专利名称：一种纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂及其制备方法
技术领域：
本发明属于装饰纸或装饰板浸渍胶粘剂制备技术领域，更具体涉及一种纳米氧化 铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂及其制备方法。
背景技术：
三聚氰胺甲醛树脂固化后胶层无色透明，硬度高，装饰纸经其浸渍后对原有的花 纹及图案不会造成任何影响，是木材工业常用的浸渍树脂。用三聚氰胺甲醛树脂浸渍的各 种装饰纸和装饰板被广泛用于家具及室内装修上。但未经改性的三聚氰胺甲醛树脂其耐磨 性通常低于300转，常用于生产中低端产品，附加值较低，产品的使用寿命短，不利于节能 环保。将三聚氰胺甲醛树脂进行改性提高其耐磨性，生产高级装饰纸和装饰板，不仅提高了 产品的附加值，而且延长了产品的使用寿命，有利于节约资源，减少能耗，符合国家节能减 排的产业政策。公开号为CN1865587的发明专利公开了 “建筑模板浸渍纸防水耐磨树脂胶”。该 专利提供了一种建筑模板浸渍纸防水耐磨树脂胶，其原料成份为脲醛树脂胶5份-9份，添 加剂0. 5份-3份；添加剂各原料的重量配比为石英粉30份-70份、白瓷粉25份-65份、 木质纤维粉1份-10份、固体色剂粉0.5-3份。这种树脂胶有成本低，产品质量稳定，贮存 期长，耐磨性好的特点，但其耐磨性主要由添加大粒径的无机物实现，易导致使用过程发生 沉降等问题。公开号为CN101117781的发明专利公开了“纸质阻燃装饰板及其浸渍胶生产方 法”。该专利中浸渍胶的原料为530-570份三聚氰胺、700-740份甲醛、280 -320份水、36% 浓度的碱液0. 7-1. 1份；生产过程为将甲醛投入反应釜，加半量水和碱液，调pH = 8-9，升 温，加三聚氰胺在90-110°C中反应2-池，再加余量水调粘度为9-lOs，冷却出胶即可。采用 该树脂浸渍的纸质装饰板阻燃效果更好，侧面协调性好。但该浸渍树脂采用的是普通三聚 氰胺甲醛树脂的配方，侧重于防火阻燃，表面耐磨性无变化，影响浸渍装饰板的使用寿命。公开号为CN101302412的发明专利公开了 “三聚氰胺_尿素-甲醛共缩聚树脂木 材胶粘剂及制备方法”。该专利提供了一种可用于浸渍纸生产树脂胶，其胶粘剂由三聚氰胺 (M)、尿素(U)、甲醛(F)共缩聚而成，具有稳定性好、性能优异等优点，但尿素成份的比例过 大(达三聚氰胺与尿素总量的60%)，虽降低了成本，却使终端产品的耐磨性下降。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂及 其制备方法，可用于装饰纸、装饰板的浸渍生产。该树脂制备方法简单，固化后耐磨性能好， 可提高产品的使用寿命。本发明的一种纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂，其原料配方中各组分的重 量份数为纳米氧化铝10 — 40份，三聚氰胺100 — 120份，水50 — 100份，甲醛溶液90 — 230份，聚乙烯醇2 — 20份，酰胺类物质10 — 25份，尿素10 — 30份。
所述纳米氧化铝选自普通纳米氧化铝和经偶联剂处理过的纳米氧化铝。所述甲醛溶液的浓度为35. 5%-37. 5%。所述酰胺类物质为N，N- 二甲基甲酰胺、己内酰胺、对甲苯磺酰胺中的一种或几种 混合物。本发明所述纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂的制备方法，其特征在于 ①向反应釜中加入50 - 100份水，开动搅拌器；②加入90 - 230份甲醛溶液，搅拌一段 时间；③加入2 — 20份聚乙烯醇，升温至60 - 75°C，反应一段时间；④用碱液调节溶液 pH=8. 5-10.0，加入100 - 120份三聚氰胺，随后升温至80-95°C，反应一段时间；⑤加入 10 - 25份酰胺类物质，反应一段时间；⑥再加入10 - 40份纳米氧化铝，反应一段时间后将 温度调整为60-75°C ；⑦最后加入10 - 30份尿素，继续搅拌，反应一段时间，降温至40°C 以下，即成。所述碱液为氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠溶液中的一种或几种混合物，碱液重量 浓度为5% — 40% ο上述全反应过程所用的搅拌转速分别为步骤①②③④⑤⑦所用搅拌转速为 60 — 80转/分钟，步骤⑥所用搅拌转速为100 — 200转/分钟；反应时间分别为步骤 ③15 — 45分钟，步骤④80 - 100分钟，步骤⑤20 — 30分钟，步骤⑥20 — 30分钟，步骤 ⑦20 — 30分钟；步骤②所述搅拌时间为5 - 10分钟。本发明与现有技术相比具有如下优点 ①树脂制备方法简单，易于掌握。②用该树脂浸渍的装饰纸或装饰板耐磨性好，普通三聚氰胺甲醛树脂浸渍的产品 耐磨性一般低于300转，而该树脂可达1500转以上。③相比普通三聚氰胺甲醛树脂，以本发明的树脂浸渍的产品可获得更长的使用寿 命，减少了对林木资源的消耗。
