无甲醛低分子量氨基树脂改性剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及树脂改性剂的技术领域，公开了无甲醛低分子量氨基树脂改性剂及其制备方法与应用，无甲醛低分子量氨基树脂改性剂，按质量百分比计，包括15％

【技术实现步骤摘要】
无甲醛低分子量氨基树脂改性剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术专利涉及树脂改性剂的
，具体而言，涉及无甲醛低分子量氨基树脂改性剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]树脂浸渍改性是一种可明显提高木材的密度、尺寸稳定性、强度等物理力学性能的有效途径。自上世纪四十年代起，国内外许多学者相继开展了脲醛、三聚氰胺甲醛和酚醛树脂改性木材研究，取得了良好的效果。相比较而言，酚醛树脂强度高、耐候性好，但其高碱性会使木材韧性损失较大，且成本较高；脲醛树脂价格便宜，但耐水性差；三聚氰胺甲醛树脂耐水性好，且有一定阻燃功能，但稳定性较差，难以长期储存，同时三种树脂改性后木材均存在游离甲醛释放问题。近年来，随着国家对室内外用木质材料绿色、环保要求的加强，开发无甲醛木材改性技术成为行业发展迫切需求。
[0003]在环保型树脂研究中，可以选用其他醛类物质(如乙二醛、丙醛等)部分或全部代替甲醛。与甲醛相比，乙二醛是分子结构最简单的脂肪族二元醛，具有低毒、低挥发性等优点，能与氨基、醛基以及含羟基的化合物进行缩合或者加成反应，是替代甲醛合成氨基树脂的一种绿色环保改性剂。
[0004]现有技术中，国内外一些专家研究了氮羟甲基树脂1,3
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二羟甲基
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4,5
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二羟基亚乙烯基脲(DMDHEU，简称2D)树脂在木材改性中的应用，其由乙二醛、尿素和甲醛合成，通过该树脂改性后的木材硬度、尺寸稳定性、耐腐性能以及耐老化性能均有提高，但存在的缺点就是木材脆性提高以及仍有甲醛释放问题。然而，如何从有甲醛/低甲醛木材改性技术向无甲醛木材改性技术转变，结合我国人工林木材特点，本专利技术提出了一种无甲醛低分子量氨基树脂改性剂制备技术及其应用，以期改善以往树脂改性材缺点，实现木材环保改性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供无甲醛低分子量氨基树脂改性剂，旨在解决现有技术中，树脂改性剂改进后的木材存在甲醛释放的问题。
[0006]本专利技术是这样实现的，无甲醛低分子量氨基树脂改性剂，按质量百分比计，包括15％
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20％的三聚氰胺
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尿素
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乙二醛树脂以及2％
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10％的丙烯酸酯微乳液，余量为蒸馏水；
[0007]其中，按重量份计，所述丙烯酸酯微乳液包括软单体10
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20份、硬单体10
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20份、乳化剂1
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5份、引发剂0.3
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1份、pH调节剂0.5
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1份、链转移剂0.5
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2份、阻聚剂0.5
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3份以及去离子水100
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150份。
[0008]进一步的，所述三聚氰胺
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尿素
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乙二醛树脂中，三聚氰胺：尿素：乙二醛的摩尔比为(0.05
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0.2)：(0.4
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0.6)：1。
[0009]进一步的，所述三聚氰胺
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尿素
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乙二醛树脂中还包括pH调节剂和稳定剂；其中，所述pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、硅酸钠、硅酸钾中的一种或多种，所述稳定剂为醇类物质包括乙二醇、丙三醇、异丙醇、季戊四醇中的一种或多种。
[0010]进一步的，所述丙烯酸酯微乳液中，软单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一种或几种；
[0011]进一步的，所述丙烯酸酯微乳液中，硬单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈中的一种或几种。
[0012]进一步的，所述丙烯酸酯微乳液中，乳化剂采用阴离子乳化剂和非离子乳化剂复合体系，所述阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二烷基
‑2‑
磺基琥珀酸钠中的一种或几种；所述非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。
[0013]进一步的，所述丙烯酸酯微乳液中，引发剂选用水溶性过硫酸盐；所述pH调节剂为氨水或碳酸氢钠。
[0014]本专利技术还提供了上述的无甲醛低分子量氨基树脂改性剂的制备方法，将三聚氰胺
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尿素
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乙二醛树脂、丙烯酸酯微乳液以及蒸馏水混合，形成混合体，在室温下磁力搅拌混合体10
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20min，混合体形成无甲醛低分子量氨基树脂改性剂；
[0015]所述三聚氰胺
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尿素
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乙二醛树脂的制备方法包括以下制备步骤：
[0016]制备步骤1)将乙二醛加入反应釜中搅拌均匀，调节pH值至4.0
