一种脲醛树脂胶粘剂及其制备方法和应用与流程

文档序号:20698859发布日期:2020-05-12 15:22阅读:1771来源:国知局

本发明属于胶粘剂及其制造领域,特别是涉及一种脲醛树脂胶粘剂及其制备方法和应用。



背景技术:

脲醛树脂胶粘剂是以尿素和甲醛在碱性或酸性催化剂的作用下合成的一种氨基树脂胶。脲醛树脂胶粘剂由于它具有较高的胶接强度、耐水性好、固化速度快、固化后的胶层颜色浅、粘度易调、原料充足、价格低廉,因此在木材加工和浸胶行业中得到了广泛应用。

脲醛树脂在使用过程中会释放出对人体有害的甲醛气体,严重限制了其应用。为了降低脲醛树脂游离的甲醛含量,通常需要降低尿素与甲醛的摩尔比来制备低醛脲醛树脂。例如,公告号为cn104726044b的专利文献公开了一种改性脲醛树脂胶粘剂及其制备方法,采用低摩尔比的甲醛和尿素为原料,使用多官能度反应增强剂作为缩聚剂替代酸性缩聚剂,用“酸-碱-酸”工艺合成脲醛树脂,提高了脲醛树脂分子支化度,相同粘度下增加了脲醛树脂分子量,能够提高脲醛树脂固化交联密度,进而提高胶接强度、降低胶接制品甲醛释放量。

但是,由于尿素与甲醛的摩尔比低会造成树脂胶粘剂粘度大、流动性差、固含量高,脲醛树脂胶粘剂性能下降等缺点。而且,低醛脲醛树脂的制备过程中,由于后期在低温投入尿素相对比例大,低温投入尿素没有参加反应,只是溶解后吸收了游离甲醛,这部分尿素在脲醛树脂胶粘剂用于浸胶行业时,压贴融化会产生氮气释放出来,形成了板面白花气孔,造成e0级渍胶膜纸与基材压贴时会出现表面白花晶点、耐污等级低,压贴工艺调整难以解决。这也是脲醛树脂粘结剂在浸胶行业中应用面临的新的问题。

综上所述,基于现有脲醛树脂胶粘剂存在的上述问题,本领域亟需开发一种新的脲醛树脂胶粘剂。



技术实现要素:

基于现有技术中存在的上述不足,本发明提供一种脲醛树脂胶粘剂及其制备方法和应用。

为了达到上述发明目的,本发明采用以下技术方案:

一种脲醛树脂胶粘剂的制备方法,以下原料以重量份计,所述制备方法包括以下步骤:

(1)将100份甲醛溶液投入反应釜,调节溶液ph为7.5~8.0,然后添加第一批尿素30~35份,加热升温至65℃后停止加热,反应体系自行升温至85℃,保温30分钟;

(2)调节反应体系ph为4.5~4.8,反应至水溶比:20℃,4.0~4.5;

(3)调节反应体系ph为7.0~7.5,添加三聚氰胺3~4份,升温至90℃,保温20~30分钟;

(4)降温至80℃,添加水20~30份、第二批尿素10~15份、阴离子表面活性剂3~5份,保温10~20分钟;

(5)降温至65℃,添加第三批尿素10~15份,保温30分钟;

(6)降温至55℃,添加第四批尿素5~10份,保温10分钟,降温至36℃出料,即制得脲醛树脂胶粘剂。

作为优选方案,所述步骤(6)中,在添加第四批尿素的过程中,添加月桂酰胺丙基甜菜碱0.5~1.5份。

作为优选方案,所述第四批尿素与月桂酰胺丙基甜菜碱的重量份之比为(5~15):1。

作为优选方案,所述第四批尿素与月桂酰胺丙基甜菜碱的重量份之比为5:1。

作为优选方案,所述阴离子表面活性剂为三聚氰胺树脂磺酸盐。

作为优选方案,所述步骤(1)和(3)中,采用三乙醇胺调节ph。

作为优选方案,所述步骤(2)中,采用体积比为50%的甲酸水溶液调节ph。

本发明还提供如上任一方案所述的制备方法制得的脲醛树脂胶粘剂,所述脲醛树脂胶粘剂的流动性为15~20%,粘度为13~15〞,密度为1.18~1.22mg/l。

本发明还提供如上方案所述的脲醛树脂胶粘剂的应用,所述脲醛树脂胶粘剂应用于浸渍涂布工艺中。

作为优选方案,所述脲醛树脂胶粘剂应用于制备浸渍胶膜纸。

本发明与现有技术相比,有益效果是:

(1)本发明将尿素分四批次进行添加,且在不同温度环境中添加,提高尿素的反应参与度,提升了脲醛树脂胶粘剂的流动性,降低压贴融化产生氮气的释放量,缓解针孔白花的形成。