具体实施例方式本发明的一种纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂，其制备步骤如下
①向反应釜中加入50 - 100份水，开动搅拌器；②加入90 - 230份甲醛溶液，搅拌 一段时间；③加入2 — 20份聚乙烯醇，升温至60 - 75°C，反应一段时间；④用碱液调节 pH=8. 5-10.0，加入100 - 120份三聚氰胺，随后升温至80-95°C，反应一段时间；⑤加入 10 - 25份酰胺类物质，反应一段时间；⑥加入10 - 40份纳米氧化铝，反应一段时间，将温 度调整为60-75°C;⑦加入10 — 30份尿素，继续搅拌一段时间，降温至40°C以下，即成。上 述份数均表示重量份数。所述的原料，纳米氧化铝为普通纳米氧化铝、经偶联剂处理过的纳米氧化铝中的 一种或几种混合物，三聚氰胺为工业级三聚氰胺，甲醛溶液的浓度为35. 5%-37. 5%，尿素为 工业级尿素，聚乙烯醇为工业级聚乙烯醇，用于调节PH值的碱液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸 氢钠的一种或几种混合物的水溶液，重量浓度为5% - 40%，酰胺类物质为N，N- 二甲基甲酰 胺、己内酰胺、对甲苯磺酰胺的一种或几种混合物。所述的制备方法中，反应釜采用可控制温度和带有搅拌器的反应釜，步骤 ①②③④⑤⑦所用搅拌转速为60 — 80转/分钟，步骤⑥所用搅拌转速为100 — 200转/分钟；反应时间为步骤③15 - 45分钟，步骤④80 - 100分钟，步骤⑤20 — 30分钟，步骤 ⑥20 — 30分钟，步骤⑦20 - 30分钟；步骤②所述搅拌时间为5 — 10分钟。本发明结合以下具体实例进一步阐明，但是本发明不仅限于此。实施例1
将N，N- 二甲基甲酰胺与己内酰胺按重量比为3:1混合均勻，备用；在可控温带搅拌器 的反应釜中分别加入50份水、150份浓度为37%的甲醛，同时控制搅拌器转速为60转/分 钟，搅拌Smin ；加入3份聚乙烯醇，升温至60°C，保温25min ；以适量浓度为20%的氢氧化 钠溶液调节pH=9. 5，加入100份三聚氰胺，开始升温至85°C，保温搅拌90min ；再加入10份 的N，N- 二甲基甲酰胺与己内酰胺的混合物，继续反应20min ；然后加入15份纳米氧化铝， 控制搅拌器转速为120转/分钟，继续搅拌25min，降温至65°C ；加入10份尿素，保温搅拌 20min,降温至40°C以下即成所述一种纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂。实施例2
在可控温带搅拌器的反应釜中分别加入80份水、230份浓度为35. 5%的甲醛，同时控 制搅拌器转速为70转/分钟，搅拌IOmin ；加入2份聚乙烯醇，升温至65°C，保温15min ；以 适量浓度为20%的碳酸氢钠溶液调节pH=8. 5，加入120份三聚氰胺，开始升温至92°C，保温 搅拌SOmin ；再加入25份的N，N- 二甲基甲酰胺，继续反应30min ；然后加入30份纳米氧化 铝，控制搅拌器转速为200转/分钟，继续搅拌30min，降温至60°C;加入20份尿素，保温搅 拌23min，降温至40°C以下即成所述一种纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂。实施例3
