一种改性脲醛胶及其制备方法和应用与流程

本发明属于脲醛胶，尤其涉及一种改性脲醛胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、目前，人造板材主要是利用天然木材和其加工过程中的边角料，经机械加工而成的板材，被应用于家具制造领域。在加工生产人造板过程中，往往需要使用脲醛胶对板材进行胶接。脲醛胶是基于尿素和甲醛的缩聚制备得到的树脂胶粘剂。因此，脲醛胶中未完全反应的甲醛或副产物分解的甲醛会从板材中不可控地释放。世界卫生组织将甲醛列为致癌和致畸性物质。人体在吸入过多甲醛时，会对呼吸道、肝脏、免疫系统产生致病影响，长时间暴露在高浓度甲醛中，甚至会引起气喘、肺水肿，死亡。随着消费者健康意识的提升，加工生产一种低甲醛甚至无甲醛释放的人造板材已经成为市场中的重要需求。

2、在2021年前，国家标准gb 18580-2017《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》中，仅对e1级人造板进行了要求，即甲醛的释放量要低于0.124mg/m3。显然，这一规定并不能满足消费者的需求。因此，市场上开始以“e0级“板材”、“无醛板”为噱头宣传具有更低甲醛释放的人造板。事实上，市面上也不可能有零甲醛释放的板材，因为木材本身或多或少的含有少量甲醛。此外，由于缺少国家的统一标准，不同厂商、企业对甲醛释放量的检测方法并不统一，这对消费者造成了一定困扰。直到2021年3月，国家标准gb/t39600-2021《人造板及其制品甲醛释放量分级》发布，标准化了甲醛释放量的测试方法，并对甲醛释放量进一步细化分级。目前，甲醛释放量具体分为三级，为e1、e0、enf，其对应的甲醛释放量的限量值分别为0.124、0.050、0.025mg/m3。

3、然而，目前公开的大部分专利或市面上的大部分使用脲醛胶制作的人造板仍不能达到enf级的标准，以e0级的居多。因此，有必要研发出能制作enf级人造板的脲醛胶。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种改性脲醛胶及其制备方法和应用，以解决现有技术中存在的技术问题。

2、第一方面，本发明提供了一种改性脲醛胶，包括以下重量份原料：甲醛溶液80～120份、尿素50～90份、三聚氰胺1～10份、甲醛反应活性剂5～20份、橡胶分子量调节剂0.1～1.5份。

3、第二方面，本发明还提供了一种所述的改性脲醛胶的制备方法，包括以下步骤：

4、将尿素分成六份；其中，第一份尿素的质量为尿素总重量的38～40％，第二份尿素的质量为尿素总重量的5～7％，第三份尿素的质量为尿素总重量的6～7％，第四份尿素的质量为尿素总重量的15～17％，第五份尿素的质量为尿素总重量的14～15％，余下的为第六份尿素；

5、将甲醛反应活性剂加入至反应器中，滴加甲醛溶液，再加入碱液，以调节ph为8.2～8.5，再加入第一份尿素；

6、使反应器中的物料升温至85～90℃，并保温25～35min；

7、继续向反应器中加入酸液，调节ph至4.6～4.8，并使反应器内的物料于88～93℃下反应15～25min；

8、继续向反应器中加入碱液，调节ph至5.0～5.2，再加入第二份尿素，并使反应器内的物料于88～93℃下反应15～25min；

9、继续向反应器中加入碱液，调节ph至5.3～5.5，再加入第三份尿素，并使反应器内的物料于88～93℃下反应15～25min；

10、继续向反应器中加入碱液，调节ph至5.6～5.8，再加入橡胶分子量调节剂、三聚氰胺、第四份尿素，并使反应器内的物料于88～93℃下反应40～50min；

11、继续向反应器中加入碱液，调节ph至7.0～7.2，再加入第五份尿素，并使反应器内的物料于88～93℃下反应15～25min；

12、将反应器内的物料降温至72～78℃，再加入第六份尿素，然后降温至42～48℃，再加入碱液，调节ph至7.5～7.8，即得改性脲醛胶。

13、优选的是，所述的改性脲醛胶的制备方法，所述酸液包括甲酸和/或乙酸。

14、优选的是，所述的改性脲醛胶的制备方法，所述碱液包括氢氧化钠溶液、氢氧化锂溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液、氨水溶液中的至少一种。