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6.0，加入三聚氰胺，升温至40
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50℃，反应30
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60min，再升温至50
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70℃，加入尿素，反应1
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2小时；
[0017]制备步骤2)加入稳定剂，维持1
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3小时，最后缓慢加入pH调节剂至pH值为7.0
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9.0，冷却出料，得到三聚氰胺
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尿素
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乙二醛树脂；
[0018]其中，在所述制备步骤1)中，先后分两次加入尿素，第一次加入尿素与第二次加入尿素的质量比例为(2～3):1。
[0019]进一步的，所述丙烯酸酯微乳液的制备方法包括以下制备步骤：
[0020]1)配置两份过硫酸盐引发剂溶液，将两份所述过硫酸盐引发剂溶液分别配制成质量分数为1～3％和4～6％的引发剂溶液；将非离子乳化剂按1:(2～5)分两份分别溶于去离子水中，顺序标识为第一份乳化剂溶液和第二份乳化剂溶液，并在第一份乳化剂溶液中加入50％～80％软单体和30％～50％硬单体，剩余单体加入到第二份乳化剂溶液中，以搅拌速度180
‑
240r/min、反应0.5
‑
1小时制备两份单体预乳液；
[0021]2)在反应器中加入全部pH调节剂、链转移剂和阴离子乳化剂以及定量的去离子水，以搅拌速度180
‑
250r/min进行搅拌，当反应温度达到55
‑
65℃时，加入质量分数1～3％第一份引发剂溶液，同时缓慢滴加第一份单体预乳液，1.5
‑
2小时滴加完毕，在继续反应0.5
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1小时，得到种子乳液；
[0022]3)将阻聚剂加入到种子乳液中，往种子乳液中滴加第二份单体预乳液和引发剂溶液，控制滴加速度在2小时内滴完，之后温度升至70
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90℃，反应1
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3小时，降温至40
‑
50℃，出料，得到丙烯酸酯微乳液。
[0023]本专利技术还提供了上述的无甲醛低分子量氨基树脂改性剂在木材中的运用。
[0024]与现有技术相比，本专利技术提供的无甲醛低分子量氨基树脂改性剂，其具有较好耐水性，经过该树脂改性剂处理后的木材的密度、尺寸稳定性和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.无甲醛低分子量氨基树脂改性剂，其特征在于，按质量百分比计，包括15％
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20％的三聚氰胺
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尿素
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乙二醛树脂以及2％
‑
10％的丙烯酸酯微乳液，余量为蒸馏水；其中，按重量份计，所述丙烯酸酯微乳液包括软单体10
‑
20份、硬单体10
‑
20份、乳化剂1
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5份、引发剂0.3
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1份、pH调节剂0.5
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1份、链转移剂0.5
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2份、阻聚剂0.5
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3份以及去离子水100
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150份。2.如权利要求1所述的无甲醛低分子量氨基树脂改性剂，其特征在于，所述三聚氰胺
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尿素
‑
乙二醛树脂中，三聚氰胺：尿素：乙二醛的摩尔比为(0.05
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0.2)：(0.4
‑
0.6)：1。3.如权利要求1所述的无甲醛低分子量氨基树脂改性剂，其特征在于，所述三聚氰胺
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尿素
‑
乙二醛树脂中还包括pH调节剂和稳定剂；其中，所述pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、硅酸钠、硅酸钾中的一种或多种，所述稳定剂为醇类物质包括乙二醇、丙三醇、异丙醇、季戊四醇中的一种或多种。4.如权利要求1至3任一项所述的无甲醛低分子量氨基树脂改性剂，其特征在于，所述丙烯酸酯微乳液中，所述软单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一种或几种。5.如权利要求1至3任一项所述的无甲醛低分子量氨基树脂改性剂，其特征在于，所述丙烯酸酯微乳液中，所述硬单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈中的一种或几种。6.如权利要求1至3任一项所述的无甲醛低分子量氨基树脂改性剂，其特征在于，所述丙烯酸酯微乳液中，所述乳化剂采用阴离子乳化剂和非离子乳化剂复合体系，所述阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二烷基
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磺基琥珀酸钠中的一种或几种；所述非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。7.如权利要求1至3任一项所述的无甲醛低分子量氨基树脂改性剂，其特征在于，所述丙烯酸酯微乳液中，所述引发剂选用水溶性过硫酸盐；所述pH调节剂为氨水或碳酸氢钠。8.如权利要求1至7任一项所述的无甲醛低分子量氨基树脂改性剂的制备方法，其特征在于，将三聚氰胺
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尿素
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乙二醛树脂、丙烯酸酯微乳液以及蒸馏...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙柏玲，柴宇博，刘君良，黄安民，王小青，苏莹莹，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院木材工业研究所，
类型：发明
国别省市：