专利名称：一种硅酸盐纳米粘土/脲醛树脂复合胶粘剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及硅酸盐纳米粘土的表面改性以及在脲醛树脂胶粘剂中的应用，属于非 金属矿的深加工和高分子材料领域，产品适用于木材加工行业。
背景技术：
脲醛树脂胶粘剂由于成本低和胶合强度高而被广泛用于胶合板、细木工板等人造 板材行业，然而脲醛树脂胶粘剂突出的缺点是游离甲醛含量高，并且其制品在使用过程中 会缓慢释放甲醛，长期污染环境。目前，降低脲醛树脂中游离甲醛含量常用方法有2种，一 是在合成脲醛树脂时，降低反应物中甲醛与尿素的质量比，但此方法会导致产品胶合强度 降低，固化时间延长等负面效应；二是在脲醛树脂胶粘剂合成结束后，真空抽除产物中的游 离甲醛，但这会产生大量含醛废水，处理成本很高。中国专利ZL 200610038659. 1公开了一 种脲醛树脂添加剂，其技术方案是将活性凹凸棒石粘土、氧化镁、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和 十二烷基磺酸钠等配料混合后磨成粉状，颗粒细度控制在0. 074 0. 105毫米，用来提高脲 醛树脂的内在质量和降低甲醛的释放量。该方法的不足之处主要在于①该添加剂粒度大， 添加到脲醛树脂中不能体现凹凸棒石的补强性能和吸附性，不但会降低脲醛树脂的胶合强 度，而且对甲醛的吸附能力也较差；②配料组分较多，起主要作用的仍是有机改性剂，增加 了生产成本；③制备该活性凹凸棒粘土工序较多，前处理复杂，生产周期延长，不利于工业 化生产。
发明内容
鉴于背景技术所存在的问题，本发明目的在于提供一种硅酸盐纳米粘土 /脲醛树 脂复合胶粘剂的制备方法，制备该复合胶粘剂的原料来源丰富、价格低廉，该方法制备工艺 简单且能有效降低脲醛树脂中游离甲醛含量，同时提高其力学性能。本发明的技术方案是首先对硅酸盐粘土进行表面活化处理，然后用可溶性硅酸盐 溶液和硅烷偶联剂分别对纳米粘土进行无机和有机改性，最后在合成脲醛树脂过程中加入 改性纳米粘土，制得硅酸盐纳米粘土 /脲醛树脂复合胶粘剂。本发明的具体技术方案通过如下步骤予以实现1、硅酸盐粘土的表面活化与提纯将天然粘土矿在温度为300 400°C的条件下热活化1 10小时，立即加入到质 量百分浓度为5% 15%的酸性溶液1中淬冷，机械搅拌或超声分散1 5小时，然后静置 2 6天，把下层杂质沉淀去除，制得硅酸盐纳米粘土酸性分散液；2、硅酸盐纳米粘土的无机表面改性一边搅拌，一边向步骤1所制得的硅酸盐纳米粘土酸性分散液中加入可溶性硅 酸盐溶液，调节硅酸盐纳米粘土酸性分散液的pH值为2 3，过滤，洗涤至滤液的电导率 (300 μ S/cm,制得纳米粘土 /氧化硅复合物滤饼；3、纳米粘土 /氧化硅复合物的有机表面改性
向步骤2所得的纳米粘土 /氧化硅复合物滤饼中加入去离子水，机械搅拌，配制 成纳米粘土 /氧化硅复合物浆液，其中纳米粘土 /氧化硅复合物与去离子水的质量比为 (0. 1 0. 25) 1，用步骤2中所述可溶性硅酸盐溶液调节纳米粘土 /氧化硅复合物浆液 的PH值为8 10，升温至50 90°C，加入硅烷偶联剂，其中硅烷偶联剂与纳米粘土 /氧化 硅复合物的质量比值为(0.05 0.2) 1，恒温搅拌4 8小时，喷雾干燥，气流粉碎，制得 改性纳米粘土；4、硅酸盐纳米粘土 /脲醛树脂复合材料的制备向反应器中加入甲醛溶液，一边搅拌，一边用碱性溶液调节甲醛溶液的PH值为 8. 