用于制备稳定的脲甲醛聚乙烯醇胶体的方法技术

脲甲醛树脂的机械性质可以通过向其中引入聚乙烯醇而改善。可以在树脂组分的预混合、中间混合和/或后混合期间引入聚乙烯醇。在与没有聚乙烯醇制备的类似树脂相比要求改善的机械强度和耐水性的制品，如顶板中特别希望使用聚乙烯醇制备的树脂。

Method for preparing stable urea formaldehyde polyvinyl alcohol colloid

The mechanical properties of urea formaldehyde resin can be improved by introducing polyvinyl alcohol into it. Polyvinyl alcohol can be introduced in the pre mixing, intermediate mixing and / or post mixing of resin compositions. Products that require improved mechanical strength and water resistance, such as in the roof, particularly in the presence of polyvinyl alcohol resins, such as in the presence of polyvinyl alcohol.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请数据本申请要求2014年7月24日提交的美国申请序列号14/340277的权益，所述申请的全部内容通过引用并入本文。专利技术背景专利
本专利技术涉及脲甲醛胶体。本专利技术特别涉及制备脲甲醛聚乙烯醇胶体的方法。
技术介绍
历史上，沥青屋顶板由有机毡垫制成，所述有机毡垫主要由用热沥青饱和的随机排列短切纤维素纤维形成，然后成形成沥青屋顶板。相反地，对于现代应用，湿铺玻璃纤维垫已替代了纤维素毡垫，其提供增加的使用寿命、强度和改善的阻燃性。不幸的是，纤维玻璃缺乏天然有机纤维如纤维素中内在的天然的纤维间结合。短切玻璃纤维在随机的布置在垫中时必须通过合适的粘结剂结合在一起。所述粘结剂粘着性地将交叉的玻璃纤维束缚在一起，有助于在加工成纤维玻璃顶板时良好地处理所述垫以及提供必要的物理性能性质如在屋顶安装期间和在屋顶的使用寿命期间所需的强度、柔韧性和长的寿命。与任何商业关注一样，当制备纤维玻璃强化的顶板或任何其它纤维玻璃产品时，期望的是有用的粘结剂尽可能成本有效同时还具有必要的物理性质。在一些方面中，脲甲醛树脂对于该应用是期望的。它们是具有良好粘合性、快的固化速率、期望的机械性质和漫长的保存期限的低成本的热固性材料。不幸的是，没有一些改性形式的脲甲醛树脂可能不具有足够的机械性质。有时已观察到采用脲甲醛树脂粘结剂制备的纤维玻璃防护物可能在用于生产顶板的玻璃垫的生产期间破裂。然而，可以通过使用水性聚合物如乳液、分散体和水溶性聚合物克服该缺点。一种这样的水性聚合物为聚乙烯醇。聚乙烯醇可以容易地在升高的温度与脲甲醛树脂交联，以改善脲甲醛基粘结剂的机械性质并且还改善耐水性。然而，取决于分子量(MW)、聚乙烯醇的水解程度和制剂的固含量，脲甲醛树脂和聚乙烯醇水溶液由于不混溶性或有限的相容性形成两相体系。目前，制备聚乙烯醇树脂的领域中常见的是少于1重量％与脲甲醛树脂混合以增强脲甲醛树脂性能或将少量脲甲醛树脂添加至聚乙烯醇溶液以改善商业产品中的聚乙烯醇耐水性。本领域将会期望的是能够增加引入脲甲醛树脂的聚乙烯醇的量以改善其作为粘结剂的性能。专利技术简述在一个方面中，本专利技术是制备聚乙烯醇和脲甲醛胶体的方法，包括：将聚乙烯醇与选自以下的组分混合：甲醛溶液和脲/甲醛浓缩物，以形成第一液体工作混合物，然后将第一液体工作混合物与脲在足以引发羟甲基化反应的反应条件下混合，以形成中间产物混合物；使中间产物混合物经受足以引发缩合的反应条件以形成胶体。此外，在一些实施方案中，所述方法包括通过进行最终脲后添加完成加工，以产生聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体。在另一方面中，本专利技术是制备聚乙烯醇和脲甲醛胶体的方法，包括：将选自以下的组分与脲在足以引发羟甲基化反应的反应条件下混合：甲醛溶液和脲/甲醛浓缩物，以形成中间产物混合物；使中间产物混合物经受足以引发缩合的反应条件以形成第二中间产物混合物；将第二中间产物混合物与聚乙烯醇混合，以形成包括聚乙烯醇和脲甲醛胶体的最终中间液体产物。