一种利用大豆蛋白水解物合成超低甲醛释放脲醛树脂方法技术

一种利用大豆蛋白水解物合成超低甲醛释放脲醛树脂工艺，该发明专利技术涉及高分子胶黏剂领域，涉及一种利用大豆蛋白水解物合成超低甲醛释放脲醛树脂方法。本发明专利技术包括三步工艺：首先高浓甲醛溶液与部分尿素反应合成预缩醛；后与尿素在弱碱

【技术实现步骤摘要】
一种利用大豆蛋白水解物合成超低甲醛释放脲醛树脂方法


[0001]该专利技术涉及高分子胶黏剂领域，涉及一种利用大豆蛋白水解物合成超低甲醛释放脲醛树脂方法。

技术介绍

[0002]脲醛树脂胶是热固性树脂中产量最大的品种，由尿素与甲醛溶液合成制造，是开发应用较早的高分子胶黏剂之一。由于其生产工艺简单、原料来源广泛、成本低、使用方便、初黏度大、黏结强度高等优点而被广泛地应用于木器加工、人造板材的生产、纸张黏接及室内装修等行业，随着木材工业的发展，脲醛树脂胶的用量越来越大，目前采用脲醛树脂制作胶黏剂的用量约占行业胶粘剂总量的80％以上。
[0003]尿素和甲醛的羟甲基化反应是一个可逆过程，可逆反应的特点决定了当正反应与逆反应达到平衡时反应体系内始终会有单体游离甲醛存在，所以在没有其他物质参与合成反应的情况下，这部分游离甲醛不会消除。脲醛树脂产品在施用过程中，胶液中的部分游离甲醛会被木材所吸收，在人造板材的热压过程中会逸出一部分甲醛，其余部分甲醛则会滞留在木材孔隙内，这部分甲醛是对人体造成危害的主要源头，会在一个较长的周期内逐步扩散到空气当中。
[0004]随着人们对室内环保意识的日益提高及脲胶应用领域的扩大，脲醛树脂胶黏剂存在的问题也暴露了出来，耐水性差、耐老化性差、固化后胶层脆性大、尤其是游离甲醛含量偏高，对人的健康不利，会刺激眼睛、皮肤和呼吸道黏膜，被认为是致癌物质。国际上根据其甲醛释放量分为E1、E2、E3类，我国在生产环保型脲醛树脂胶粘剂方面的工艺相对比较落后，主要缺点是使用过程中会释放出游离甲醛，中国E1和E2级产品市场占有率不到20％，大多数是低档E3级，甚至有达不到级的劣质产品。
[0005]我国一些厂家利用聚乙烯醇、三聚氰胺等改性剂来降低脲醛树脂中的游离甲醛，但由于加成反应和缩聚反应是可逆的平衡反应，对于游离甲醛的消除效果不好，达不到游离甲醛限量标准。
[0006]近期，国家质检总局、国家标准化管理委员会正式发布了修订后的《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》(GB18580
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2017)，新版标准提高了甲醛释放限量要求，规定甲醛释放限量值为0.124毫克/立方米，限量标识为E1；这意味着我国甲醛释放限量与检测方法已与国际接轨。
[0007]北京化工大学李效玉、叶俊等人，专利公开号CN1020308768公开了《一种甲醛超低释放的脲醛树脂及其制备方法》，该专利技术公开了合成路线，由甲醛、尿素、长链多聚预聚体。一种或多种改性剂(硼砂、三聚氰胺、聚乙烯醇)，按照弱碱
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弱酸
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弱碱的工艺路线。该方法引入长链多醛预聚体(戊二醛自聚或戊二醛与乙二醛混合聚合)参与脲醛树脂反应，制得的树脂固化时生成稳定的烷基醚结构，同时，利用长链多醛预聚物反应后侧链上剩余的醛基代替游离甲醛促进交联，保证了极低的F/U摩尔比，制得脲醛树脂游离甲醛含量低，工艺简单、胶结构良好。使用该胶粘剂制备的板材甲醛释放量达到日本F****级平均值≤0.3mg/L。
[0008]北华大学时君友、张吉平，专利公开号CN104629662B公开了《一种超低甲醛释放的脲醛树脂胶粘剂及其制备工艺》：先用氢氧化钠调节甲醛PH值，然后加入尿素反应，滴加甲酸控制反应的PH值，然后在一定粘度下，用氢氧化钠调节PH值，加入羟甲基纤维素，再加入硫酸铝反应，用甲酸调节PH值，再加聚乙烯醇及纯水反应，降低至室温即可得到超低甲醛释放脲醛树脂。
[0009]上述这些专利成果主要是通过改进工艺、添加改性剂等降低脲醛树脂中游离甲醛的含量，但制品中可逆反应产生游离甲醛问题没有解决，产品性能不稳定，没有抑制游离甲醛释放。专利技术目的
[0010]本专利技术主要解决脲醛树脂中游离甲醛超标问题，提供一套合成技术方案，既解决制品中游离甲醛超标问题，又抑制产品的可逆反应产生新的甲醛游离现象，使用该胶粘剂制备的板材甲醛释放量达到《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》(GB18580
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2017)标准要求。技术方案
[0011]本专利技术包括三步工艺：首先用50％含量甲醛溶液与尿素反应合成脲醛预缩液，然后按照弱碱