0 9. 5，然后加入尿素，得到混合溶液；将混合溶液升温至80 92°C，保温反应80 120分钟，用酸性溶液2调节混合溶液的pH值为4. 0 5. 5，当混合溶液滴入去离子水中呈 白色云雾状时加入步骤3中所制得的改性纳米粘土得到混合浆液，其中改性纳米粘土与混 合溶液1中甲醛和尿素总质量的比值为(0.05 0.2) 1，继续搅拌保温反应20 40分 钟；用碱性溶液调节混合浆液的PH值为7. 5 9. 5，即制得硅酸盐纳米粘土 /脲醛树脂复 合胶粘剂。本发明中所述的硅酸盐粘土主要指高岭土、凹凸棒石粘土、蒙脱石粘土、海泡石粘 土中的一种或几种；
步骤1中所述的天然粘土矿与酸性溶液1质量比值为(0. 1 0. 3) 1 ；所述的 酸性溶液1为硫酸溶液、硝酸溶液、盐酸溶液中的一种；步骤2和3中所述的硅酸盐溶液为硅酸钠溶液或硅酸钾溶液中的一种，硅酸盐溶 液的质量百分浓度为10% 20% ；步骤3中所述的硅烷偶联剂为Y-脲基丙基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基 硅烷、N- β -(氨乙基)-γ -氨丙基三乙氧基硅烷中的一种；步骤4中所述的甲醛与尿素的质量比为(0.75 1) 1;所述的碱性溶液为氢氧 化钠溶液、氢氧化钾溶液、氨水溶液中的一种，碱性溶液的质量百分浓度为5% 25% ；所 述的酸性溶液2为盐酸溶液、氯化铵溶液、甲酸溶液中的一种，酸性溶液的质量百分浓度为 5% 15%。本发明的有益效果是1、本发明首先对硅酸盐粘土进行高温活化后快速加入到酸性溶液中淬冷，酸化， 这样有利于将硅酸盐粘土聚集体分散成纳米粘土棒晶，除去了硅酸盐粘土中对反应有影响 的杂质离子，提高了硅酸盐粘土的分散性和反应活性，同时增大了硅酸盐粘土的比表面积， 有利于吸附脲醛树脂中的游离甲醛。2、本发明运用可溶性硅酸盐溶液对纳米粘土进行无机处理，这有3方面好处① 处理后的硅酸盐纳米粘土对硅烷偶联剂的表面活性增强了，硅烷偶联剂能够大量“接枝”于 其表面；②克服了硅酸盐纳米粘土外观颜色一般较深暗的缺点，提高了硅酸盐纳米粘土的 白度，这符合脲醛树脂胶粘剂的外观要求(无色，白色或淡黄色)；③中和了硅酸盐纳米粘 土分散液中的酸，滤液无需另作处理，节约了生产成本。3、本发明用带氨基基团的硅烷偶联剂对纳米粘土进行有机表面改性，这样做的好 处是硅烷偶联剂中的氨基基团易于脲醛树脂胶粘剂中的活性基团(如氨基、羟甲基)发生 物理、化学作用，增加了脲醛树脂的交联度，提高了脲醛树脂的力学性能。
4、本发明在合成脲醛树脂的过程中加入改性硅酸盐纳米粘土，这样不仅可以吸收 少量未反应的游离甲醛，降低游离甲醛含量，而且偶联剂上的氨基可以与脲醛树脂中的活 性基团发生反应，增进了硅酸盐纳米粘土与脲醛树脂胶粘剂的相容性能；制得复合材料后， 体系粘度增加，胶液变稠，无需再进一步真空抽滤脱水，降低了对设备要求同时缩短了生产 周期。5、本发明选用的硅酸盐纳米粘土除了具备一般纳米材料的特殊性能外，还具有来 源广泛、价格低廉、不易产生沉淀分层、对脲醛树脂的固化影响较小等优点。
