本发明专利技术涉及一种刨花板用高固体含量脲醛树脂及其制备方法。本发明专利技术中首先合成脲醛预缩液(UFC)；其次，由UFC合成常规脲醛树脂。其主要特征在于脲醛预缩液的固体含量高，F:U的摩尔比在4.5及以上，具有优异的贮存稳定性。由UFC合成的脲醛树脂，UFC于树脂合成反应开始阶段一次性加入，尿素分多次加入。其中，第一次尿素于反应开始阶段加入，加入第一次尿素后，甲醛与尿素的摩尔比控制在2.0左右；第二次尿素于反应中期加入；第三次尿素于反应后期加入。本发明专利技术所述脲醛树脂及其制备方法，树脂具有较高的固体含量、贮存稳定性好、性能优异，无需脱水，可直接用于刨花板的生产。其显著特征在于，可减少甲醛的运输成本，消除制胶过程中产生的制胶废液，保护环境。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于木材加工中人造板生产
技术介绍
脲醛树脂(UF)是由尿素和甲醛在一定工艺条件下，经加成、缩聚反应而得到的一类合成树脂。自工业化应用以来，脲醛树脂以其优异的性能和低廉的成本优势，迅速成为木材工业中用量最大的合成树脂。目前，脲醛树脂在人造板加工中，使用量达到了 70~80%，在我国，其用量高达90%以上。在脲醛树脂的工业化生产中，甲醛普遍使用浓度为36~37%的水溶液，因此，合成得到的脲醛树脂，固体含量通常在50~55%之间。然而，刨花板生产使用的脲醛树脂，要求其固体含量在60%以上。为了满足刨花板的生产需要，通常，合成后的脲醛树脂在末期要进行真空脱水处理，以提高树脂的固体含量。此工序产生的废水，含有大量的甲醇、甲醛。对此类污水的处理通常难以做到达标排放，对环境造成了污染，特别是对周围水环境产生了严重污染。与此同时，在胶液的脱水处理过程中，产生的能耗也非常惊人。以高浓度甲醛代替37%的甲醛水溶液，用于脲醛树脂的合成，可以有效解决上述问题，从根本上彻底消除废水带来的污染。但是，高浓度甲醛贮存稳定性极差，在较短时间内便会发生聚合，不利于工业化生产应用。脲醛预缩液(UFC)是尿素与高浓度甲醛在一定条件下的反应产物，是二羟甲基脲、三羟甲基脲、四羟甲基脲、甚至脲醛树脂低聚物的混合物。在脲醛预缩液中，尿素与甲醛的摩尔比较高，F/U可达4~6:1，甲醛明显过量，因此，在脲醛树脂制备过程中，可使用脲醛预缩液代替甲醛溶液。使用脲醛预缩液制备脲醛树脂时，由于脲醛预缩液较之于甲醛溶液的高固体含量(前者可达50?85%)，最终制备得到的脲醛树脂固体含量可达到60%左右，无需脱水处理，从而从根本上消除了制胶过程中的废水污染问题，节约了治污设备资金和治污设备运行费用。同时，较之于高浓度甲醛溶液，脲醛预缩液具有储存稳定性好、腐蚀性小等优点。本专利技术正是在以上背景条件下，开发的一种刨花板用高固体含量脲醛树脂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有生产技术之不足，提供一种新型的刨花板用高固体含量脲醛树脂。本专利技术的另一个目的在于以现有生产设备为基础，提供一种简单、操作容易的高固体含量脲醛树脂的生产方法。本专利技术的刨花板用高固体含量脲醛树脂，无需脱水，可直接用于刨花板的生产，可为生产企业节约大量的废水处理能耗。为实现上述目的，本专利技术的刨花板用高固体含量脲醛树脂，提供如下制备方法: (1)将脲醛预缩液一次性加入到反应釜中，用氢氧化钠溶液调节pH值为8~8.5 ； (2)在搅拌条件下，加热升温至55飞0°C之间时，加入第一次尿素，控制反应体系中甲醛与尿素的摩尔比为1.9~2.2 ； (3)继续升温至88~90°C，调整pH值为8~8.5，加入第二次尿素，控制反应体系中甲醛与尿素的摩尔比为1.r1.6，保温反应30~40分钟； (4)用酸溶液调整pH值为5~5.5，反应至要求粘度； (5)降低反应体系温度至65~70°C之间时，调整pH值为7.8?8.0，加入第三次尿素，控制反应体系中甲醛与尿素摩尔比为1.2~1.0，停止加热，降温至40°C以下时，放料，得到脲醛树脂。所述的脲醛预缩液为尿素与甲醛的反应产物，可以自制，也可以为市售商品。其特征在于尿素与甲醛摩尔比F/U为4~6:1，固体含量为50~85%。所述脲醛树脂的制备，要求在35~45分钟内温度从55_60°C升至88-90°C。所述脲醛树脂的制备，氢氧化钠溶液质量分数浓度为20~30%。