一种高摩尔比低游离甲醛含量的脲醛树脂的制备方法技术

一种高摩尔比低游离甲醛含量的脲醛树脂的制备方法，其特征是按尿素与甲醛摩尔比１∶１．４～２．２备料；先将甲醛溶液加入反应釜中，在常温条件下向甲醛中加入作为改性剂的氨或碳酸氢铵或碳酸铵，改性剂氨或碳酸氢铵与甲醛的摩尔比为０．０２～０．４∶１，改性剂碳酸铵与甲醛的摩尔比为０．０１～０．２∶１，制得改性甲醛；然后按常规生产方法将上述所备尿素分次加入所说的改性甲醛中，制得低游离甲醛含量的脲醛树脂。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及脲醛树脂的生产
，更具体地讲是涉及。
技术介绍
脲醛树脂是木材工业中应用最广泛的一种粘合剂，按常规方法由尿素和甲醛生产的脲醛树脂游离甲醛含量高，用其制做的人造板材会有大量的甲醛逸出，污染环境，影响人们身体健康。为解决环保问题，近几年主要采取降低摩尔比的方法生产低游离甲醛含量的脲醛树脂，但这样生产的脲醛树脂其胶合强度、储存稳定性、水溶性都较差，而且游离甲醛的含量也不稳定。专利号为ZL97103597.0的专利技术专利公开了一种复合地板用脲醛树脂胶，它在生产中加有少量的六亚甲基四胺，其目的是为了得到碱性催化剂，使反应平稳，其游离甲醛含量的降低也主要是通过降低尿素与甲醛的摩尔比(其为1∶1.1-1.3，常规为1∶1.8)以及加入作为脱醛剂的乙二醛来实现的，虽然降低了游离甲醛的含量，但由于尿素与甲醛的摩尔比较低，同样存在胶合强度、储存稳定性以及水溶性较差的问题，并且生产成本较高，因而未能得到推广应用。由本申请人提出的申请号为02110285.6的专利技术专利申请公开了一种游离甲醛含量低的脲醛树脂的生产方法，它是在按常规方法生产出游离甲醛含量高的脲醛树脂后，再进行直接除醛和间接除醛，虽然也能生产出高摩尔比低游离甲醛含量的脲醛树脂，但其工艺仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术的不足，提供一种游离甲醛含量低的高品质脲醛树脂的制备方法。为实现上述目的，本专利技术脲醛树脂的制备方法是按尿素与甲醛摩尔比1∶1.4～2.2备料。先将甲醛溶液加入反应釜中，在常温条件下向甲醛溶液中加入作为改性剂的氨或碳酸氢铵或碳酸铵，氨或碳酸氢铵与甲醛的摩尔比为0.02～0.4∶1，碳酸铵与甲醛的摩尔比为0.01～0.2∶1，制得改性甲醛。然后按常规生产方法将上述所备尿素加入所说的的改性甲醛溶液中，制得低游离甲醛含量的脲醛树脂。在按上面步骤制得的脲醛树脂中还加有脲醛树脂重量0.01～10％的十二烷基苯磺酸钠。或者同时加入脲醛树脂重量0.01～10％的十二烷基苯磺酸钠以及0.2～10％的氯化钠。上面所说的常规生产方法，是先将所备尿素的一部分加入所说的的改性甲醛中，在40～70分钟内将温度升到85～90℃保温，当pH值降到6.5以下时，用酸调pH值到5.4～4.4进行缩聚，当粘度达到要求时，降温至78～82℃，调pH值为5.8～6.5，分次加入剩余尿素继续缩聚，当粘度达到要求时，用碱调pH值到7.0～7.5，降温，放料。上面所说脲醛树脂重量0.01～10％的十二烷基苯磺酸钠和0.2～10％的氯化钠是在缩聚成胶并用碱调pH值到7.0～7.5后加入，并搅拌均匀，30分钟后降温，至40℃放料。本专利技术的一个显著优点就是保留了高摩尔比脲醛树脂胶合强度高、稳定性好、储存期长的优点，克服了高摩尔比脲醛树脂游离甲醛含量高的缺点，这主要是通过向甲醛溶液中加入改性剂氨或碳酸氢铵或碳酸铵，氨或铵根离子与甲醛发生反应，形成含一定数量六亚甲基四胺的低浓度甲醛溶液即所说的改性甲醛实现的。利用这种改性甲醛，采用尿素与甲醛1∶1.4～2.2的较高摩尔比，就可以生产出高品质低游离甲醛含量的脲醛树脂。其原理是在加成阶段，随着反应温度的提高，氨或铵根离子与甲醛发生反应而生成的六亚甲基四胺逐渐分解生成甲醛和氨。甲醛的放出，使加成反应阶段反应体系的甲醛与尿素始终保持高摩尔比，并有大量的二羟甲基脲生成。氨溶于水后，生成铵根离子和氢氧根离子，氢氧根离子起到碱性催化剂的作用，保证加成反应阶段反应体系处于碱性，有利于二羟甲基脲的生成。大量二羟甲基脲的生成，保证了脲醛树脂的质量。缩聚阶段，氢离子的加入，与氢氧根离子中和成水，并使体系成为弱酸性，在酸性条件下，铵根离子与游离状态的甲醛重新生成六亚甲基四胺，并进一步形成带正电荷的阳离子(CH2)6N4H。