具体实施例方式下面结合实施例和比较例，对本发明作进一步的描述，但绝不限制本发明的范 围实施例11、将50千克高岭土在400°C下热活化1小时，立即加入到167千克质量百分浓度 为15%的硫酸溶液中进行淬冷，机械搅拌5小时，静置2天，把下层杂质沉淀去除，制得纳米 高岭土酸性分散液；2、一边搅拌，一边向纳米高岭土酸性分散液中加入质量百分浓度为20%的硅酸钠 溶液至体系PH值为2，过滤，洗涤至滤液的电导率为300 μ S/cm,制得纳米高岭土 /氧化硅 复合物滤饼；3、向步骤2所得的纳米高岭土 /氧化硅复合物滤饼中加入去离子水，机械搅拌，配 制成纳米高岭土 /氧化硅复合物浆液，其中纳米高岭土 /氧化硅复合物与去离子水的质量 比值为0. 1，称取此浆液110千克，用质量百分浓度为20 %的硅酸钠溶液调节PH值为10，升 温至50°C，加入2千克N- β -(氨乙基)-γ -氨丙基三乙氧基硅烷，恒温搅拌8小时，喷雾干 燥，气流粉碎，制得改性纳米高岭土 ；4、向反应器中加入35千克甲醛溶液(质量百分含量为37%)，一边搅拌，一边用 质量百分浓度为5%的氨水溶液调节ρΗ值为8. 0，然后加入12. 95千克尿素，升温至80°C， 保温反应120分钟；用质量百分浓度为15%的氯化铵溶液调节pH值为5. 5，当反应液滴入 去离子水中呈现白色云雾状时加入步骤3中所制得的改性纳米高岭土 5. 18千克，继续搅拌 保温反应40分钟；用质量百分浓度为5%的氨水溶液调节体系pH值为7. 5，即制得纳米高 岭土/脲醛树脂复合胶粘剂。实施例21、将50千克海泡石粘土在300°C下热活化10小时，立即加入到500千克质量百分
浓度为5%的盐酸溶液中进行淬冷，超声分散1小时，静置6天，把下层杂质沉淀去除，制得 纳米海泡石酸性分散液；2、一边搅拌一边向纳米海泡石酸性分散液中加入质量百分浓度为10%的硅酸钾 溶液至体系PH值为2. 7，过滤，洗涤至滤液的电导率为200 μ S/cm,制得纳米海泡石/氧化 硅复合物滤饼；3、向步骤2所得的纳米海泡石/氧化硅复合物滤饼中加入去离子水，机械搅拌，配制成纳米海泡石/氧化硅复合物浆液，其中纳米海泡石/氧化硅复合物与去离子水质量比 值为0. 25，称取此浆液50千克，用质量百分浓度为10%的硅酸钾溶液调节pH值为8，升温至90°C，加入0. 5千克Y-脲基丙基三乙氧基硅烷，恒温搅拌4小时，喷雾干燥，气流粉碎， 制得改性纳米海泡石；4、向反应器中加入80千克甲醛溶液(质量百分含量为37%)，一边搅拌，一边用 质量百分浓度为25%的氢氧化钠溶液调节pH值为9. 5，然后加入39. 47千克尿素，升温至 920C，保温反应80分钟；用质量百分浓度为5%的盐酸溶液调节pH值为4. 0，当反应液滴入 去离子水中呈现白色云雾状时加入步骤3中所制得的改性纳米海泡石3. 45千克，继续搅拌 保温反应20分钟；用质量百分浓度为25 %的氢氧化钠溶液调节体系pH值为9. 5，即制得纳 米海泡石/脲醛树脂复合胶粘剂。实施例31、将50千克蒙脱石粘土在370°C下热活化2小时，立即加入到333千克质量百分 浓度为8%的硝酸溶液中进行淬冷，机械搅拌4小时，静置3天，把下层杂质沉淀去除，制得 纳米蒙脱石酸性分散液；
2、一边搅拌，一边向纳米蒙脱石酸性分散液中加入质量百分浓度为17%的硅酸钠 溶液至体系PH值为3，过滤，洗涤至滤液的电导率为275 μ S/cm,制得纳米蒙脱石/氧化硅 复合物滤饼；3、向步骤2所得的纳米蒙脱石/氧化硅复合物滤饼中加入去离子水，机械搅拌，配 制成纳米蒙脱石/氧化硅复合物浆液，其中纳米蒙脱石/氧化硅复合物与去离子水质量比 值为0. 15，称取此浆液115千克，用质量百分浓度为17 %的硅酸钠溶液调节pH值为9. 5， 升温至60°C，加入2. 25千克Y-氨丙基三乙氧基硅烷，恒温搅拌7小时，喷雾干燥，气流粉 碎，制得改性纳米蒙脱石；4、向反应器中加入43. 