专利名称：一种共缩聚树脂型甲醛捕捉剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种人造板用脲醛树脂胶粘剂的甲醛捕捉剂及其制备方法，属木材加工中人造板生产技术领域。
背景技术：
脲醛树脂是目前人造板工业使用量最大的一类胶粘剂，但随着人们环保意识的不 断增强和国家环保法规的不断健全，脲醛树脂的甲醛释放问题也越来越引起人们的关注。作为脲醛树脂的主要反应原料之一，甲醛对人体的健康有重要影响，已被国际癌症研究所列为可疑致癌物质。由于UF树脂中游离甲醛浓度过高，不仅对木材加工的工作环境造成污染，而且长期给消费者的健康带来不利。降低人造板材甲醛释放量的方法很多，其中，降低反应原料甲醛与尿素的摩尔比F/U是最为常见的一种方法，但在大多情况下，在甲醛释放量降低的同时，树脂性能也相应劣化，为了兼顾甲醛释放量和胶接性能两方面的要求，不借助其它降低甲醛释放量的方法，摩尔比f/u —般可降至I: I. ri. 2。在以该摩尔比制备的脲醛树脂中仍存在一定的游离甲醛，相应的木制产品很难达到国家标准中El级甲醛释放量要求，脲醛树脂的甲醛释放量仍有较大的降低空间。另外，通过控制脲醛树脂的制备工艺，也可以对甲醛释放量产生重要影响。与上述两种方法相比较，向脲醛树脂中添加甲醛捕捉剂则是一种操作更为简便、效果更为明显、工业应用更易推广的降低甲醛释放量的方法。组成甲醛捕捉剂的成分可以是一种能与甲醛反应的单体物质或溶液，可参见专利如DE2917159、EP13372、CN1298911、CN1425725等，也可以是多种物质的混合物，可参见专利如CN1062541、CNlOl 100587、CN1799636、CN1104657等，其中含有多种捕捉甲醛的物质。但总体而言，常被用作甲醛捕捉剂主要有氨或氨基衍生物类物质、尿素、硫脲混合物、亚硫酸氢钠、三聚氰胺树脂、间苯二酚、木素磺酸铵、氧化淀粉等。从理论上看，凡是能与甲醛反应的物质均可作为脲醛树脂的甲醛捕捉剂，因此，尚有能与甲醛反应的活性位的脲醛树脂本身即可作为甲醛捕捉剂使用。树脂型甲醛捕捉剂以共缩聚树脂为基础，一方面，其中的游离尿素及低分子量的加成产物可以有效的去除主体胶粘剂中的游离甲醛，另一方面，树脂型羟甲基缩聚产物的存在可在一定程度上减小尿素与甲醛摩尔比的降低对主体胶粘剂强度性能的影响，从而实现树脂强度性能与甲醛释放量之间的平衡。因此，树脂型甲醛捕捉剂较之其它甲醛捕捉剂综合性能更优。结合文献检索，尚未见有直接使用经一定缩聚反应、已部分树脂化的树脂为脲醛树脂胶粘剂的甲醛捕捉剂的报导
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种适用于脲醛树脂的、具有一定分子量且具有一定甲醛捕捉能力的树脂基甲醛捕捉剂，通过该捕捉剂与脲醛树脂主体胶粘剂的混合以实现木材胶粘剂强度与甲醛释放量的双重标准。本发明中甲醛捕捉剂的制备选用“碱-酸-碱”工艺，甲醛与尿素最终摩尔比F/U为1:2. 4f4. 0，甲醛一次性加入，尿素分两次加入，反应温度85、5°C，反应时间2 3小时。本发明的三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚甲醛捕捉剂的制备方法步骤如下
1.反应开始阶段一次加入计量的甲醛，调整PH值在8.0-8. 5之间，搅拌下加入第一次尿素、三聚氰胺和适量水，控制甲醛与尿素的摩尔比F/U在1:2. 0-2. 4，甲醛与三聚氰胺的摩尔比F/M在1:0. 05-0. 5之间；
2.搅拌反应10-30分钟后逐渐升温到9(T99°C，在9(T99°C条件下保温反应30-60分钟后，调整pH值在4. 5-5. 5之间，保温反应30-120分钟；
3.调整pH值在8.5-9. 5之间，控制温度在85、5°C条件下，加入第二次尿素和十水硼酸钠，并添加适量水控制固体含量，控制最终甲醛与尿素摩尔比F/U在1:2. 41-4. 01之间，保温反应15 45分钟后冷却放料.