成胶调碱时，带正电荷的阳离子被中和，六亚甲基四胺才以分子的形式存在于脲醛树脂中，六亚甲基四胺的生成降低了脲醛树脂中游离甲醛的含量，从而可以生产出高摩尔比低游离甲醛含量的脲醛树脂。实验数据也证明，通过对甲醛改性，所制备的脲醛树脂中游离甲醛含量明显下降，改性剂的用量是决定游离甲醛含量的关键，如表1所示表1甲醛改性剂加入量与脲醛树脂中游离甲醛含量的关系 注1、甲醛含量37％，改性剂以氨计。2、按常规方法尿素与甲醛摩尔比1∶1.8生产的脲醛树脂游离甲醛含量为2.1％。本专利技术还充分考虑到脲醛树脂的胶体性质，加入十二烷基苯磺酸钠和氯化钠作为胶体稳定剂和电荷调节剂，从而可以进一步稳定粘度，延长树脂储存期，加强胶合强度，提高固化速度。本专利技术的另一优点是工艺简单，生产成本低，便于推广应用。具体实施例方式实施例一按尿素与甲醛摩尔比1∶1.8备料，取尿素220kg，37％工业甲醛500kg；先将甲醛溶液打入反应釜中，密封，按氨与甲醛的摩尔比为0.14∶1，在常温条件下向甲醛中加入作为改性剂的液氨14.8kg，制得改性甲醛溶液；然后升温到40℃，第一次投入尿素164kg，并在60分钟内将温度升到90℃，保温反应90分钟左右，当pH值降到6.0，用甲酸调pH值到4.6，约经40分钟，当粘度达到19秒(涂4杯，30℃)时，降温至80℃，调pH值为5.4，第二次投入尿素25kg继续反应，待粘度达到20秒时，第三次投入剩余尿素21kg。待粘度达到20秒时，用碱调pH值为7.0～7.5，加入十二烷基苯磺酸钠3.3kg和氯化钠3.5kg，搅拌30分钟后，降温至40℃放料。经检测，本实施例脲醛树脂胶的主要技术指标见表2表2 使用该脲醛树脂生产的细木工板，游离甲醛含量为2.6mg/l.。注细木工板E2级国家标准为游离甲醛含量小于5.0mg/l.。实施例二按尿素与甲醛摩尔比1∶1.6备料，将1400kg 37％工业甲醛打入反应釜中，加入消泡剂，按碳酸氢铵与甲醛摩尔比为0.17∶1，慢慢加入碳酸氢铵230kg，升温到40℃时，投入第一次尿素460kg，继续升温，在60分钟内将温度升到90℃，保温30分钟，用甲酸调pH值到5.4，约经40分钟，粘度升到19秒(涂4杯，30℃)时，调pH值为6.0，降温至80℃，投入第二次尿素70kg继续反应。待粘度达到20秒时，投入第三次尿素60kg继续反应。待粘度达到20.5秒时，投入第四次尿素70kg继续反应。待粘度达到21秒时，用碱调pH值为7.0～7.5，加入十二烷基苯磺酸钠5kg和氯化钠5kg，搅拌30分钟后，降温至40℃放料。经检测，本实施例脲醛树脂胶的主要技术指标见表3，使用该脲醛树脂胶生产的人造板游离甲醛含量见表4表3 表4 权利要求1.，其特征是按尿素与甲醛摩尔比1∶1.4～2.2备料；先将甲醛溶液加入反应釜中，在常温条件下向甲醛中加入作为改性剂的氨或碳酸氢铵或碳酸铵，改性剂氨或碳酸氢铵与甲醛的摩尔比为0.02～0.4∶1，改性剂碳酸铵与甲醛的摩尔比为0.01～0.2∶1，制得改性甲醛；然后按常规生产方法将上述所备尿素加入所说的的改性甲醛中，制得低游离甲醛含量的脲醛树脂。2.根据权利要求1所述的高摩尔比低游离甲醛含量的脲醛树脂的制备方法，其特征是在制得的脲醛树脂中还加有脲醛树脂重量0.01～10％的十二烷基苯磺酸钠。3.、根据权利要求2所述的高摩尔比低游离甲醛含量的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高摩尔比低游离甲醛含量的脲醛树脂的制备方法，其特征是按尿素与甲醛摩尔比１∶１．４～２．２备料；先将甲醛溶液加入反应釜中，在常温条件下向甲醛中加入作为改性剂的氨或碳酸氢铵或碳酸铵，改性剂氨或碳酸氢铵与甲醛的摩尔比为０．０２～０．４∶１，改性剂碳酸铵与甲醛的摩尔比为０．０１～０．２∶１，制得改性甲醛；然后按常规生产方法将上述所备尿素加入所说的改性甲醛中，制得低游离甲醛含量的脲醛树脂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：焦为成，林军，房思亮，
申请(专利权)人：潍坊学院，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]