24千克甲醛溶液(质量百分含量为37 % )，一边搅拌，一 边用质量百分浓度为10 %氢氧化钾溶液调节pH值为8. 5，然后加入尿素20千克，升温至 89°C，保温反应110分钟；用质量百分浓度为7%的盐酸溶液调节pH值为5. 0，当反应液滴 入去离子水中呈现白色云雾状时加入步骤3中所制得的改性纳米蒙脱石5. 40千克，继续搅 拌反应35分钟；用质量百分浓度为10%氢氧化钾溶液调节体系pH值为8.0，即制得纳米蒙 脱石/脲醛树脂复合胶粘剂。实施例41、将50千克凹凸棒石粘土在350°C下热活化5小时，立即加入到250千克质量百 分浓度为10%的盐酸溶液中进行淬冷，机械搅拌3小时，静置4天，把下层杂质沉淀去除，制 得纳米凹凸棒石酸性分散液；2、一边搅拌，一边向纳米凹凸棒石酸性分散液中加入质量百分浓度为15%的硅酸 钠溶液至体系PH值为2. 5，过滤，洗涤至滤液的电导率为250 μ S/cm,制得纳米凹凸棒石/ 氧化硅复合物滤饼；3、向步骤2所得的纳米凹凸棒石/氧化硅复合物滤饼中加入去离子水中，机械搅 拌，配制成纳米凹凸棒石/氧化硅复合物浆液，其中纳米凹凸棒石/氧化硅复合物与去离子 水质量比值为0.2，称取此浆液60千克，用质量百分浓度为15%的硅酸钠溶液调节pH值为 9.0，升温至801，加入1千克Y-脲基丙基三乙氧基硅烷，恒温搅拌5小时，喷雾干燥，气流 粉碎，制得改性纳米凹凸棒石；4、向反应器中加入65千克甲醛溶液(质量百分含量为37%)，一边搅拌，一边用质量百分浓度为15%的氢氧化钠溶液调节pH值为9. 0，然后加入27. 49千克尿素，升温至 860C，保温反应100分钟；用质量百分浓度为10%的甲酸溶液调节pH值为4. 8，当反应液滴 入去离子水中呈现白色云雾状时加入步骤3中所制得的改性纳米凹凸棒石5. 15千克，继续 搅拌保温反应30分钟；用质量百分浓度为15%的氢氧化钠溶液调节体系pH值为8. 5，即制 得纳米凹凸棒石/脲醛树脂复合胶粘剂。实施例51、将15千克蒙脱石粘土和35千克凹凸棒石粘土在330°C下热活化8小时，立即加 入到200kg质量百分浓度为13%的硝酸溶液中进行淬冷，机械搅拌2小时，静置5天，把下 层杂质沉淀去除，制得纳米蒙脱石/凹凸棒石酸性分散液 ；2、一边搅拌，一边向纳米蒙脱石/凹凸棒石酸性分散液中加入质量百分浓度为 13%的硅酸钾溶液至体系pH值为2. 3，过滤，洗涤至滤液的电导率为225μ S/cm，制得纳米
蒙脱石/凹凸棒石/氧化硅复合物滤饼；3、向步骤2所得的纳米蒙脱石/凹凸棒石/氧化硅复合物滤饼中加入去离子水， 机械搅拌，配制成纳米蒙脱石/凹凸棒石/氧化硅复合物浆液，其中纳米蒙脱石/凹凸棒石 /氧化硅复合物与去离子水质量比值为0. 175，称取此浆液94kg，用质量百分浓度为13%的 硅酸钾溶液调节PH值为8. 5，升温至70°C，加入1. 75千克Y -氨丙基三乙氧基硅烷，恒温 搅拌6小时，喷雾干燥，气流粉碎，制得改性纳米蒙脱石/凹凸棒石；4、向反应器中加入50千克甲醛溶液(质量百分含量为37%)，一边搅拌，一边用 质量百分浓度为20%的氢氧化钾溶液调节pH值为8. 7，然后加入19. 47千克尿素，升温至 83°C，保温反应90分钟；用质量百分浓度为12%的氯化铵溶液调节pH值为4. 5，当反应液 滴入去离子水中呈现白色云雾状时加入步骤3中所制得的改性纳米蒙脱石/凹凸棒石4. 75 千克，继续搅拌保温反应25分钟；用质量百分浓度为20%的氢氧化钾溶液调节体系pH值 为9. 