专利名称：一种用于人造板的中温固化酚醛树脂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料领域，具体是指一种在105-110°c的中温条件下能快速固化的酚醛树脂，该酚醛树脂可作为胶黏剂，用于生产耐沸水的高胶合强度人造板。
背景技术：
酚醛树脂是人造板生产中广泛使用的人工合成树脂。酚醛树脂作为胶黏剂用于木质材料胶合时，具有很高的胶合强度。同时酚醛树脂具有良好的耐水、耐酸、耐热、耐老化性。目前人造板生产中使用的酚醛树脂均为高温固化型，固化温度在140-150°C。由于其需要在较高温度条件下才能完成固化，因此会导致以下问题1、热能消耗大，生产成本高；2、 热压的高温作用会导致人造板热应变加剧、增加二次加工困难、降低出材率；3、使某些产品的热压工艺受到限制，如覆膜竹胶合板只能采用“冷进冷出”工艺，生产效率低下；4、在高温条件下卸压出板，产品容易发生鼓泡分层，导致产品降等或报废。对酚醛树脂的改性虽然取得了较多的成果，但目前在加快酚醛树脂固化速度方面的研究较多，对降低酚醛树脂固化温度方面的研究较少。除常温固化型酚醛树脂外，就目前研究成果而言，酚醛树脂胶黏剂的固化温度一般只能降低到120 130°C，因此还不能满足要求使用更低固化温度的人造板产品的需要，而且生产成本较高，使实际应用受到限制。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是制备一种与目前生产中使用的酚醛树脂相比，固化温度低(105-110°C )、固化速度快、能满足室外用人造板和结构用人造板需要的中温固化酚醛树脂。为实现以上目的，本发明的采用的技术方案是本发明的一种用于人造板的中温固化酚醛树脂，由以下物质组成
苯酚1 mol
甲醛溶液 1.7mol-2.3mol 尿素0.2 mol -0.4 mol
催化剂 0.15 mol-0.45 mol 促进剂 0.05 mol -0.2 mol
增塑剂苯酚重量的5%-15%所述甲醛溶液为质量分数为37%的甲醛水溶液；所述催化剂为氢氧化钠、氧化镁、氧化和氧化锌中的一种或几种。所述促进剂为间苯二酚、三聚氰胺、异氰酸酯或碳酸酯；所述增塑剂为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛或丁腈乳胶。制备上述用于人造板的中温固化酚醛树脂的方法，具体步骤为(1)将上述摩尔比的苯酚、催化剂的50%-80%、甲醛溶液的60%-85%、促进剂和增塑剂加入反应釜，升温至75°C -85°C ；(2)保持10min-30min，加入剩余催化剂、甲醛溶液和上述摩尔比的尿素 60% -80%，升温、回流 10min-20min ；(3)降温至90 V -96 °C，继续反应至粘度为300mpa. s-350mpa. s,降温至 60°C _70°C时，加入剩余尿素，反应20min-40min ；(4)降温至40°C以下出料，即得一种用于人造板的中温固化酚醛树脂。下面对本发明做进一步的解释说明本发明在具体制备过程中，甲醛溶液、尿素采用二次投料提高了反应过程的平稳性并促使苯酚、尿素反应更完全；通过沸腾回流、增加初期树脂反应程度以及增加初期树脂单元活性点等技术措施，使该树脂可在105-110°C的温度条件下快速固化。与目前人造板生产中应用的固化温度为140-150°C的酚醛树脂相比，固化温度大幅降低、生产效率大大提
尚ο本发明的一种用于人造板的中温固化酚醛树脂的技术指标如下固体含量 40% 50% ；粘度380 550mPa · s ；游离酚含量彡2. 5%，游离醛含量彡0.4% ；可被溴化物含量13. 5% ；聚合时间48 52s，水混合性彡5倍；稳定时间彡50d。本发明的优势在于本发明的一种用于人造板的中温固化酚醛树脂，固化温度低 (105-110°C )、固化速度快、可大大提高人造板的生产效率、满足室外用人造板和结构用人造板需要。