酸溶液可选自甲酸、乙酸、盐酸中的一种或多种配合，质量分数浓度为30~35%。要求粘度为25°C测试条件下，涂-4杯测量值为16~18秒。本专利技术的优点在于: 本专利技术中的刨花板用高固体含量脲醛树脂，利用脲醛预缩液代替通常工业化使用的37%甲醛水溶液用于脲醛树脂的合成，操作工艺简单、易行。所合成的树脂具备较高的固体含量、贮存稳定性好，无需脱水，可直接用于刨花板的生产，避免了脱水能耗，降低了制胶成本，同时，从根本上杜绝了了制胶废水的产生，解决了生产企业制胶废水污染问题。脲醛预缩液的使用也有利于减少脲醛树脂制备中使用醛的运输成本。【具体实施方式】: 以下的具体实施例是对本专利技术的进一步说明，而不是限制本专利技术的范围。实施例1: 该脲醛树脂的合成按如下步骤进行: (1)脲醛预缩液(UFC)的制备 a.称取尿素1摩尔，加入到预先升温至50°C的反应釜中，用质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节pH值至9.0 ； b.加入质量浓度为50%的甲酸3.0摩尔,然后,用质量分数为30%的氣氧化钠溶液调整pH值至9.0 ； c.在搅拌下，继续升温至80°C，升温时间控制在25~30分钟； d.待反应釜中的溶液变清时，再次用质量分数为40%的氢氧化钠溶液调节pH值至9.0，加入质量浓度为50%的甲醛2.0摩尔； e.继续保温反应120分钟后，降温，放料。(2)高固体含量脲醛树脂的合成 利用步骤(1)中合成的脲醛预缩液，按照以下步骤合成高固体含量脲醛树脂: a.称取步骤(1)中制备好的100克脲醛预缩液，在常温条件下，加入到反应釜中，用30%的氢氧化钠溶液调整pH值至8?8.5 ； b.在搅拌下，升温至55°C时，加入第一次尿素，使反应体系中甲醛与尿素的摩尔比保持在2.Ο ； c.继续升温至90°C时，调整反应体系pH值至8~8.5，加入第二次尿素，此时，保持反应体系中甲醛与尿素的摩尔比为1.5，保温反应35分钟； d.然后用35%的甲酸溶液调整pH值至5~5.5，反应至要求粘度:20_25°C条件下，涂_4杯16 18秒； e.降温至70°C，调整pH值为7.8~8.0，加入第三次尿素，使体系中甲醛与尿素的摩尔比保持在1.0; f.关闭加热系统，自行降温至40°C以下时，放料。树脂的性能指标如下:外观乳白色液体 粘度20~22秒 固体含量64 65% 游离甲醛含量〈0.25% pH 值7.(Γ7.5 贮存期> 30天 实施例2: 该脲醛树脂的合成按如下步骤进行: (1)脲醛预缩液(UFC)的制备 a.称取尿素1摩尔，加入到预先升温至50°C的反应釜中，用质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节pH值至9.0 ； b.加入质量浓度为50%的甲酸4.0摩尔,然后,用质量分数为40%的氣氧化钠溶液调整pH值至9.0 ； c.在搅拌下，继续升温至90°C，升温时间控制在30~35分钟； d.待反应釜中的溶液变清时，再次用质量分数为40%的氢氧化钠溶液调节pH值至9.0，加入质量浓度为50%的甲醛2.0摩尔； e.继续保温反应90分钟后，降温，放料。(2)高固体含量脲醛树脂的合成 利用步骤(1)中合成的脲醛预缩液，按照以下步骤合成高固体含量脲醛树脂: a.称取步骤(1)中制备好的100克脲醛预缩液，在常温条件下，加入到反应釜中，用40%的氢氧化钠溶液调整pH值至8?8.5 ； b.在搅拌下，升温至60°C时，加入第一次尿素0.48摩尔，使反应体系中甲醛与尿素的摩尔比保持在2.0 ； c.继续升温至90°C时，调整反应体系pH值至8?8.5，加入第二次尿素0.18摩尔，此时，保持反应体系中甲醛与尿素的摩尔比为1.6，保温反应35分钟； d.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种刨花板用高固体含量脲醛树脂，其特征在于制备该树脂的原料包括脲醛预缩液、尿素、酸和碱性催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，雷洪，杜官本，
申请(专利权)人：西南林业大学，
类型：发明
国别省市：云南;53
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