此外，在一些实施方案中，所述方法包括通过进行最终脲后添加完成加工，以产生聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体。在再一方面中，本专利技术是制备聚乙烯醇脲甲醛树脂胶体的方法，包括：在足以缩合聚乙烯醇和脲甲醛树脂的反应条件下将聚乙烯醇添加至脲甲醛树脂，以产生聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体，其中以与其中放置聚乙烯醇的脲甲醛树脂溶液相容的足够低的浓度添加聚乙烯醇；测量聚乙烯醇接枝的脲甲醛树脂的性质；确定聚乙烯醇接枝的脲甲醛树脂的性质是否满足预定标准并且采取选自以下的措施：(a)如果聚乙烯醇接枝的脲甲醛树脂的性质满足预定标准，则停止加工；和(b)如果聚乙烯醇接枝的脲甲醛树脂的性质不满足预定标准，则进一步加工聚乙烯醇接枝的脲甲醛树脂，所述进一步加工包括：在足以缩合聚乙烯醇以及聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体的反应条件下将另外的聚乙烯醇添加至聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体，以产生进一步加工的聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体，其中以与其中放置聚乙烯醇的聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体相容的浓度添加聚乙烯醇；测量进一步加工的聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体的性质；将进一步加工的聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体的性质与预定标准进行比较；和重复进一步加工直至进一步加工的聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体满足预定标准。本专利技术的另一方面是使用聚乙烯醇脲甲醛树脂胶体制备的粘结剂，所述聚乙烯醇脲甲醛树脂胶体使用上述方法的任一种制备。这些粘结剂尤其可用于制备顶板。优选实施方案的描述本专利技术的一个实施方案是聚乙烯醇和脲甲醛胶体。在制备聚乙烯醇和脲甲醛胶体的方法中，所述方法包括：将聚乙烯醇与选自以下的组分混合：甲醛溶液和脲/甲醛浓缩物，以形成第一液体工作混合物，然后将第一液体工作混合物与脲在足以引发羟甲基化反应的反应条件下混合，以形成中间产物混合物；使中间产物混合物经受足以引发缩合的反应条件；通过进行最终脲后添加完成加工，以产生聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体。出于本申请的目的，将术语“聚乙烯醇”(后文有时为PVA)定义为表示具有以下理想化的通式的化合物：其中，“n”没有严格限定。这些化合物是包含各种百分比的羟基和通常包含乙酸酯基团或其它官能团并且通常通过聚乙酸乙烯酯或能够水解的其它聚合物的水解生产的树脂。可用于本专利技术的实施方案的PVA将会具有约1,000至约200,000的重均分子量。在一些实施方案中，重均分子量将为约10,000至约100,000。在另外的其它实施方案中，重均分子量将为约10,000至约50,000。在本专利技术的一些实施方案中，将第一工作混合物与脲在足以引发羟甲基化反应的反应条件下混合以形成中间产物混合物时所述方法的一部分。羟甲基化反应是一种反应，其中在碱性或弱酸性溶液中的脲和甲醛(甲醛/脲>1.8–2.4)产生脲-羟甲基或脲-羟基甲基物类。出于本申请的目的，反应物为脲和甲醛；和/或脲以及脲和甲醛的预聚物。在一些实施方案中，用于羟甲基化的条件将为约80℃的温度和约8.5至约9.5的pH。可以使用本领域普通技术人员已知可用的任何方法调节所述pH。例如可以使用三乙胺和三乙醇胺。在本专利技术的一些实施方案中，所述方法在羟甲基化之后继续进行至缩合阶段。本申请的实施方案可以使用本领域普通技术人员制备脲甲醛树脂而已知可用的条件。例如，在一些实施方案中，可以通过将pH降低至约5至约6开始并控制缩合，然后将反应溶液加热至约80-100℃。然后可以通过进行最终脲后添加完成该反应。本领域普通技术人员将会熟知如何确定最终脲添加，从而实现一种或多种具体的性质。可以将这些第一实施方案描述为聚乙烯醇和树脂的其它组分的早期添加或“预混合”途径。在“预混合”途径中，通过以下制备胶体：将选自以下的组分与脲在足以引发羟甲基化反应的反应条件下混合：甲醛溶液和脲/甲醛浓缩物，以形成中间产物混合物。