0，即制得纳米蒙脱石/凹凸棒石/脲醛树脂复合胶粘剂。比较例1在比较例1中，将实施例4中的步骤1、2、3删除，其他操作均与实施例4相同，具 体操作步骤如下向反应器中加入65千克甲醛溶液(质量百分含量为37%)，一边搅拌，一边用质 量百分浓度为15 %的氢氧化钠溶液调节pH值为9. 0，然后加入27. 49千克尿素，升温至 86°C，保温反应100分钟；用质量百分浓度为10%的甲酸溶液调节pH值为4. 8，当反应液滴 入去离子水中呈现白色云雾状时用质量百分浓度为15%的氢氧化钠溶液调节体系pH值为 8. 5，即制得脲醛树脂胶粘剂。比较例2在比较例2中，去掉实施例4步骤1中的热活化工序，其他操作均与实施例4相同， 具体操作步骤如下1、将50千克凹凸棒石粘土加入到250千克质量百分浓度为10%的盐酸溶液中，机 械搅拌3小时，静置4天，把下层杂质沉淀去除，制得纳米凹凸棒石酸性分散液；2、一边搅拌，一边向纳米凹凸棒石酸性分散液中加入质量百分浓度为15%的硅酸 钠溶液至体系PH值为2. 5，过滤，洗涤至滤液的电导率为250 μ S/cm,制得纳米凹凸棒石/ 氧化硅复合物滤饼；
3、向步骤2所得的纳米凹凸棒石/氧化硅复合物滤饼中加入去离子水中，机械搅 拌，配制成纳米凹凸棒石/氧化硅复合物浆液，其中纳米凹凸棒石/氧化硅复合物与去离子 水质量比值为0.2，称取此浆液60千克，用质量百分浓度为15%的硅酸钠溶液调节pH值为 9.0，升温至801，加入1千克Y-脲基丙基三乙氧基硅烷，恒温搅拌5小时，喷雾干燥，气流 粉碎，制得改性纳米凹凸棒石；4、向反应器中加入65千克甲醛溶液(质量百分含量为37%)，一边搅拌，一边用 质量百分浓度为15%的氢氧化钠溶液调节pH值为9. 0，然后加入27. 49千克尿素，升温至 860C，保温反应100分钟；用质量百分浓度为10%的甲酸溶液调节pH值为4. 8，当反应液滴 入去离子水中呈现白色云雾状时加入步骤3中所制得的改性纳米凹凸棒石5. 15千克，继续 搅拌保温反应30分钟；用质量百分浓度为15%的氢氧化钠溶液调节体系pH值为8. 5，即制 得纳米凹凸棒石/脲醛树脂复合胶粘剂。比较例3在比较例3中，将实施例4步骤2中的加入硅酸钠溶液工序删 除，其他操作均与实 施例4相同，具体操作步骤如下1、将50千克凹凸棒石粘土在350°C下热活化5小时，立即加入到250千克质量百 分浓度为10%的盐酸溶液中进行淬冷，机械搅拌3小时，静置4天，把下层杂质沉淀去除，制 得纳米凹凸棒石酸性分散液，过滤，洗涤至滤液的电导率为250 μ S/cm,制得纳米凹凸棒石 滤饼；2、向步骤2所得的纳米凹凸棒石滤饼中加入去离子水中，机械搅拌，配制成纳米 凹凸棒石浆液，其中纳米凹凸棒石与去离子水质量比值为0. 2，称取此浆液60千克，用质量 百分浓度为15%的硅酸钠溶液调节pH值为9.0，升温至80°C，加入1千克Y -脲基丙基三 乙氧基硅烷，恒温搅拌5小时，喷雾干燥，气流粉碎，制得改性纳米凹凸棒石；3、向反应器中加入65千克甲醛溶液(质量百分含量为37%)，一边搅拌，一边用 质量百分浓度为15%的氢氧化钠溶液调节pH值为9. 0，然后加入27. 49千克尿素，升温至 860C，保温反应100分钟；用质量百分浓度为10%的甲酸溶液调节pH值为4. 8，当反应液滴 入去离子水中呈现白色云雾状时加入步骤2中所制得的改性纳米凹凸棒石5. 15千克，继续 搅拌保温反应30分钟；用质量百分浓度为15%的氢氧化钠溶液调节体系pH值为8. 