稳定的三聚氰胺脲甲醛液体树脂制造技术

本发明专利技术涉及一种具有长期稳定性的三聚氰胺脲甲醛液体树脂的制备方法。本发明专利技术还涉及一种具有高甲醛和三聚氰胺含量的ＭＵＦ液体树脂。本发明专利技术进一步涉及一种液体悬浮硬化剂，其包含催化剂、增稠剂、填充剂和水。本发明专利技术还涉及一种通过将硬化剂加入树脂制成的、用于粘合木材的粘合剂组合物。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造三聚氰胺脲甲醛(MUF)液体树脂的方法、液体悬浮硬化剂和含有这些物质的粘合剂组合物。具体地说，本专利技术涉及一种在显著长的时间内稳定的MUF液体树脂。
技术介绍
MUF树脂被广泛应用于木器制造业中，用来粘合木材或作为一种粘合剂应用于基于木材的材料生产中，包括刨花板、胶合板、各种纤维板等。这种树脂是尿素和三聚氰胺以及甲醛的反应产物。然后使用硬化剂，如铵盐或酸，对树脂进行硬化或固化。但是，往往在三聚氰胺、尿素和甲醛间的反应完成后的几小时或几分钟内，树脂通常会发生快速固化。这种加入硬化剂前发生固化是有问题的，因为树脂就不能贮存以备后用。Shiau等的美国专利4536245公开了一种MUF树脂，其中甲醛对尿素的当量摩尔比从0.7∶1到1.3∶1。尿素当量是将使用的尿素摩尔数加上使用的三聚氰胺摩尔数的1.5倍的值计算出来的。因此，尿素当量摩尔比小于甲醛对尿素和三聚氰胺的直接摩尔比。Kong的美国专利4603191公开了一种制备具有极低甲醛与尿素摩尔比的脲甲醛树脂的方法。其中提出的甲醛对尿素摩尔比为1∶1到1.3∶1。Druet等的美国专利4997905公开了一种制造三聚氰胺脲甲醛树脂的三个步骤的方法，其中三聚氰胺是在第一步中或第二步中或这两个步骤中加入的。甲醛对氨基的最终比例是0.3∶1到0.5∶1。Druet等的美国专利5008365公开了一种制造含有不超过10％三聚氰胺的脲甲醛树脂的方法。甲醛对氨基的最终比例是0.5∶1到0.575∶1。Barthomieux等的美国专利5162462公开了一种制造具有2-脲-4，6-二氨基三嗪-1，3，5和任选添加的三聚氰胺的氨基塑料树脂的方法。产物是一种具有极低甲醛排放率的树脂。Breyer等的美国专利5681917公开了一种制备具有低甲醛含量的MUF树脂的方法。这种树脂的甲醛对尿素和三聚氰胺的摩尔比是0.5∶1到1.1∶1。欧洲专利申请0501174中公开了一种用于脲甲醛粘合剂的硬化组合物，其包括用作聚合催化剂的铵盐水溶液和乳液状聚乙酸乙烯酯树脂。PCT专利申请WO99/48991中公开了一种用于脲甲醛和三聚氰胺脲甲醛基粘合剂的硬化剂，其包括聚乙酸乙烯酯乳液以及金属氯化物和铵盐。于1990年在Madison，WI由林产品研究协会召开的木材粘合剂会议的论文集第155到159页上的“用于粘合薄板的三聚氰胺改性的脲甲醛树脂”一文中公开了一种具有高三聚氰胺含量的脲甲醛树脂。这种树脂含有9.5-34.4重量％的三聚氰胺。但是这些树脂的贮存期限小于一天。到目前为止现有技术集中于制造具有极低甲醛排放率的树脂。这些树脂要么不具备良好的湿粘合强度，要么不具备足够的延期贮存稳定性。因此，有需要提出一种在延长期内稳定的、可以贮存以备后用的、而且在木材粘合应用中抗潮的液体树脂。含有较多甲醛和三聚氰胺的树脂通常比那些含有较少甲醛和三聚氰胺的树脂更不稳定。另外该技术还需要提出一种可用于热和射频固化条件的液体树脂和液体硬化剂。专利技术概述本专利技术涉及一种制备稳定的三聚氰胺脲甲醛树脂的方法，其包括以下步骤提供第一甲醛水溶液，加热该溶液，在单一步骤中加入以第一水溶液中甲醛量计的约0.35到0.65摩尔当量的尿素，形成UF混合物，在UF混合物中加入酸调节pH值到约4到7，形成该酸化的UF混合物，监控该酸化UF混合物的粘度直至达到约150到1000厘泊，调节该酸化混合物的pH值到约8到10，形成碱性UF混合物，将含有以第一水溶液中甲醛量计的约0.24到1.27摩尔当量甲醛的第二水溶液加到该碱性UF混合物中，调节该碱性UF混合物的pH值到约8到10，在单一步骤中在该碱性UF混合物中加入以第一水溶液中甲醛量计的约0.15到0.55摩尔当量的三聚氰胺，形成MUF混合物，监控该MUF混合物的粘度直至达到约150到1000厘泊，调节pH值到约9到10，制成在约14天内粘度约小于1500厘泊的三聚氰胺脲甲醛树脂。在一个实施方案中，制备方法还包括在MUF混合物中加入以第一水溶液中甲醛量计最多约0.13摩尔当量的甲醇。在一个优选实施方案中，加入的酸是甲酸。