具体实施例方式实施例1 分别称取苯酚500g，尿素65g，甲醛溶液780g，间苯二酚35g，氢氧化钠50g，氧化镁 20g，聚乙烯醇30g。将500g溶化的苯酚、35g氢氧化钠、12g氧化镁加入反应釜，开动搅拌器，升温至 40°C，加入580g甲醛溶液，35g间苯二酚和30g聚乙烯醇，升温至80°C _82°C。保持20min 后加入剩余的200g甲醛溶液、剩余的15g氢氧化钠、8g氧化镁和45g尿素，用30min升温至沸腾并回流lOmin。降温至92°C _94°C，继续反应至粘度为310mpa. s时降温至62°C，加入剩余的20g尿素，反应30min，当降温至38°C时出料。树脂技术指标固体含量42% ；粘度385Pa · s ；游离酚含量2. 5 %，游离醛含量 0. 15% ；可被溴化物含量12. 9% ；聚合时间51s，水混合性8倍；稳定时间60d。实施例2 分别称取苯酚500g，尿素90g，甲醛溶液820g，异氰酸酯45g，氢氧化钠60g，氧化钙 30g，聚乙烯醇缩醛35g。将500g溶化的苯酚、45g氢氧化钠、20g氧化钙加入反应釜，开动搅拌器，升温至 40°C，加入620g甲醛溶液，45g异氰酸酯和35g聚乙烯醇缩醛，升温至80°C _82°C。保持25min后加入剩余的200g甲醛溶液、剩余的15g氢氧化钠、IOg氧化钙和65g尿素，用35min 升温至沸腾并回流15min。降温至92°C _94°C，继续反应至粘度为350mpa. s时降温至60°C， 加入剩余的25g尿素，反应30min，降温至38°C时出料。树脂技术指标固体含量46% ；粘度425Pa · s ；游离酚含量2. 1 %，游离醛含量 0. 18% ；可被溴化物含量13. 1% ；聚合时间50s，水混合性8倍，稳定时间60d。实施例3 分别称取苯酚500g，尿素105g，甲醛溶液910g，碳酸酯60g，氢氧化钠60g，氧化锌 25g，聚乙烯醇35g。将500g溶化的苯酚、45g氢氧化钠、15g氧化锌加入反应釜，开动搅拌器，升温至 400C，加入650g甲醛溶液，60g碳酸酯和35g聚乙烯醇，升温至80°C -82°C。保持20min后加入剩余的260g甲醛溶液、剩余的15g氢氧化钠、IOg氧化锌和75g尿素，用35min升温至沸腾并回流lOmin。降温至92°C -94°C，继续反应至粘度为420mpa. s时降温至60°C，加入剩余的30g尿素，反应30min，当降温至38°C时出料。树脂技术指标固体含量49% ；粘度435Pa · s ；游离酚含量2. 1 %，游离醛含量 0. 23% ；可被溴化物含量13% ；聚合时间50s，水混合性5倍；稳定时间60d。
权利要求
1.一种用于人造板的中温固化酚醛树脂，其特征是，由以下物质组成苯酚1 mol甲醛溶液1.7mol-2.3mol尿素0.2 mol -0.4 mol催化剂0.15 mol-0.45 mol促进剂0.05 mol -0.2 mol增塑剂苯酚重量的5%-15% 所述甲醛溶液为质量分数为37%的甲醛水溶液； 所述催化剂为氢氧化钠、氧化镁、氧化和氧化锌中的一种或几种。 所述促进剂为间苯二酚、三聚氰胺、异氰酸酯或碳酸酯； 所述增塑剂为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛或丁腈乳胶。
2.制备权利要求1所述用于人造板的中温固化酚醛树脂的方法，其特征是，具体步骤为(1)将上述摩尔比的苯酚、催化剂的50%-80%、甲醛溶液的60% -85%、促进剂和增塑剂加入反应釜，升温至75°C -85°C ；(2)保持10min-30min，加入剩余催化剂、甲醛溶液和上述摩尔比的尿素60%-80%，升温、回流 15min-20min ；(3)降温至90°C-96°C，继续反应至粘度为300mpa. s-350mpa. s,降温至60°C _70°C时， 加入剩余尿素，反应20min-40min ；(4)降温至40°C以下出料，即得一种用于人造板的中温固化酚醛树脂。
全文摘要
本发明涉及高分子材料领域，具体提供了一种可用于生产室外用和结构用人造板的中温固化型酚醛树脂，以苯酚、甲醛溶液、尿素为主要原料，以氢氧化钠、氧化镁、氧化钙和氧化锌中的一种或几种为催化剂，并加入促进剂、增塑剂。具体制备过程中甲醛溶液、尿素采用二次投料，并通过沸腾回流和增加初期树脂反应程度等技术措施，使该树脂可在105-110℃的温度条件下固化。与目前人造板生产中应用的固化温度为140-150℃的酚醛树脂相比，固化温度大幅降低，生产效率大大提高。
文档编号C08G14/08GK102250302SQ20111014717
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月2日 优先权日2011年6月2日
发明者韩健 申请人:中南林业科技大学