15、优选的是，所述的改性脲醛胶的制备方法，所述甲醛溶液的质量分数为35～40％。

16、优选的是，所述的改性脲醛胶的制备方法，所述橡胶分子量调节剂包括脂肪族硫醇、黄原酸二硫化物、多元酚、硫磺、卤化物以及亚硝基化合物中的至少一种。

17、优选的是，所述的改性脲醛胶的制备方法，所述甲醛反应活性剂包括季胺、脂肪胺、芳香胺、醇、多元酚、亚硝基化合物和无机胺中的至少一种。

18、第三方面，本发明还提供了一种所述的改性脲醛胶或所述的制备方法制备得到的改性脲醛胶在制备甲醛释放量enf级人造板中的应用。

19、优选的是，所述的应用，所述人造板包括纤维板、刨花板、胶合板、细木工板、重组装饰材、饰面人造板、单板层积材、集成材中的任一种。

20、本发明的一种改性脲醛胶的制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：

21、本发明改性脲醛胶的制备方法，通过添加甲醛反应活性剂和采用分批次添加尿素的方法，实现了高甲醛转化率和产品转化率，从而降低了游离甲醇的含量，减少了甲醛释放。同时，产品转化率的提高意味着副产物的减少，降低了副产物分解产生甲醛的数量。在传统的脲醛胶制备过程中，甲醛与尿素的缩聚反应是不可控的，因此形成的脲醛胶具有较宽的分子量分布，其中可能含有较多的大分子量的缩聚物，使其本体粘度增加，不利于脲醛胶在木材加工过程中的流动与润湿，导致粘合强度下降。本发明创造性地向反应体系中加入橡胶分子量调节剂，从而降低大分子量缩聚物的含量，减小整体产物的分子量分布，提高加工过程中的流动性与涂布性，提升粘合强度；采用本发明的改性脲醛胶加工制作的人造板，首次实现了用改性脲醛胶生产出了enf级的人造板，具有绿色、环保、安全等特点。

技术特征：

1.一种改性脲醛胶，其特征在于，包括以下重量份原料：甲醛溶液80～120份、尿素50～90份、三聚氰胺1～10份、甲醛反应活性剂5～20份、橡胶分子量调节剂0.1～1.5份。

2.一种如权利要求1所述的改性脲醛胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的改性脲醛胶的制备方法，其特征在于，所述酸液包括甲酸和/或乙酸。

4.如权利要求2所述的改性脲醛胶的制备方法，其特征在于，所述碱液包括氢氧化钠溶液、氢氧化锂溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液、氨水溶液中的至少一种。

5.如权利要求2所述的改性脲醛胶的制备方法，其特征在于，所述甲醛溶液的质量分数为35～40％。

6.如权利要求2所述的改性脲醛胶的制备方法，其特征在于，所述橡胶分子量调节剂包括脂肪族硫醇、黄原酸二硫化物、多元酚、硫磺、卤化物以及亚硝基化合物中的至少一种。

7.如权利要求2所述的改性脲醛胶的制备方法，其特征在于，所述甲醛反应活性剂包括季胺、脂肪胺、芳香胺、醇、多元酚、亚硝基化合物和无机胺中的至少一种。

8.一种如权利要求1所述的改性脲醛胶或权利要求2～7任一所述的制备方法制备得到的改性脲醛胶在制备甲醛释放量enf级人造板中的应用。

9.如权利要求8所述的应用，所述人造板包括纤维板、刨花板、胶合板、细木工板、重组装饰材、饰面人造板、单板层积材、集成材中的任一种。

技术总结
本发明提供了一种改性脲醛胶及其制备方法和应用。本发明改性脲醛胶的制备方法，基于尿素和甲醛之间的缩合反应，在酸与碱催化剂共同作用下，通过添加适量甲醛反应活性剂、橡胶分子量调节剂、三聚氰胺首次制备而得到一种新型的改性脲醛胶。通过添加甲醛反应活性剂和采用分批次添加尿素的方法，实现了高甲醛转化率和产品转化率，从而降低了游离甲醛的含量，减少了甲醛释放。同时加入橡胶分子量调节剂，从而降低大分子量缩聚物的含量，减小整体产物的分子量分布，提高加工过程中的流动性与涂布性，提升粘合强度；采用本发明的改性脲醛胶加工制作的人造板，首次实现了用改性脲醛胶生产出了ENF级的人造板，具有绿色、环保、安全等特点。

技术研发人员：袁道升
受保护的技术使用者：广西至善新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14