在可控温带搅拌器的反应釜中分别加入100份水、200份浓度为36. 5%的甲醛，同时控 制搅拌器转速为80转/分钟，搅拌IOmin ；加入20份聚乙烯醇，升温至75°C，保温45min ； 以适量浓度为20%的氢氧化钠溶液调节pH=9. 0，加入115份三聚氰胺，开始升温至95°C，保 温搅拌IOOmin ；再加入15份的己内酰胺，继续反应25min ；然后加入40份经偶联剂KH-570 处理过的纳米氧化铝，控制搅拌器转速为180转/分钟，继续搅拌30min，降温至60°C;加入 15份尿素，保温搅拌30min，降温至40°C以下即成所述一种纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛 耐磨树脂。实施例4
将质量浓度为15%的氢氧化钠溶液与质量浓度为15%的碳酸钠溶液按体积比为1 1混 合，备用；在可控温带搅拌器的反应釜中分别加入50份水、90份浓度为37. 5%的甲醛，同时 控制搅拌器转速为60转/分钟，搅拌5min ；加入6份聚乙烯醇，升温至70°C，保温30min ； 以适量的氢氧化钠与碳酸钠溶液的混合液调节pH=8. 8，加入110份三聚氰胺，开始升温至 80°C，保温搅拌95min ；再加入20份的对甲苯磺酰胺，继续反应^min ；然后加入10份经偶 联剂KH-550处理过的纳米氧化铝，控制搅拌器转速为140转/分钟，继续搅拌2%iin，降温 至70°C ；加入15份尿素，保温搅拌^min，降温至40°C以下即成所述一种纳米氧化铝改性 三聚氰胺甲醛耐磨树脂。实施例5
将纳米氧化铝与经偶联剂KH-560处理过的纳米氧化铝按质量比为2:1混合，备用；在 可控温带搅拌器的反应釜中分别加入60份水、180份浓度为37%的甲醛，同时控制搅拌器转 速为100转/分钟，搅拌6min ；加入10份聚乙烯醇，升温至72°C，保温35min ；以适量浓度为40%的氢氧化钠溶液液调节pH=10. 0，加入105份三聚氰胺，开始升温至93°C，保温搅拌 90min ；再加入18份的对己内酰胺，继续反应^min ；然后加入25份纳米氧化铝的混合物， 控制搅拌器转速为110转/分钟，继续搅拌25min，降温至65°C ；加入16份尿素，保温搅拌 28min,降温至40°C以下即成所述一种纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂。实施例6
在可控温带搅拌器的反应釜中分别加入90份水、200份浓度为35. 5%的甲醛，同时控制 搅拌器转速为70转/分钟，搅拌9min ；加入15份聚乙烯醇，升温至70°C，保温40min ；以适 量浓度为5%的氢氧化钠溶液调节pH=9. 3，加入120份三聚氰胺，开始升温至88°C，保温搅 拌98min ；再加入15份的N，N- 二甲基甲酰胺，继续反应^min ；然后加入20份的纳米氧化 铝，控制搅拌器转速为100转/分钟，继续搅拌20min，降温至75°C;加入25份尿素，保温搅 拌25min，降温至40°C以下即成所述一种纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂。实施例7
在可控温带搅拌器的反应釜中分别加入85份水、170份浓度为36%的甲醛，同时控制 搅拌器转速为80转/分钟，搅拌Smin ；加入12份聚乙烯醇，升温至68°C，保温38min ；以适 量浓度为25%的碳酸钠溶液调节pH=8. 6，加入100份三聚氰胺，开始升温至85°C，保温搅拌 IOOmin ；再加入12份的N，N- 二甲基甲酰胺，继续反应27min ；然后加入35份的纳米氧化 铝，控制搅拌器转速为180转/分钟，继续搅拌^min，降温至60°C;加入30份尿素，保温搅 拌30min，降温至40°C以下即成所述一种纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂。实施例8
将质量浓度为20%的氢氧化钠溶液与质量浓度为5%的碳酸钠溶液按体积比为1:2混 合，备用；在可控温带搅拌器的反应釜中分别加入70份水、120份浓度为36. 5%的甲醛，同 时控制搅拌器转速为60转/分钟，搅拌7min ；加入6份聚乙烯醇，升温至75°C，保温23min ； 以适量的氢氧化钠与碳酸钠溶液的混合液调节pH=9. 8，加入108份三聚氰胺，开始升温至 89°C，保温搅拌96min ；再加入11份的己内酰胺，继续反应25min ；然后加入18份纳米氧化 铝，控制搅拌器转速为160转/分钟，继续搅拌30min，降温至60°C;加入15份尿素，保温搅 拌22min，降温至40°C以下即成所述一种纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂。