低甲醛含量的改性脲醛树脂、制备方法及应用技术

本发明专利技术属于胶粘剂技术领域，涉及一种低甲醛含量的改性脲醛树脂，包括脲醛树脂和苯甲酸丙酯。还涉及其制备方法和用于制造纤维板的用途。该改性脲醛树脂用于建筑、装饰和工业制造领域，作为粘接板材、陶瓷、塑料等材料的胶粘剂使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于胶粘剂
，具体涉及一种低甲醛含量的改性脲醛树脂、制备方 法及其在纤维板制备中的应用。
技术介绍
甲醛是公认的致癌物质，国内外科学研宄已经证实，甲醛通过调控DNA表达可以 弓丨起细胞的凋亡、对生物大分子（蛋白质、DNA)造成氧化性损伤，引起细胞癌变。 目前，国内生产的人造板材绝大多数残留有游离甲醛。游离甲醛的主要来源有： i.制造纤维板普遍使用的脲醛树脂以甲醛为主要原料，脲醛树脂中仍会残留有未反应的游 离甲醛；ii.树脂不稳定基团在热压或使用过程中会释放出甲醛；iii.木材中的半纤维素 逐渐分解出甲醛。纤维板残留的游离甲醛会危害人体的健康，因此需要降低甲醛的含量。 许多研宄和生产表明，目前主要通过改进脲醛树脂的生产与应用来降低板材的甲 醛含量，例如，通过将尿素分批投料，改变投料摩尔比，调整反应的温度、pH值与制板热压条 件等。虽然降低脲醛树脂生产中甲醛/尿素的摩尔比是最有效的方法，但这容易造成胶的 分子结构发生变化，胶接性能下降。而通过降低脲醛树脂的比例，添加提高板材物理性能的 三聚氰胺，这种方式生产的板材成本较普通板约增加30-50元/m 3,而且外观较差，板面偏黄 不美观，其残留的游离氨也容易造成二次污染。 纤维板是人造板材的一种，其密度一般在500-880公斤/m3,厚度一般为2-30mm。 纤维板广泛应用于家具制造、音箱、强化地板、室内装修用墙板，是重要的工业建筑材料。 目前尚须研发一种低甲醛含量的改性脲醛树脂作为胶粘剂，以降低纤维板的甲醛 释放量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是目前的改性脲醛树脂胶接强度低，而且添加三聚氰胺 容易发生二次污染。本专利技术申请人通过混合苯甲酸丙酯，获得了一种低甲醛含量的改性脲 醛树脂，该改性脲醛树脂的胶接强度高、制板成本低，并且不易造成二次污染。 为达到上述目的，本专利技术一方面提供了低甲醛含量的改性脲醛树脂，包括脲醛树 脂和苯甲酸丙酯。 本专利技术任一项的实施方式中，所述苯甲酸丙酯的重量为脲醛树脂重量的1-80% ; 具体地，所述苯甲酸丙酯的重量为脲醛树脂重量的4-50% ;更具体地，所述苯甲酸丙酯的重 量为脲醛树脂重量的 5-20%，优选为 5%、6%、7%、8%、10%、12%、15%、18%、20%。 本专利技术的一个实施方式中，所述苯甲酸丙酯重量为脲醛树脂重量的55-65 %时，使 用改性脲醛树脂后板材的甲醛含量达到3. 4mg/g以下。 本专利技术任一项的实施方式中，所述改性脲醛树脂由脲醛树脂与苯甲酸丙酯混合而 成；具体地，混合温度为50-70°C。 本专利技术任一项的实施方式中，所述改性脲醛树脂还包括硅藻土和凹凸棒土。具体 地，所述改性脲醛树脂由脲醛树脂、苯甲酸丙酯、硅藻土和凹凸棒土组成；更具体地，所述苯 甲酸丙酯的重量为脲醛树脂重量的10-20%时，使用改性脲醛树脂后板材的甲醛含量达到 2. 5mg/g 以下。 本专利技术另一方面提供了所述改性脲醛树脂的制备方法，包括： (1)将100重量份的甲醛加热至35-40 °C，用20-25wt %氢氧化钠溶液调节pH 值至7. 0-8. 0,加入33-35重量份尿素和0. 02-0. 03重量份硅藻土，升温至88-90 °C反应 3〇-40min ； (2)用20-25wt%氢氧化钠溶液调节步骤（1)产物的pH值至6. 5-7. 5,加入17-19 重量份尿素和〇. 01-0. 02重量份硅藻土，在85-92°C反应至当混合物滴入70-75°C水中呈白 雾时终止； (3)用25-30wt %氢氧化钠溶液调节步骤（2)产物的pH值至7. 5-7. 