继续该实施方案，然后使中间产物混合物经受足以引发缩合反应的反应条件，以形成第二中间产物混合物；将第二中间产物混合物与聚乙烯醇混合，以形成最终中间产物溶液；和通过进行最终脲后添加完成加工。到本申请的方法的另一途径为“后混合”途径。在这些实施方案中，在足以使聚乙烯醇与脲甲醛树脂反应的反应条件下将聚乙烯醇添加至脲甲醛树脂，以产生聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体，其中以与其中放置聚乙烯醇的脲甲醛树脂溶液相容的足够低的浓度添加聚乙烯醇。通过测量聚乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备聚乙烯醇和脲甲醛胶体的方法，包括：将聚乙烯醇与选自以下的组分混合：甲醛溶液和脲/甲醛浓缩物，以形成第一液体工作混合物，然后将所述第一液体工作混合物与脲在足以引发羟甲基化反应的反应条件下混合，以形成中间产物混合物；和使所述中间产物混合物经受足以引发缩合的反应条件以形成聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.24 US 14/340,2771.制备聚乙烯醇和脲甲醛胶体的方法，包括：将聚乙烯醇与选自以下的组分混合：甲醛溶液和脲/甲醛浓缩物，以形成第一液体工作混合物，然后将所述第一液体工作混合物与脲在足以引发羟甲基化反应的反应条件下混合，以形成中间产物混合物；和使所述中间产物混合物经受足以引发缩合的反应条件以形成聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体。2.根据权利要求1所述的方法，还包括通过进行脲后添加完成加工。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚乙烯醇具有约1,000至约200,000的重均分子量。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述聚乙烯醇具有约1,000至约50,000的重均分子量。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述羟甲基化反应在约80℃的温度和约8.5至约9.5的pH进行。6.根据权利要求5所述的方法，其中使用三乙胺和三乙醇胺调节所述pH。7.制备聚乙烯醇和脲甲醛胶体的方法，包括：将选自以下的组分与脲在足以引发羟甲基化反应的反应条件下混合：甲醛溶液和脲/甲醛浓缩物，以形成中间产物混合物；使所述中间产物混合物经受足以引发缩合的反应条件以形成第二中间产物混合物；和将所述第二中间产物混合物与聚乙烯醇混合，以形成脲甲醛树脂胶体。8.根据权利要求7所述的方法，还包括通过进行脲后添加完成加工。9.根据权利要求7所述的方法，其中所述聚乙烯醇具有约1,000至约200,000的重均分子量。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述聚乙烯醇具有约1,000至约50,000的重均分子量。11.根据权利要求7所述的方法，其中所述羟甲基化反应在约80℃的温度和约8.5至约9.5的pH进行。12.根据权利要求11所述的方法，其中使用三乙胺和三乙醇胺调节所述pH。13.制备聚乙烯醇脲甲醛树脂胶体的方法，包括：在足以缩合聚乙烯醇和脲甲醛树脂的反应条件下将聚乙烯醇添加至脲甲醛树脂，以产生聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体，其中以与其中放置聚乙烯醇的脲甲醛树脂溶液相容的足够低的浓度添加聚乙烯醇；测量聚乙烯醇接枝的脲甲醛树脂的性质；确定聚乙烯醇接枝的脲甲醛树脂的性质是否满足预定标准并且采取选自以下的措施：(a)如果聚乙烯醇接枝的脲甲醛树脂的性质满足预定标准，则停止加工；和(b)如果聚乙烯醇接枝的脲甲醛树脂的性质不满足预定标准，则进一步加工聚乙烯醇接枝的脲甲醛树脂，所述进一步加工包括：在足以缩合聚乙烯醇以及聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体的反应条件下将另外的聚乙烯醇添加至聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体，以产生进一步加工的聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体，其中以与其中放置聚乙烯醇的聚乙烯醇和脲甲醛树脂胶体相容的浓度添加聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：张迎潮，D·A·斯诺佛，
申请(专利权)人：瀚森公司，
类型：发明
国别省市：美国;US