本发明所述一种纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂可应用于浸渍装饰纸或 装饰板等，在普通浸胶槽中即可实现，浸胶次数为2—4次，浸胶量为200%— 480%。浸渍纸 贴面工艺采用的热压工艺为热压单位压力1. 5 — 2. 5MPa，温度140 — 170°C，时间0. 6 — 1.5min。表面耐磨性能为，磨耗值彡40mg/100转，表面耐磨可以达到1500转，超过GB/T 15102-2006“浸渍胶膜纸饰面人造板”中磨耗值<80mg/100转、图案磨100转后应保留50% 以上花纹、素色磨350转后无露底现象的要求，可用于高级饰面人造板的生产。
权利要求
1.一种纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂，其特征在于所述纳米氧化铝改性三 聚氰胺甲醛耐磨树脂的原料配方中各组分的重量份数为纳米氧化铝10 - 40份，三聚氰 胺100 - 120份，水50 - 100份，甲醛溶液90 — 230份，聚乙烯醇2 — 20份，酰胺类物质 10 - 25份，尿素10 - 30份。
2.根据权利要求1所述的纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂，其特征在于所述 纳米氧化铝选自普通纳米氧化铝和经偶联剂处理过的纳米氧化铝。
3.根据权利要求1所述的纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂，其特征在于所述 甲醛溶液的浓度为35. 5%-37. 5%。
4.根据权利要求1所述的纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂，其特征在于所述 酰胺类物质为N，N- 二甲基甲酰胺、己内酰胺、对甲苯磺酰胺中的一种或几种混合物。
5.一种如权利要求1-4中任一条所述纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂的制备 方法，其特征在于所述制备方法的具体步骤如下①向反应釜中加入50 - 100份水，开动 搅拌器；②加入90 - 230份甲醛溶液，搅拌一段时间；③加入2 - 20份聚乙烯醇，升温至 60 - 75°C，反应一段时间；④用碱液调节溶液pH=8. 5-10. 0，加入100 — 120份三聚氰胺， 随后升温至80-95°C，反应一段时间；⑤加入10 - 25份酰胺类物质，反应一段时间；⑥再 加入10 - 40份纳米氧化铝，反应一段时间后将温度调整为60-75°C ；⑦最后加入10 — 30 份尿素，继续搅拌，反应一段时间，降温至40°C以下，即成。
6.根据权利要求5所述的纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂的制备方法，其特征 在于所述碱液为氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠溶液中的一种或几种混合物，碱液重量浓度 为 5% — 40% ο
7.根据权利要求5所述的纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂的制备方法，其特征 在于全反应过程所用的搅拌转速分别为步骤①②③④⑤⑦所用搅拌转速为60 — 80转/ 分钟，步骤⑥所用搅拌转速为100 — 200转/分钟；反应时间分别为步骤③15 - 45分钟， 步骤④80 - 100分钟，步骤⑤20 - 30分钟，步骤⑥20 — 30分钟，步骤⑦20 — 30分钟； 步骤②所述搅拌时间为5 - 10分钟。
全文摘要
本发明公开了一种纳米氧化铝改性三聚氰胺甲醛耐磨树脂及其制备方法，所述树脂原料如下纳米氧化铝、三聚氰胺、水、甲醛、聚乙烯醇、碱液、酰胺类物质、尿素；其制备方法为向反应釜中加入水，再依次加入甲醛、聚乙烯醇、碱液、三聚氰胺、酰胺类物质、纳米氧化铝、尿素，各反应一段时间即成。采用这种方法制备的三聚氰胺甲醛耐磨树脂，制备方法简单，稳定性好，贮存期长；以该树脂浸渍的装饰纸，表面耐磨性能超过1500转，可用于浸渍胶膜纸饰面人造板的生产。
文档编号C08G12/32GK102120809SQ201110104500
公开日2011年7月13日 申请日期2011年4月26日 优先权日2011年4月26日
发明者曾月鸿, 林巧佳, 陈奶荣 申请人:福建农林大学