一种脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂及其应用。本发明专利技术的微胶囊固化剂包括囊芯和囊壁，囊芯包裹在囊壁中，囊芯是脲醛树脂固化剂。脲醛树脂微胶囊固化剂粒径为100‑200μm，能满足脲醛树脂在粘接时的性能要求并能将微胶囊破裂后囊壁碎片对粘接强度的影响降至最低；微胶囊固化剂与脲醛树脂按质量比1:10混合后，若不施加压力，在25℃下3小时内都不会使脲醛树脂固化，施加适当压力使微胶囊囊壁破裂后，固化剂快速释放出来，使脲醛树脂快速固化，具备较长的适用期和较快的固化时间；使用简单方便，与脲醛树脂混合后在常温条件下施加较小的压力即可实现固化剂的快速释放，不需要采用热压方式，有效避免了升温造成的甲醛加速释放。

【技术实现步骤摘要】
一种脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂及其应用
本专利技术属于脲醛树脂固化剂领域，具体涉及一种脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂及其应用。
技术介绍
脲醛树脂是目前世界范围内木材工业中应用最为广泛的胶黏剂，根据温度条件可分为常温和加热两种固化方式，常温下固化时间长，效率低，所以使用方法以热压为主。例如在人造板行业中既要求胶黏剂固化速度快，又要求其适用期长，但在保证较长的适用期时只能通过加热增加耗能来实现快速固化。所谓适用期即固化剂与胶黏剂混合后不发生反应能稳定共存的时间。如何同时提高脲醛树脂的固化速度和延长固化剂的适用期，进而实现胶黏过程的低成本化、高效化并有效保证产品性能稳定已经成为脲醛树脂体系在先进复合材料应用中的重要研究方向。目前脲醛树脂使用的固化剂主要有单组分固化剂、多组分固化剂和潜伏性固化剂，这些固化剂在常温较稳定且在高温下可快速固化脲醛树脂。虽然通过高温热处理能够快速固化脲醛树脂，但需消耗大量的热量，同时增加了甲醛的释放量。另一种较前沿的固化剂是微胶囊固化剂，即在固化剂外面包覆一层保护膜，在常温下由于保护膜的作用，固化剂与树脂隔离，不起化学反应；通过调节温度或施加压力等，破坏保护膜，使固化剂与树脂接触发生固化反应。微胶囊固化剂自身具有较高活性，固化反应能在较低温度和较短时间进行，可节约大量的能耗；同时将固化剂微胶囊化，其包覆在微胶囊中不易释放，解决了存放的问题，实现一次配制长期使用，提高了生产效率。因此微胶囊固化剂在树脂的固化中具有很好的应用前景。但是由于微胶囊固化剂的制备较为困难，其制备工艺对于原料及反应条件都较为敏感，目前国内还没有工业化使用的微胶囊型固化剂。尤其是用于脲醛树脂的微胶囊固化剂领域，仍是一片空白。专利申请号200710067417.X(一种微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂及其制备方法)的中国专利公开了一种微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂，其粒径在1-100μm的范围内。该微胶囊固化剂在室温下与环氧树脂混合稳定，不能使环氧树脂固化，而在中温下快速固化环氧树脂。该微胶囊固化剂的粒径之间大小差距较大，导致微胶囊的粒度均匀度不足；在实际操作中需要进行温度控制，增加了操作难度；其添加量为环氧树脂的10-20％，会导致使用成本增加。此外，将这类温度控制型固化剂应用在脲醛树脂时，升温破坏保护膜会加速甲醛的释放，严重污染生活环境。因此，若能研发出一种适于工业使用且没有上述缺陷的脲醛树脂微胶囊固化剂，将是脲醛树脂固化领域的一个极大的进步和创新，并且能大大改善脲醛树脂的实际工业应用，具有极好的应用前景。
技术实现思路
为了实现上述目的，本专利技术提供了一种脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂。一种脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂，包括囊芯和囊壁，所述囊芯包裹在囊壁中，所述囊芯是脲醛树脂固化剂。优选地，所述囊壁是压敏性材料。优选地，所述囊壁由异氰酸酯类有机物形成；进一步优选地所述异氰酸酯类有机物为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)中的一种或多种。优选地，所述脲醛树脂固化剂是由草酸、一水合柠檬酸和乙二醇按重量比5-15:1-10:5-15混合形成的混合溶液，当外部包裹的囊壁破裂后，所述固化剂能快速从胶囊中释放，与脲醛树脂混合，使脲醛树脂完全固化。优选地，所述囊芯和囊壁的质量比为1:0.4-0.8。优选地，所述脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂的粒径为100-200μm。采用该粒径范围，一方面能满足脲醛树脂粘接时的性能要求，另一方面还能将微胶囊破裂后囊壁碎片对粘接强度的影响降至最低。当粒径太小即小于100μm时，需要施加极大的压力才能使微胶囊破裂；而当粒径太大即大于200μm时，微胶囊破裂后的囊壁碎片使得胶黏剂的断层增大，对粘接强度的影响较大。在本专利技术的粒径范围内，当用于板材粘接时，采用人工或机械施加2kg/cm2以上的压力即可容易地使微胶囊破裂，实现脲醛树脂的快速固化；而对于常规脲醛树脂固化剂来说，一般需采用热压方式进行脲醛树脂固化粘接板材，因加热内部产生了强大的蒸气压，固化后需等待降温且待内、外压力平衡后，才能卸去外部施加的压力，否则内部强大的蒸气压会将粘接好的部位冲开。