5，即制 得纳米凹凸棒石/脲醛树脂复合胶粘剂。比较例4在比较例4中，将实施例4中步骤3中的硅烷偶联剂改性工序删除，其他操作均与 实施例4相同，具体操作步骤如下1、将50千克凹凸棒石粘土在350°C下热活化5小时，立即加入到250千克质量百 分浓度为10%的盐酸溶液中进行淬冷，机械搅拌3小时，静置4天，把下层杂质沉淀去除，制 得纳米凹凸棒石酸性分散液；2、一边搅拌，一边向纳米凹凸棒石酸性分散液中加入质量百分浓度为15%的硅酸 钠溶液至体系PH值为2. 5，过滤，洗涤至滤液的电导率为250 μ S/cm,制得纳米凹凸棒石/ 氧化硅复合物滤饼；3、向步骤2所得的纳米凹凸棒石/氧化硅复合物滤饼中加入去离子水中，机械搅 拌，配制成纳米凹凸棒石/氧化硅复合物浆液，其中纳米凹凸棒石/氧化硅复合物与去离子水质量比值为0. 2，称取此浆液60千克，喷雾干燥，气流粉碎，制得改性纳米凹凸棒石；4、向反应器中加入65千克甲醛溶液(质量百分含量为37%)，一边搅拌，一边用 质量百分浓度为15%的氢氧化钠溶液调节pH值为9. 0，然后加入27. 49千克尿素，升温至 860C，保温反应100分钟；用质量百分浓度为10%的甲酸溶液调节pH值为4. 8，当反应液滴 入去离子水中呈现白色云雾状时加入步骤3中所制得的改性纳米凹凸棒石5. 15千克，继续 搅拌保温反应30分钟；用质量百分浓度为15%的氢氧化钠溶液调节体系pH值为8. 5，即制 得纳米凹凸棒石/脲醛树脂复合胶粘剂。硅酸盐纳米粘土 /脲醛树脂复合胶粘剂的综合性能的评价脲醛树脂复合胶粘剂合成结束后，静置48小时，通过游离甲醛含量和胶合强度的 测试，对复合材料进行综合性能评价，并与纯脲醛树脂进行比较，试验结果如表1所示。游离甲醛含量测试脲醛树脂中游离甲醛含量按GB/T 14074-2006中所述的滴定 法来测定。胶合强度测试胶合强度按GB/T 14074. 10-1993中所述的 方法测试，采用松木为 材料冷压后，然后在XL-250A型拉力试验机(广州市广材试验仪器有限公司)上测试。由表1可以看出，本发明所制备的硅酸盐纳米粘土 /脲醛树脂复合胶粘剂中游离 甲醛的含量明显降低，而且复合材料的胶合强度则显著提高。表1粘土 /脲醛树脂复合胶粘剂和纯脲醛树脂的游离甲醛含量和胶合强度的比较
游离甲醛含量(％ ) 胶合强度(MPa) 实施例1οΓδοO
实施例20 313Γθ
实施例3(λ 252 6
实施例4Ol3 4
实施例50Λ72 8
比较例13 52Π
比较例2Γ29O
~比较例327 5 Γθ
比较例4^87O
权利要求
一种硅酸盐纳米粘土/脲醛树脂复合胶粘剂的制备方法，其特征在于首先对硅酸盐粘土进行表面活化处理，然后用可溶性硅酸盐溶液和硅烷偶联剂分别对纳米粘土进行无机和有机改性，最后在合成脲醛树脂过程中加入改性纳米粘土，制得硅酸盐纳米粘土/脲醛树脂复合胶粘剂。
2.权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述制备方法包含以下步骤(1)硅酸盐粘土的表面活化与提纯将硅酸盐粘土在温度为300 400°C的条件下热活化1 10小时，立即加入到质量百 分浓度为5% 15%的酸性溶液1中淬冷，机械搅拌或超声分散1 5小时，然后静置2 6天，把下层杂质沉淀去除，制得硅酸盐纳米粘土酸性分散液；(2)硅酸盐纳米粘土的无机表面改性一边搅拌，一边向步骤1所制得的硅酸盐纳米粘土酸性分散液中加入可溶性硅酸 盐溶液，调节硅酸盐纳米粘土酸性分散液的PH值为2 3，过滤，洗涤至滤液的电导率 ≤300 μ S/cm,制得纳米粘土 /氧化硅复合物滤饼；(3)纳米粘土/氧化硅复合物的有机表面改性向步骤2所得的纳米粘土 /氧化硅复合物滤饼中加入去离子水，机械搅拌，配制成纳 米粘土 /氧化硅复合物浆液，其中纳米粘土 /氧化硅复合物与去离子水的质量比为(0. 