(2)本发明通过筛选三聚氰胺树脂磺酸盐作为阴离子表面活性剂,设计配方比例,提高脲醛树脂胶粘剂的流动性,活化后期的尿素氮分子,使之分解后,在压贴高温时和氢键化合,转变为氮水化合物,加快热传导效率,使之流速加快,增加融化流平性,得到表面封密相对完整(硅酸盐类)玻璃化产物,避免针孔白花的形成。

(3)本发明的脲醛树脂胶粘剂的具体技术指标如下:粘度13~15〞、密度1.18~1.22mg/l,流动性15~20%;压贴后板材的甲醛释放量e0级(≤0.5mg/l);压贴后板材耐污等级达到5级,具有甲醛释放量低、流动性高、避免了板面出现白花气孔、耐污等级高等优点。

(4)本发明的脲醛树脂胶粘剂制得的浸渍胶膜纸性能优异,甲醛释放量达到e0级标准。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。

除非另作定义,本公开所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内有一般技能的人士所理解的通常意义。

实施例1:

本实施例的脲醛树脂胶粘剂的制备方法,包括以下步骤:

(1)将100份甲醛溶液投入反应釜,加入三乙醇胺调节溶液ph为7.5,然后投入第一批尿素(简写为尿素a)30份,再加热升温至65℃后停止加热,反应体系自行升温至85℃,保温30分钟;

(2)加入体积比为50%的甲酸水溶液调节反应体系ph为4.5,反应至水溶比:20℃,4.0~4.5;

(3)加入三乙醇胺调节体系ph为7.0,然后投入三聚氰胺3份,加热升温至90℃,保温20分钟;

(4)降温至80℃,添加水20份、第二批尿素(简写为尿素b)10份、三聚氰胺树脂磺酸盐(mf磺酸盐)3份,保温10分钟;

(5)降温至65℃,添加第三批尿素(简写为尿素c)10份,保温30min;

(6)降温至55℃,添加第四批尿素(简写为尿素d)5份,保温10min,最后降温至36℃出料,即得脲醛树脂胶粘剂。

以下实施例及对比例的脲醛树脂胶粘剂的各组分以表格的形式列出,具体如表1所示。具体步骤可以参考实施例一。

表1实施例及对比例的脲醛树脂胶粘剂的配方表

其中,月桂酰胺丙基甜菜碱(lab-35)同第四批尿素一同投入。

基于gb/t14074-2017,对上述实施例及对比例制得的脲醛树脂胶粘剂进行粘度、密度和流动性的测试,具体如表2所示。

表2各实施例及对比例制得的脲醛树脂胶粘剂的性能表

从表2中可知,本发明各实施例的脲醛树脂胶粘剂具有较好的流动性,粘度适中,且游离甲醛含量较低,说明本发明将尿素分四批次进行添加,且在不同温度环境中添加,提高尿素的反应参与度,有利于降低压贴融化产生氮气的释放量,缓解针孔白花的形成。另外,本发明月桂酰胺丙基甜菜碱与第四批尿素一同加入,提升了脲醛树脂胶粘剂的流动性。

将上述实施例及对比例的制得的脲醛树脂胶粘剂进行浸渍涂布、压贴的板材进行试验测试,具体对板材的甲醛释放量、胶合强度、针孔白花进行测试,如下表3所示。

表3实施例及对比例的制得的脲醛树脂胶粘剂制成的板材的性能测试

从表3中可知,本发明实施例的脲醛树脂胶粘剂浸渍、压贴后的板材的甲醛释放量达到e0级(≤0.5mg/l),而对比例显然不满足e0级。另外,从表3中可知,本发明通过筛选三聚氰胺树脂磺酸盐作为阴离子表面活性剂,设计配方比例,提高脲醛树脂胶粘剂的流动性,活化后期的尿素氮分子,使之分解后,在压贴高温时和氢键化合,转变为氮水化合物,加快热传导效率,使之流速加快,增加融化流平性,得到表面封密相对完整(硅酸盐类)玻璃化产物,避免针孔白花的形成。其中,本发明月桂酰胺丙基甜菜碱的添加,也能缓解针孔白花的形成。

经检测,本发明实施例压贴后的板材耐污等级为5级。另外,本发明实施例的脲醛树脂胶粘剂制得的浸渍胶膜纸性能优异,甲醛释放量达到e0级标准。

在上述实施例及其替代方案中,步骤(1)中的溶液ph还可以为7.6、7.7、7.8、7.9、8.0等。

在上述实施例及其替代方案中,步骤(2)中的反应体系ph还可以为4.6、4.7、4.8等。

在上述实施例及其替代方案中,步骤(3)中的反应体系ph还可以为7.1、7.2、7.3、7.4、7.5等。

在上述实施例及其替代方案中,步骤(3)中的保温时间还可以为22分钟、25分钟、28分钟、30分钟等。

在上述实施例及其替代方案中,步骤(4)中的保温时间还可以为12分钟、15分钟、16分钟、20分钟等。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护范围内。

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