8,待温度降至 75-80°C时，加入15-17重量份尿素和0. 02-0. 03重量份硅藻土反应20min，过滤出滤液； (4)再向步骤（3)所得滤液中加入8-10重量份尿素和0.03-0. 04重量份硅藻土， 搅拌降温至35-45°C，用氢氧化钠溶液调节pH值至7. 2-7. 5,加入0. 06-0. 09重量份凹凸棒 土混合，然后升温至50-70°C，加入苯甲酸丙酯混合均匀得到改性脲醛树脂。 其中，步骤（1)-步骤（3)加入的硅藻土催化甲醛和尿素反应，生成脲醛树脂。步 骤（4)加入的硅藻土除催化作用外，还能吸收未反应掉的甲醛和不稳定树脂基团分解释放 的甲醛。凹凸棒土耐高温、盐碱，在后续的热压制板、使用过程中持续吸收残留的游离甲醛。 本专利技术又一方面提供了所述改性脲醛树脂制备纤维板的方法，包括， (1)向含水率20_40wt%的纤维浆料中加入改性脲醛树脂混合均匀，干燥至含水 率为8_15wt %，得到混合物； (2)将步骤（1)所得混合物预压成坯料，再等静压处理成板坯； (3)将所得板坯热压，再经冷却、调质、砂光得到中密度纤维板。 本专利技术任一制备纤维板的方法中，热压条件为：温度110_120°C ;在20-30s内升 至 13. 5-19MPa，保压 60-120s;再在 10-15s 内减压至 3. 5-5. 5MPa，保压 65-135s;然后在 10-15s内升至6-8. 5MPa，保压50-75s;最后在30-45s内均匀减压至OMPa。 本专利技术任一制备纤维板的方法中，预压压力为4_5MPa，预压时间为30-40s。 本专利技术任一制备纤维板的方法中，等静压的压力为6.5-8MPa，等静压处理的温度 为 50-70°C，时间为 40s-l. 5min。 本专利技术任一制备纤维板的方法中，纤维浆料、胶粘剂和苯甲酸丙酯的重量比为 (125-167) : (3-35) : (0.03-28);具体为，（125-167) : (5-20) : (0.2-10);优选为， (125-167) ： (5-10) ： (0. 25-2)〇 本专利技术任一制备纤维板的方法中，纤维浆料中的"纤维"是指自然界存在的植物纤 维，优选草料纤维和/或木料纤维。 本专利技术任一制备纤维板的方法中，步骤（1)中还包括加入防水剂与纤维浆料、胶 粘剂、苯甲酸丙酯一起混合。 本专利技术任一制备纤维板的方法中，所述防水剂的重量为纤维浆料重量的 0. 006-0. 8%;具体地，所述防水剂为丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯或丙烯酸丁酯。本专利技术任一制备纤维板的方法中，还包括向步骤（1)所得混合物中加入固化剂搅 拌均匀后，再进行预压、等静压处理和步骤（3)。 本专利技术任一制备纤维板的方法中，所述固化剂的重量为纤维重量的0. 03-1. 2%。 本专利技术任一制备纤维板的方法中，所述固化剂包括氯化铵、三乙醇胺、六亚甲基四 胺和磷酸；具体地，所述固化剂由35-50wt%氯化按、10-30wt%三乙醇胺、l〇-35wt%六亚 甲基四胺和5-10wt%磷酸组成。 本专利技术任一制备纤维板的方法中，所述纤维浆料的制备步骤包括： (1)将草料打碎成长30-90mm、宽1. 2-3. 5mm草杆；和/或将木料削成长16-30mm、 宽 15_25mm、厚 3_5mm 木片； (2)将草杆和/或木片加水在150-180°C、0. 6-0. 8MPa下蒸煮5-10min，用热磨机 分离成纤维，干燥至含水率为20-40wt%。 其中，优选草杆和木片的重量比不超过7 : 3。 本专利技术任一制备纤维板的方法中，纤维板的密度为500_7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低甲醛含量的改性脲醛树脂，包括脲醛树脂和苯甲酸丙酯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王良源，
申请(专利权)人：王良源，
类型：发明
国别省市：浙江;33