单，易于生产操作，人造板企业的制胶车间无需要增加设备便可生产。游离甲醛含量为0.03％～0.12％，原料来料广，成本相对较低。利用本改性胶生产的强化木地板基材，符合标准要求。力学性能好，胶耗低，防水性好。文档编号C09J9/00GK101580683SQ20091011412公开日2009年11月18日申请日期2009年6月5日优先权日2009年6月5日发明者卢胜高,张祖庆,马丁息,黄庆平申请人:广西丰林木业集团股份有限公司