一种三聚氰胺和赖氨酸改性的脲醛树脂胶黏剂的制备方法技术

本发明专利技术属于胶黏剂技术领域，具体涉及一种三聚氰胺和赖氨酸改性的脲醛树脂胶黏剂的制备方法。所述三聚氰胺和赖氨酸改性的脲醛树脂胶黏剂以甲醛（F）和尿素（U）为原料，以三聚氰胺（M）和赖氨酸（L）为改性剂，采用碱‑酸‑碱合成工艺制备所得。制备出的胶黏剂在保持低甲醛释放的前提下并未延长固化时间，可大大提高生产效率，制备环保型胶合板。

Preparation of a Urea-formaldehyde Resin Adhesive Modified by Melamine and Lysine

【技术实现步骤摘要】
一种三聚氰胺和赖氨酸改性的脲醛树脂胶黏剂的制备方法
本专利技术属于胶黏剂
，具体涉及一种三聚氰胺和赖氨酸改性的脲醛树脂胶黏剂的制备方法。
技术介绍
树脂胶黏剂是尿素与甲醛在催化剂(碱性催化剂或酸性催化剂)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,形成不溶的树脂型胶黏剂。然而，脲醛树脂胶黏剂耐水性差，在胶合无机阻燃剂处理过的木材时，常存在胶合不良问题；此外脲醛树脂胶合材料在使用过程中还存在甲醛释放问题。三聚氰胺是目前脲醛树脂常用改性剂，在脲醛树脂分子中引入三聚氰胺，由于形成了三维网状结构，可以封闭许多吸水性基团，同时三聚氰胺显碱性可以中和胶层中的酸，在一定程度上防止和降低了树脂的水解和水解速度，从而提高了脲醛树脂的耐水性。在另一方面，加入的三聚氰胺可与甲醛发生反应，生成羟甲基三聚氰胺，使得脲醛树脂中的游离甲醛含量下降。文献(J.Wood.Sci.，2001，47(6):451-45,Influenceofthemelaminecontentinmelamine-urea-formaldehyderesinsonformaldehydeemissionandcuredresinstructure)详细研究了不同尿素(U)、甲醛(F)和三聚氰胺(M)摩尔比对制备出的胶黏剂的影响，并采用核磁碳谱对胶黏剂的结构做了鉴定。但三聚氰胺加入到脲醛树脂中会导致尿酸树脂固化时间延长，这是因为在合成脲醛树脂过程中添加三聚氰胺后，三聚氰胺发生了羟甲基化反应，生成羟甲基三聚氰胺，羟甲基三聚氰胺活性较弱，且三聚氰胺单体属于大分子颗粒，空间位阻大，导致分子及活性基团位移受阻，从而在一定程度上阻碍了固化反应的进行，所以三聚氰胺会延长脲醛树脂的固化时间(广西大学，硕士学位论文，强酸工艺制环保型改性脈酸树脂胶黏剂的研究，2016年12月)、(中南林业科技大学，硕士学位论文，环保快固脲醛树脂胶黏剂制备与性能研究，2018年06月)。在生产车间中，脲醛树脂通过加热加压完成固化过程,热压时间对工厂的产量至关重要，更短的热压时间一直是工厂所追求的，因为这样能够提高工厂生产胶合板的产量。所以在采取三聚氰胺对脲醛树脂胶黏剂改性降低甲醛释放量、提高耐水性的前提下，如何对其进行优化缩短胶黏剂的固化时间是一个重要研发方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中三聚氰胺脲醛树脂胶黏剂无法同时满足低甲醛释放、高耐水性和短固化时间等综合性能，尤其是无法缩短固化时间的缺陷；本专利技术采用赖氨酸对三聚氰胺脲醛树脂进行改性，制备出的胶黏剂在保持低甲醛释放的前提下并未延长固化时间，可大大提高生产效率，制备环保型胶合板。本专利技术提供一种三聚氰胺和赖氨酸改性的脲醛树脂胶黏剂的制备方法，所述三聚氰胺和赖氨酸改性的脲醛树脂胶黏剂以甲醛(F)和尿素(U)为原料，以三聚氰胺(M)和赖氨酸(L)为改性剂，采用碱-酸-碱合成工艺制备所得；制备过程中采用醋酸和氢氧化钠为酸碱调节剂调节体系pH值。优选的，按摩尔量计算，尿素(U)、三聚氰胺(M)和赖氨酸(L)的摩尔量之和与甲醛(F)的摩尔量比为1:1.1-1.4(即U+M+L/F＝1:1.1-1.4)；尿素(U)：三聚氰胺(M)：赖氨酸(L)＝10:1-4:1-3(即U：M：L＝10:1-4:1-3)；进一步优选为尿素(U)、三聚氰胺(M)和赖氨酸(L)的摩尔量之和与甲醛(F)的摩尔量比为1:1.2(即U+M+L/F＝1:1.2)；尿素(U)：三聚氰胺(M)：赖氨酸(L)＝10:3:2(即U：M：L＝10:3:2)；优选的，所述碱-酸-碱合成工艺包括如下步骤：1)将甲醛水溶液置于反应器中，然后滴加氢氧化钠水溶液调节体系pH＝8.5-9.0，加入第一批尿素；升温至60-70℃，反应1-2h；第一批尿素占尿素总量的60-70％；2)采用醋酸水溶液调节体系pH＝5.5-6.0，反应器升温至80-90℃，然后加入第二批尿素，反应20-40min；然后加入三聚氰胺保温反应10-20min；所述第二批尿素占尿素总量的15-20％；3)采用氢氧化钠水溶液调节体系pH＝7.5-8.0，降温至65-70℃然后加入剩余尿素，反应0.5-1h降温至室温得三聚氰胺和赖氨酸改性的脲醛树脂胶黏剂；在步骤1-3)中任意步骤中加入赖氨酸；优选的，赖氨酸在步骤3)中加入，具体步骤为：采用氢氧化钠水溶液调节体系pH＝7.5-8.0，降温至65-70℃然后加入剩余尿素搅拌3-5min，然后加入赖氨酸反应0.5-1h降温至室温得三聚氰胺和赖氨酸改性的脲醛树脂胶黏剂；本专利技术采用碱-酸-碱制备工艺制备脲醛树脂，研究了不同阶段加入赖氨酸对脲醛树脂的影响，影响脲醛树脂胶黏剂的粘度和固化时间。本专利技术制备的三聚氰胺和赖氨酸改性的脲醛树脂胶黏剂可用于制备环保型胶合板，具体步骤如下：1)杨木单板：厚度为2mm，幅面为32cmX32cm；含水率为8％～12％，压制三层胶合板，双面施胶量为360g/m2；2)配胶：按照重量三聚氰胺和赖氨酸改性的脲醛树脂胶黏剂：氯化铵＝100∶0.6，将两者混合均匀即可；3)预压工艺：把涂好胶的单板按相邻两块单板木纹方向相互垂直的方式叠放在一起，放入平板硫化机中预压；4)热压固化工艺：预压处理后将平板硫化机升温，热压固化得环保型胶合板。优选的，所述预压是指在压力为0.8Mpa、温度为20-40℃下冷压0.5-1h；优选的，所述热压固化是指在压力为1.0Mpa、温度为100-110℃下热压3-15min；进一步优选为热压8-9min；与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1)本专利技术在三聚氰胺脲醛树脂的基础上首次添加赖氨酸作为改性剂，缩短了三聚氰胺脲醛树脂的固化时间，可大大提高树脂热压固化的生产效率；而且赖氨酸的加入在一定程度上于三聚氰胺起到了协同降低甲醛的功效；2)本专利技术制备的脲醛树脂胶黏剂具有优异的综合性能，制备出的胶黏剂游离甲醛低、固化时间短；3)采用本专利技术胶黏剂制备的胶合板胶合强度大、甲醛释放量低，绿色环保。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。按照现有技术(广西大学，硕士学位论文，强酸工艺制环保型改性脈酸树脂胶黏剂的研究，2016年12月)中的教导对实施例制备的三聚氰胺和赖氨酸改性的脲醛树脂胶黏剂的性能进行检测，三聚氰胺和赖氨酸改性的脲醛树脂胶黏剂性能检测包括游离甲醛、固化时间、固含量和树脂粘度检测；压制胶合板检测包括胶合板甲醛释放量及胶合强度测定；胶黏剂具体检测方法和胶合板的压制方法见现有技术(广西大学，硕士学位论文，强酸工艺制环保型改性脲醛树脂胶黏剂的研究，2016年12月)中试验内容2.3.2、2.3.3和2.3.4部分。实施例1采用碱酸碱合成工艺制备1)将40wt％甲醛水溶液(1.2mol)置于反应器中，然后滴加10wt％氢氧化钠水溶液调节体系pH＝8.5-9.0，加入第一批尿素；升温至60-70℃，反应1-2h；第一批尿素占尿素总量的65％；尿素三批总摩尔量为0.83mol；2)采用40wt％醋酸水溶液调节体系pH＝5.5-6.0，反应器升温至80-90℃，然后加入第二批尿素，反应20-40min；然后加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三聚氰胺和赖氨酸改性的脲醛树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于：所述三聚氰胺和赖氨酸改性的脲醛树脂胶黏剂以甲醛和尿素为原料，以三聚氰胺和赖氨酸为改性剂，采用碱‑酸‑碱合成工艺制备所得；制备过程中采用醋酸和氢氧化钠为酸碱调节剂调节体系pH值。