在步骤I中，除选用尿素、甲醛单体为反应原料外，还可选用尿素与甲醛的预缩聚体。pH值的调节可使用重量浓度为2(T30%的氢氧化钠水溶液和10%的甲酸水溶液。本发明的优点在于
1)树脂型甲醛捕捉剂的添加进一步降低了脲醛树脂主体胶粘剂尿素与甲醛的摩尔比，体系中尚存的游离尿素及具有反应活性的羟甲基化合物可以与主体胶粘剂中的甲醛反应，有效减少最终人造板材的甲醛释放量；
2)由于树脂基甲醛捕捉剂性能与脲醛树脂主体胶粘剂性能相似，它的添加不会对脲醛树脂胶粘剂制备及操作工艺造成影响，可以与各种不同性能脲醛树脂混合使用而对脲醛树脂胶粘剂的固化性能、施胶性能等影响不大；
3)树脂型甲醛捕捉剂的添加比例可以根据最终人造板产品的性能要求作相应的调整，操作灵活简便；
4)树脂型甲醛捕捉剂的制备无需增加相关的设备投入，制备原料及方法均与脲醛树脂相仿，成本增加不明显。本发明得到了一种树脂型甲醛捕捉剂，其特点在于捕捉剂以三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚为基础，体系中游离尿素、羟甲基化合物及其缩聚产物同时存在，而无游离甲醛。它可以与脲醛树脂主体胶粘剂混合使用，明显降低胶粘剂的甲醛释放量，并在一定的重量添加比例范围内，不会对脲醛树脂主体胶粘剂的强度性能造成明显影响，优选添加比例为总施胶量的10 20%。该甲醛捕捉剂适用于各种脲醛树脂，尤其是适用于由较低尿素与甲醛摩尔比制备得到的脲醛树脂。它们的混合体系适用于各种室内级人造板的生产。
具体实施例方式实施例I :(每份为重量份数,克或千克)
I)取102份尿素、302份福尔马林溶液和225份水，用重量浓度为20%的NaOH水溶液调节pH值至8. 0 ；2)升温至90°C，并在此温度下反应45分钟；
3)用重量浓度为10%的甲酸水溶液调节pH值至4.5，继续反应60分钟；
4)调节pH值至8.0，加入457份尿素和十水硼酸钠和54份水，保温反应20分钟后，冷却，调pH至8. (T8. 5，放料。实施例2 (每份为重量份数，克或千克)
1)取尿素甲醛预聚体207份(其中各物质的重量百分比分别为甲醛尿素水=5423 23),76份尿素和177份水，用重量浓度为20%的NaOH水溶液调节pH值至8. 0 ;
2)升温至90°C，并在此温度下反应30分钟；
3)用重量浓度为10%的甲酸水溶液调节pH值至5.0，继续反应60分钟；
4)调节pH值至8.0，加入323份尿素和十水硼酸钠、50份氯化钠和54份水，保温反应20分钟后，冷却，调pH至8. 0 8. 5，放料。将根据本发明制备的甲醛捕捉剂与脲醛树脂(尿素与甲醛摩尔比F/U=l)混合制备密度为65(T700g/cm3的刨花板，胶粘剂施胶量为绝干刨花重量的10%，热压时间为5分钟。当甲醛捕捉剂的添加量为总施胶量的1(T20%时，刨花板的甲醛释放量为0. 44、. 73mg/L,比未加甲醛捕捉剂时降低20飞0%，而对刨花板的强度性能影响不大，刨花板的内结合强度值为0. 5^0. 8MPa,满足室内级人造板性能要求。
权利要求
1.一种三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂型甲醛捕捉剂制备方法，其特征在于 a.反应开始阶段一次加入计量的甲醛，调整pH值在8.0-8. 5之间，搅拌下加入第一次尿素、三聚氰胺和适量水，控制甲醛与尿素的摩尔比F/U在1:2. 0-2. 4，甲醛与三聚氰胺的摩尔比F/M在1:0. 05-0. 5之间； b.搅拌反应10-30分钟后逐渐升温到9(T99°C，在9(T99°C条件下保温反应30-60分钟后，调整pH值在4. 5-5. 5之间，保温反应30-120分钟； c.调整pH值在8.5-9. 5之间，控制温度在85、5°C条件下，加入第二次尿素和十水硼酸钠，并添加适量水控制固体含量，控制最终甲醛与尿素摩尔比F/U在1:2. 41-4. 01之间，保温反应15 45分钟后冷却放料； 三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂型甲醛捕捉剂外观为乳白色液体或膏状物，由游离尿素、羟甲基化合物、树脂初期聚合物和水组成，其中游离尿素含量为5 40%;羟甲基化合物含量为10 50%，其中二羟甲基化合物含量占总量的40、0% ;树脂初期聚合物含量为10 40%，平均分子量为100 500，分子链中包含1-6个结构单元。
全文摘要
本发明提供了一种三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂型甲醛捕捉剂，由尿素、三聚氰胺、甲醛经共缩聚反应制备，其中，尿素与甲醛最终摩尔比F/U为1:2.4~4.0，甲醛一次性加入，尿素分两次加入，反应温度85~95℃，反应时间2~3小时。本发明的甲醛捕捉剂可以与各种脲醛树脂胶粘剂混合使用，特别适用于较低尿素与甲醛摩尔比制备得到的脲醛树脂。在一定的重量添加比例范围内，不会对脲醛树脂主体胶粘剂的强度性能造成明显影响，具有使用灵活、综合性能高等优点，可适用于各种室内级人造板的生产。
文档编号C09J161/24GK102675574SQ201210106439
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月12日 优先权日2012年4月12日
发明者杜官本, 邓书端, 雷洪 申请人:西南林业大学