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弱酸
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弱碱的工艺路线，脲醛预缩液与尿素反应合成脲醛树脂；最后在脲醛树脂中加入大豆蛋白水解物，熟化反应合成超低甲醛释放脲醛树脂。
[0012]本专利技术首先合成脲醛预缩液(UFC)，用脲醛预缩液代替甲醛溶液与尿素反应来合成脲醛树脂胶粘剂，脲醛预缩液合成用反应所需全部50％含量甲醛与尿素(甲醛摩尔量的1/4～1/2)，在反应釜中在催化剂(氢氧化钠)作用下，得到脲醛预缩液；然后在聚合釜中，加入剩余的尿素，用液碱或甲酸调节PH值，按照弱碱
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弱酸
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弱碱的工艺路线合成脲醛树脂；最后加入大豆蛋白水解物，控制温度和反应时间，进行熟化反应合成超低甲醛释放脲醛树脂。
[0013]一种超低甲醛释放脲醛树脂合成方法，该工艺过程步骤为：
[0014]A预缩醛反应区：由甲醛储罐、预缩醛反应器、尿素储罐、液碱储罐组成；采用50％浓甲醛水溶液，尿素为工业级尿素，加入甲醛摩尔使用量的1/2～1/4，用液碱调节PH值为碱性，反应釜夹层通蒸汽加热，温度控制在60～90℃，搅拌反应30～90min，生成脲醛脂预缩液。
[0015]B聚合反应区：由反应釜、尿素储罐、液碱储罐组成；反应釜中加入预缩醛；尿素按反应过程分两次加入，尿素用量为甲醛摩尔的1/2～2/5，用液碱调节PH值为弱碱性，反应釜夹层通蒸汽加热，温度控制在60～95℃，搅拌反应，产生蒸馏物经回流冷凝器冷凝回流；反应停留时间30～90分钟；加入甲酸，调节溶液PH弱酸性，反应釜夹层蒸汽加热，温度控制在60～95℃；反应停留时间30～90分钟，依据浊点法确定反应终点，停止反应，用液碱调节PH值弱碱性。
[0016]C熟化反应区：大豆蛋白水解物(粉)储罐、熟合反应釜组成；加入大豆蛋白水解物(粉)，夹套蒸汽升温，在60～90℃搅拌，反应停留时间30～60min。
[0017]在预缩醛反应区，预缩醛反应釜材质为304/Q235
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B、夹层、减速搅拌装置；储罐材质为304/Q235
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B；所述尿素为工业级，其中硫酸盐含量＜0.01％，缩二脲＜0.7％，游离氨＜0.015％；所述甲醛为工业级，浓度≥50％，甲酸＜0.1％；甲醇＜1.5％，含铁＜0.0005％。
[0018]在聚合反应区，反应釜材质为304/Q235
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B、夹层带减速搅拌装置；储罐材质为304/
Q235
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B；所述尿素为工业级，其中硫酸盐含量＜0.01％，缩二脲＜0.7％，游离氨＜0.015％；所述酸液优选使用甲酸水溶液，浓度在30～60％。
[0019]熟化反应区，熟化反应釜材质为304/Q235
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B、反应釜为夹层、减速搅拌装置；储罐材质为304/Q235
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超低甲醛释放脲醛树脂合成方法，该工艺过程步骤为：A、预缩醛反应区：由甲醛储罐、预缩醛反应器、尿素储罐、液碱储罐组成；采用50％浓甲醛水溶液，尿素为工业级尿素，加入甲醛摩尔量的1/2～1/4，用液碱调节PH值为弱碱性，反应釜夹层通蒸汽加热，温度控制在60～90℃，搅拌反应30～90min，生成脲醛脂预缩液。B、聚合反应区：由反应釜、尿素储罐、液碱储罐组成；反应釜中加入预缩醛；尿素用量为甲醛摩尔总量的1/2～2/5，用液碱调节PH值为弱碱性，反应釜夹层通蒸汽加热，温度控制在60～90℃，搅拌反应，产生蒸馏物经回流冷凝器冷凝回流；反应停留时间30～90分钟；加入甲酸，调节溶液PH弱酸性，反应釜夹层蒸汽加热，温度控制在60～90℃；反应停留时间30～90分钟，依据浊点发确定反应终点，停止反应，用液碱调节PH值弱碱性。C、熟化反应区...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡荣汉，
申请(专利权)人：广西精典化工新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：