【技术特征摘要】
1.一种三聚氰胺和赖氨酸改性的脲醛树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于：所述三聚氰胺和赖氨酸改性的脲醛树脂胶黏剂以甲醛和尿素为原料，以三聚氰胺和赖氨酸为改性剂，采用碱-酸-碱合成工艺制备所得；制备过程中采用醋酸和氢氧化钠为酸碱调节剂调节体系pH值。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：按摩尔量计算，尿素、三聚氰胺和赖氨酸的摩尔量之和与甲醛的摩尔量比为1:1.1-1.4；尿素：三聚氰胺：赖氨酸=10:1-4:1-3。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：尿素、三聚氰胺和赖氨酸的摩尔量之和与甲醛的摩尔量比为1:1.2；尿素：三聚氰胺：赖氨酸=10:3:2。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述碱-酸-碱合成工艺包括如下步骤：1）将甲醛水溶液置于反应器中，然后滴加氢氧化钠水溶液调节体系pH=8.5-9.0，加入第一批尿素；升温至60-70℃，反应1-2h；第一批尿素占尿素总量的60-70%；2）采用醋酸水溶液调节体系pH=5.5-6.0，反应器升温至80-90℃，然后加入第二批尿素，反应20-40min；然后加入三聚氰胺保温反应10-20min；所述第二批尿素占尿素总量的15-20%；3）采用氢氧化钠水溶液调节体系pH=7.5-8.0，降温至65-70℃然后加入剩余尿...

【专利技术属性】
技术研发人员：张跃军，
申请(专利权)人：莒县中邦新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37