一种改性脲醛树脂胶黏剂及其制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种经粘土基复合改性剂改性、具有非常优异性能的改性脲醛树脂胶黏剂及其制备工艺，解决了现有技术所制备的脲醛树脂胶黏剂中游离甲醛含量过高，还存在耐水耐热性能差，耐老化性能差，初粘性及粘结强度低，固化过程易产生龟裂等问题，提供了一种经粘土基复合改性剂改性、具有非常优异性能的改性脲醛树脂胶黏剂及其制备工艺，所提供的复合改性剂均能对脲醛树脂胶黏剂进行大幅度的性能强化，尤其在降低游离甲醛含量能，各所述复合改性剂均能对其起到优异的改善作用，并能够对脲醛树脂的固化时间、耐热性、耐寒性和耐老化性等多方面进行提升，得到性能优异的脲醛树脂胶黏剂。

A modified urea formaldehyde resin adhesive and its preparation process

The invention relates to a modified urea formaldehyde resin adhesive modified by clay based composite modifier and very excellent performance and its preparation process. It solves the high content of free formaldehyde in the urea formaldehyde resin adhesive prepared by the existing technology, and has poor water resistance and heat resistance, poor aging resistance, low initial viscosity and low bond strength. The curing process easily produces cracking and other problems, providing a modified urea formaldehyde resin adhesive modified by the clay based composite modifier and excellent performance and its preparation process. The composite modifier can greatly enhance the performance of the urea formaldehyde resin adhesive, especially in reducing the content of free formaldehyde. All the compound modifiers can improve the curing time, heat resistance, cold resistance and aging resistance of the urea formaldehyde resin, and the urea formaldehyde resin adhesive with excellent performance can be obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种改性脲醛树脂胶黏剂及其制备工艺
本专利技术涉及一种胶黏剂领域，尤其涉及一种经粘土基复合改性剂改性、具有非常优异性能的改性脲醛树脂胶黏剂及其制备工艺。
技术介绍
脲醛树脂(UF)，又称脲甲醛树脂，是尿素与甲醛在催化剂（碱性或酸性催化剂）作用下，缩聚成初期脲醛树脂，然后再在固化剂或助剂作用下，形成不溶、不熔的末期热固性树脂，脲醛树脂由于其原料易得，价格低廉，工艺简单，胶合强度高，固化快且固化胶层无色等优点，在木材加工，钢化涂料，纸张粘接等行业应用广泛。目前，脲醛树脂占木材加工用胶黏剂总消费量的90%以上，此外，由于具有较好的力学性能、耐高温、阻隔性等优点，脲醛树脂也被广泛应用于建筑保温材料、自修复微胶囊等领域。由于脲醛树脂容易水解，并且其中含有未反应的甲醛，在使用过程中会慢慢释放出游离甲醛，导致室内空气甲醛含量长期超标，危害人们身体健康。甲醛的危害主要表现为对皮肤粘膜的刺激作用。空气中的甲醛含量达到0.6-0.07mg/m³时就能被人体所感觉到，达到0.6mg/m³时，就会引起眼红、咽喉不适、声音嘶哑、胸闷、气喘等症状。长期低浓度接触甲醛会造成免疫功能损伤、呼吸功能障碍、肝损伤及影响神经中枢功能，甚至致使胎儿畸形。此外，甲醛还被世界卫生组织认定为1类致癌物质。目前脲醛树脂游离甲醛含量一般依据国际认定的欧洲标准，利用钻孔萃取法测定人造板中的游离甲醛含量，共分为E1级（<10mg/100g）、E2级（<30mg/100g）、E3级（<60mg/100g）。