当采用脲醛树脂粘接板材时，本专利技术的脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂的使用方法为：将脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂与脲醛树脂按需要混合均匀后,涂覆在待粘接板材的一面，然后覆盖另一块板材，在板材上通过人工或机械有控制地施加压力使微胶囊固化剂的囊壁破裂，快速释放出固化剂，通过压力使脲醛树脂发生可控性的固化，实现板材的粘接。根据我们的试验，本专利技术的脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂与脲醛树脂可以按质量比1：10-100混合使用。当脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂与脲醛树脂按质量比1：10时，通常施加2kg/cm2以上的压力使微胶囊固化剂的囊壁破裂，经过大约10min脲醛树脂即可完全固化，将板材牢固地粘接在一起。本专利技术的脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将微胶囊囊壁形成材料和乳化剂溶解在有机溶剂中，机械搅拌分散，形成均匀的有机溶液；(2)将草酸、一水合柠檬酸和乙二醇混合，在50-80℃下机械搅拌，形成均匀的溶液；(3)将步骤(2)得到的溶液加入到步骤(1)得到的有机溶液中形成油包水型乳液；(4)将步骤(3)得到的乳液在40-80℃下机械搅拌反应5-12小时；(5)将步骤(4)得到的乳液在室温条件下干燥，制得脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂；其中，按质量计，所述微胶囊囊壁形成材料的用量为有机溶剂用量的5％-15％；所述乳化剂的用量为有机溶剂用量的0.5％-5％；所述草酸的用量为有机溶剂用量的5％-15％；所述一水合柠檬酸的用量为有机溶剂用量的1％-10％；所述乙二醇的用量为有机溶剂用量的5％-15％。优选地，所述微胶囊囊壁形成材料为异氰酸酯类有机物；进一步优选地，所述异氰酸酯类有机物为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)中的一种或多种。优选地，所述有机溶剂为芳烃类有机溶剂；进一步优选地，所述芳烃类有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯中的一种或多种。优选地，所述乳化剂选自司班40、司班60、司班80、SMA中的一种或多种。优选地，步骤(1)所述的机械搅拌分散的时间为10-25min，机械搅拌转速为200-1000转/分钟；步骤(2)所述的机械搅拌的时间为25-50min，机械搅拌转速为200-600转/分钟。优选地，步骤(4)所述的机械搅拌的转速为200-600转/分钟。优选地，步骤(5)所述干燥的时间为20-40小时。优选地，步骤(5)制得的脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂的粒径范围为100-200μm。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术的脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂中，固化剂由草酸、一水合柠檬酸和乙二醇复配而成，其在外部包裹的囊壁破裂后，能快速从胶囊中释放出来；通过控制乳化剂的用量和搅拌速度，将微胶囊粒径控制为100-200μm，此粒径一方面能满足脲醛树脂在粘接时的性能要求，另一方面能将微胶囊破裂后囊壁碎片对粘接强度的影响降至最低，同时能有效减小施工所用的压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂，其特征在于，包括囊芯和囊壁，所述囊芯包裹在囊壁中，所述囊芯是脲醛树脂固化剂。

【技术特征摘要】
1.一种脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂，其特征在于，包括囊芯和囊壁，所述囊芯包裹在囊壁中，所述囊芯是脲醛树脂固化剂。2.根据权利要求1所述的脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂，其特征在于，所述囊壁是压敏性材料。3.根据权利要求1所述的脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂，其特征在于，所述囊壁由异氰酸酯类有机物形成。4.根据权利要求3所述的脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂，其特征在于，所述异氰酸酯类有机物为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或多种。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学省，申卫锦，申颖斯，
申请(专利权)人：江门市申氏新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44