1 0.25) 1，用步骤2中所述可溶性硅酸盐溶液调节纳米粘土 /氧化硅复合物浆液的pH值 为8 10，升温至50 90°C，加入硅烷偶联剂，其中硅烷偶联剂与纳米粘土 /氧化硅复合 物的质量比值为(0.05 0.2) 1，恒温搅拌4 8小时，喷雾干燥，气流粉碎，制得改性纳 米粘土；(4)硅酸盐纳米粘土/脲醛树脂复合材料的制备向反应器中加入甲醛溶液，一边搅拌，一边用碱性溶液调节甲醛溶液的pH值为8. 0 9. 5，然后加入尿素，得到混合溶液；将混合溶液升温至80 92°C，保温反应80 120分钟， 用酸性溶液2调节混合溶液的pH值为4. 0 5. 5，当混合溶液滴入去离子水中呈白色云雾 状时加入步骤3中所制得的改性纳米粘土得到混合浆液，其中改性纳米粘土与混合溶液1 中甲醛和尿素总质量的比值为(0.05 0.2) 1，继续搅拌保温反应20 40分钟；用碱性 溶液调节混合浆液的PH值为7. 5 9. 5，即制得硅酸盐纳米粘土 /脲醛树脂复合胶粘剂。
3.权利要求1或2所述的的制备方法，其特征在于所述的硅酸盐粘土为高岭土、凹凸 棒石粘土、蒙脱石粘土、海泡石粘土中的一种或几种。
4.权利要求2所述的的制备方法，其特征在于步骤1中所述的硅酸盐粘土与酸性溶 液1质量比值为(0. 1 0.3) 1。
5.权利要求4所述的的制备方法，其特征在于步骤1所述的酸性溶液1为硫酸溶液、 硝酸溶液、盐酸溶液中的一种。
6.权利要求2所述的的制备方法，其特征在于步骤2和3中所述的硅酸盐溶液为硅 酸钠溶液或硅酸钾溶液中的一种，硅酸盐溶液的质量百分浓度为10% 20%。
7.权利要求2所述的的制备方法，其特征在于步骤3中所述的硅烷偶联剂为γ-脲 基丙基三乙氧基硅烷、Y -氨丙基三乙氧基硅烷、N- β _ (氨乙基)_ Y -氨丙基三乙氧基硅烷 中的一种。
8.权利要求2所述的的制备方法，其特征在于步骤4中所述的甲醛与尿素的质量比为(O. 75 1) 1。
9.权利要求2所述的的制备方法，其特征在于步骤4中所述的碱性溶液为氢氧化钠 溶液、氢氧化钾溶液、氨水溶液中的一种，碱性溶液的质量百分浓度为5% 25% ；
10.权利要求2所述的的制备方法，其特征在于步骤4中所述的酸性溶液2为盐酸溶 液、氯化铵溶液、甲酸溶液中的一种，酸性溶液2的质量百分浓度为5% 15%。
全文摘要
一种硅酸盐纳米粘土/脲醛树脂复合胶粘剂的制备方法，属于非金属矿的深加工和高分子材料领域。本发明的技术方案是首先对硅酸盐粘土进行表面活化处理，然后用可溶性硅酸盐溶液和硅烷偶联剂分别对纳米粘土进行无机和有机改性，最后在合成脲醛树脂过程中加入改性纳米粘土，制得硅酸盐纳米粘土/脲醛树脂复合胶粘剂。本发明制备该复合胶粘剂的原料来源丰富、价格低廉，该方法制备工艺简单且能有效降低脲醛树脂中游离甲醛含量，同时提高其力学性能。
文档编号C09J161/24GK101818036SQ20101001826
公开日2010年9月1日 申请日期2010年1月21日 优先权日2010年1月21日
发明者吴凤芹, 姚超, 左士祥, 杜郢, 汪信, 陈志刚, 魏科年 申请人:江苏工业学院