现在西方国家市场上人造板大部分为E1级水平，而且部分板材已能达到E0（<5mg/100g）级标准。而我国大部分人造板只有E2级水平，能够制造E1级标准板材的的厂商仍属少数。为此，我国制定了GB18580-2001《室内建筑装修材料---人造板及其制品中甲醛释放量》等十项国家标准，促使生产企业改进工艺和配方，降低人造板甲醛释放量。目前，降低甲醛释放量的主要方法有：降低甲醛尿素摩尔比、分批次加入尿素、降低脲醛树脂缩聚阶段PH值，加快缩聚反应速度、向脲醛树脂中加入甲醛捕捉剂和在合成尾期采取适当浓缩脱水处理等。除游离甲醛外，脲醛树脂还存在着耐水耐热性能差，耐老化性能差，初粘性及粘结强度低，固化过程易产生龟裂等问题。纳米材料具有粒子粒径小，比表面积大，性质奇特等特点，促使其成为研究人员研究热点并在许多领域获得广泛应用。作为众多无机纳米材料的一种，蒙脱土广泛存在于自然界中，其单层硅酸盐片层厚度仅有1nm，具有吸水膨胀和吸附性等特点，对甲醛能够物理吸附和化学吸附，从而减少游离甲醛含量。中国专利局于2015年1月7日公开了一种改性脲醛树脂胶黏剂及其制备方法的专利技术专利申请，申请公布号为CN104263297A，该专利技术专利采用有机磷酸酯、木屑粉、季戊四醇、滑石粉、高岭土、氢氧化镁和淀粉对改性脲醛树脂进行改性处理，对改性脲醛树脂的粘结强度进行强化提高，并降低游离甲醛含量，但其在固化时间以及耐热性能等方面仍旧没有改善，甚至由于其成分影响有所下降，因此其综合性能没有得到提高。
技术实现思路
本专利技术为解决上述现有技术所制备的脲醛树脂胶黏剂中游离甲醛含量过高，还存在耐水耐热性能差，耐老化性能差，初粘性及粘结强度低，固化过程易产生龟裂等问题，提供了一种经粘土基复合改性剂改性、具有非常优异性能的改性脲醛树脂胶黏剂。本专利技术的另一目的是提供一种改性脲醛树脂胶黏剂的制备工艺为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种改性脲醛树脂胶黏剂，所述改性脲醛树脂胶黏剂包括以下重量份数的原料：甲醛溶液50～60份、碳酰胺28～35份和复合改性剂0.5～0.7份。作为优选，所述改性脲醛树脂胶黏剂包括以下重量份数的原料：甲醛溶液50～55份、碳酰胺30～35和复合改性剂0.6～0.7份。作为优选，所述改性脲醛树脂胶黏剂包括以下重量份数的原料：甲醛溶液54.15份、碳酰胺33.3和复合改性剂0.666份。作为优选，所述甲醛溶液为甲醛浓度为35～40%的甲醛水溶液，优选甲醛浓度为37%的甲醛水溶液。作为优选，所述复合改性剂为聚天冬氨酸-蒙脱土复合改性剂、纤维素-蒙脱土复合改性剂和聚琥珀酰亚胺-蒙脱土复合改性剂中的任意一种。作为优选，所述聚天冬氨酸-蒙脱土复合改性剂的制备工艺包括以下步骤：a-1）将硅烷偶联剂KH-550分散于体积比1：1的乙醇水溶液中，制成KH-550浓度为20%的硅烷偶联剂溶液；a-2）将高纯的蒙脱土超声分散于a-1）步骤制得的硅烷偶联剂溶液中，升温至60℃并在60℃恒温条件下反应4.5～5h，冷却后用无水乙醇洗涤3～5次，烘干得到氨基改性蒙脱土；a-3）将与步骤a-2）所用蒙脱土重量相等的纯化聚天冬氨酸溶于过量二甲基甲酰胺中，加入步骤a-2）所制得的氨基改性蒙脱土，搅拌30～35min后升温至35℃，在35℃条件下继续搅拌反应4～4.5h；a-4）向步骤a-3）溶液中加入无水乙醇进行沉析，进行洗涤和离心操作，随后将所得产物分散于体积比1：1的乙醇水溶液中；a-5）利用氢氧化钠对步骤a-4）所得溶液pH值进行调节，调节pH值至8.9～9.1，在25℃条件下搅拌反应1～1.2h后过滤，对过滤产物用无水乙醇和去离子水洗涤至中性，离心并烘干，研磨得到聚天冬氨酸-蒙脱土复合改性剂。作为优选，所述纤维素-蒙脱土复合改性剂的制备工艺包括以下步骤：b-1）将硅烷偶联剂KH-550分散于体积比1：1的乙醇水溶液中，制成KH-550浓度为20%的硅烷偶联剂溶液；b-2）将高纯的蒙脱土超声分散于b-1）步骤制得的硅烷偶联剂溶液中，升温至60℃并在60℃恒温条件下反应4.5～5h，冷却后用无水乙醇洗涤3～5次，烘干得到氨基改性蒙脱土；b-3）将与步骤b-2）所用蒙脱土重量相等的纤维素溶于过量二甲基甲酰胺中，加入步骤b-2）所制得的氨基改性蒙脱土，搅拌30～35min后升温至35℃，在35℃条件下继续搅拌反应4～4.5h；b-4）向步骤b-3）溶液中加入无水乙醇进行沉析，进行洗涤和离心操作，随后将所得产物分散于体积比1：1的乙醇水溶液中；b-5）利用氢氧化钠对步骤b-4）所得溶液pH值进行调节，调节pH值至8.9～9.1，在25℃条件下搅拌反应1～1.2h后过滤，对过滤产物用无水乙醇和去离子水洗涤至中性，离心并烘干，研磨得到纤维素-蒙脱土复合改性剂。