可以用氢氧化钠调节pH值。在一个优选实施方案中，控制该酸化UF混合物的粘度直至达到约150到400厘泊。优选的甲醛水性混合物是福尔马林。在另一个实施方案中，该方法包括制备三聚氰胺脲甲醛树脂和在该树脂中加入硬化剂形成粘合剂。在一个实施方案中，硬化剂或粘合剂与填充剂混合在一起，填充剂选自木粉、山核桃壳、有机改性的纤维素、各种淀粉、不溶性纤维状碳水化合物填充剂、磷酸三钙、粘土、硫酸钡和水合硅酸铝镁。本专利技术还涉及一种MUF树脂，该树脂中甲醛对三聚氰胺和尿素的摩尔比是约1.5∶1到2.5∶1，三聚氰胺对尿素摩尔比是约0.25∶1到1.5∶1，粘度可以在约14天内约小于1500厘泊。在一个优选实施方案中，甲醛对三聚氰胺和尿素的摩尔比是约1.75∶1到2.3∶1，三聚氰胺对尿素的摩尔比是约0.5∶1到0.75∶1，粘度是约200到400厘泊，树脂的粘度可以在至少约3周内约小于1500厘泊。本专利技术还涉及一种液体硬化剂，其包含催化剂、填充剂、增稠剂和水，其中填充剂至少在约14天内保持悬浮在硬化剂中。在一个优选实施方案中，该硬化剂包含约6％到30％的催化剂，约7％到50％的填充剂和约0.8％到10％的增稠剂。该催化剂选自路易斯酸、布朗斯台德酸、铵盐、取代铵盐或它们的组合。优选的催化剂包括AlCl3、NH4Cl或它们的组合；该填充剂包括山核桃壳、木粉或它们的组合；该增稠剂包括聚氨酯、聚乙烯醇、热解法二氧化硅或改性膨润土粘土。在另一个实施方案中，该液体硬化剂还包含消光剂。本专利技术还涉及一种粘合剂组合物，其包含硬化剂和MUF树脂，该树脂中甲醛对三聚氰胺和尿素的摩尔比是约1.5∶1到2.5∶1，三聚氰胺对尿素的摩尔比是约0.24∶1到1.27∶1，粘合剂的粘度可以在至少约14天内约小于1500厘泊。在一个实施方案中，该组合物包含约5-35份/100份。在一个优选实施方案中，该组合物的电导率是约1到5mS/cm。优选实施方案详细说明本专利技术涉及一种在延长期内稳定的MUF液体树脂和制造这种树脂的方法。该树脂能至少稳定14天，优选至少3周，更优选至少4周。该树脂与现有技术制造的树脂相比，含有相对较多的甲醛和三聚氰胺。较高含量的甲醛出乎意料地使本专利技术的MUF树脂具有现有技术制造的树脂所不具备的所需的物理性质。这些性质包括较强的粘合强度和较短的制备树脂的反应时间。而且，对于木材粘合应用，较高的甲醛对三聚氰胺和尿素比例也是理想的，因为较低的比例增加了加入硬化剂后组合物固化所需的时间。本专利技术MUF树脂中甲醛对三聚氰胺和尿素的最终摩尔比通常是约2.0比1。该MUF树脂是根据以下步骤制备的(a)甲醛第一水溶液，pH值约是7到10，优选约8.0到8.5，与尿素接触。甲醛量为甲醛总用量的约60％。尿素的加入量是相当于甲醛第一水溶液中甲醛量的约0.35到0.65摩尔当量。优选在加入尿素前，将甲醛水溶液加热到约40℃到60℃，更优选约45℃到55℃。加入尿素后，将混合物加热到约80℃到100℃，优选约85℃到95℃。可用氢氧化物，如最多含有50％氢氧化钠的氢氧化钠水溶液，调节甲醛溶液的pH值；(b本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造稳定的三聚氰胺脲甲醛树脂的方法，其包括以下步骤：提供甲醛第一水溶液；加热该溶液；在单一步骤中加入以第一水溶液中甲醛量计的约０．３５到０．６５摩尔当量的尿素，形成ＵＦ混合物；在该ＵＦ混合物中加入酸，将ｐ Ｈ值调节到约４到７，形成酸化的ＵＦ混合物；监控该酸化ＵＦ混合物的粘度，直至达到约１５０到１０００厘泊；将该酸化ＵＦ混合物的ｐＨ值调节到约８到１０，形成碱性ＵＦ混合物；在该碱性ＵＦ混合物中加入含有以第一水溶液中甲醛量计 的约０．２４到１．２７摩尔当量甲醛的第二水溶液；将该碱性ＵＦ混合物的ｐＨ值调节到约８到１０；在单一步骤中在该碱性ＵＦ混合物中加入以第一水溶液中甲醛量计的约０．１５到０．５５摩尔当量的三聚氰胺，形成ＭＵＦ混合物；监控该 ＭＵＦ混合物的粘度，直至达到约１５０到１０００厘泊；和将该ＭＵＦ混合物的ｐＨ值调节到约９到１０，制成粘度在至少约１４天内小于约１５００厘泊的三聚氰胺脲甲醛树脂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：HD朱，W雅各布斯三世，RG利斯，L门东萨，RC拉施，
申请(专利权)人：CYTEC技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]