作为优选，所述聚琥珀酰亚胺-蒙脱土复合改性剂的制备工艺包括以下步骤：c-1）将硅烷偶联剂KH-550分散于体积比1：1的乙醇水溶液中，制成KH-550浓度为20%的硅烷偶联剂溶液；c-2）将高纯的蒙脱土超声分散于c-1）步骤制得的硅烷偶联剂溶液中，升温至60℃并在60℃恒温条件下反应4.5～5h，冷却后用无水乙醇洗涤3～5次，烘干得到氨基改性蒙脱土；c-3）将与步骤c-2）所用蒙脱土重量相等的纯化聚琥珀酰亚胺溶于过量二甲基甲酰胺中，加入步骤c-2）所制得的氨基改性蒙脱土，搅拌30～35min后升温至35℃，在35℃条件下继续搅拌反应4～4.5h；c-4）向步骤c-3）溶液中加入无水乙醇进行沉析，进行洗涤和离心操作，随后将所得产物分散于体积比1：1的乙醇水溶液中；c-5）利用氢氧化钠对步骤c-4）所得溶液pH值进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性脲醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述改性脲醛树脂胶黏剂包括以下重量份数的原料：甲醛溶液50～60份、碳酰胺28～35份和复合改性剂0.5～0.7份。

【技术特征摘要】
1.一种改性脲醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述改性脲醛树脂胶黏剂包括以下重量份数的原料：甲醛溶液50～60份、碳酰胺28～35份和复合改性剂0.5～0.7份。2.根据权利要求1所述的一种改性脲醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述改性脲醛树脂胶黏剂包括以下重量份数的原料：甲醛溶液50～55份、碳酰胺30～35和复合改性剂0.6～0.7份。3.根据权利要求1所述的一种改性脲醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述改性脲醛树脂胶黏剂包括以下重量份数的原料：甲醛溶液54.15份、碳酰胺33.3和复合改性剂0.666份。4.根据权利要求1、2或3所述的一种改性脲醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述甲醛溶液为甲醛浓度为35～40%的甲醛水溶液，优选甲醛浓度为37%的甲醛水溶液。5.根据权利要求4所述的一种改性脲醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述复合改性剂为聚天冬氨酸-蒙脱土复合改性剂、纤维素-蒙脱土复合改性剂和聚琥珀酰亚胺-蒙脱土复合改性剂中的任意一种。6.根据权利要求5所述的一种改性脲醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述聚天冬氨酸-蒙脱土复合改性剂的制备工艺包括以下步骤：a-1）将硅烷偶联剂KH-550分散于体积比1：1的乙醇水溶液中，制成KH-550浓度为20%的硅烷偶联剂溶液；a-2）将高纯的蒙脱土超声分散于a-1）步骤制得的硅烷偶联剂溶液中，升温至60℃并在60℃恒温条件下反应4.5～5h，冷却后用无水乙醇洗涤3～5次，烘干得到氨基改性蒙脱土；a-3）将与步骤a-2）所用蒙脱土重量相等的纯化聚天冬氨酸溶于过量二甲基甲酰胺中，加入步骤a-2）所制得的氨基改性蒙脱土，搅拌30～35min后升温至35℃，在35℃条件下继续搅拌反应4～4.5h；a-4）向步骤a-3）溶液中加入无水乙醇进行沉析，进行洗涤和离心操作，随后将所得产物分散于体积比1：1的乙醇水溶液中；a-5）利用氢氧化钠对步骤a-4）所得溶液pH值进行调节，调节pH值至8.9～9.1，在25℃条件下搅拌反应1～1.2h后过滤，对过滤产物用无水乙醇和去离子水洗涤至中性，离心并烘干，研磨得到聚天冬氨酸-蒙脱土复合改性剂。7.根据权利要求5所述的一种改性脲醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述纤维素-蒙脱土复合改性剂的制备工艺包括以下步骤：b-1）将硅烷偶联剂KH-550分散于体积比1：1的乙醇水溶液中，制成KH-550浓度为20%的硅烷偶联剂溶液；b-2）将高纯的蒙脱土超声分散于b-1）步骤制得的硅烷偶联剂溶液中，升温至60℃并在60℃恒温条件下反应4.5～5h，冷却后用无水乙醇洗涤3～5次，烘干得到氨基改性蒙脱土；b-3）将与步骤b-2）所用蒙脱土重量相等的纤维素溶于过量二甲基甲酰胺中，加入步骤b-2）所制得的氨基改性蒙脱土，搅拌30～35min后升温至35℃，在35℃条件下继续搅拌反应4...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈焕新，童东绅，周扬，胡军，
申请(专利权)人：浙江交通科技股份有限公司，浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33