一种低游离甲醛、高水溶性苯酚改性脲醛树脂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低游离甲醛、高水溶性苯酚改性脲醛树脂的制备方法，包括：将苯酚、催化剂、第一批甲醛和尿素加入到反应器中，60

【技术实现步骤摘要】
一种低游离甲醛、高水溶性苯酚改性脲醛树脂的制备方法


[0001]本专利技术涉及树脂胶黏剂制备
，具体涉及一种低游离甲醛、高水溶性苯酚改性脲醛树脂的制备方法。

技术介绍

[0002]脲醛树脂具有成本低、固化速度快和温度低等优点，广泛的应用与木材加工、工程保温和模塑行业，2020年我国仅木材加工行业脲醛树脂胶黏剂用量超过1500万吨。脲醛树脂主要由处于亚稳态的胶体粒子组成不溶于水，导致其储存期短。此外，脲醛树脂易水解，潜在甲醛释放的风险，对人类健康家居环境造成严重威胁。随着人们环保意识的增强，低游离甲醛、高水溶性的耐水性脲醛树脂成为推动木材加工行业发展的关键。
[0003]市面上的水溶性酚醛树脂胶黏剂一般尿素添加量在15％以内，成本较高；而且，市面上的脲醛树脂均为胶体态树脂，无法与水混融，导致其无法应用与高温岩棉等保温材料领域。
[0004]苯酚疏水性苯环结构和高反应活性的特点赋予酚醛树脂良好的耐水性和低游离甲醛含量的特性。因此，通过苯酚与尿素共缩聚反应制备耐水性良好的低游离甲醛含量的改性脲醛树脂成为可能。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的脲醛树脂游离甲醛量高、水溶性差缺陷，从而提供一种低游离甲醛、高水溶性苯酚改性脲醛树脂的制备方法，通过简单、绿色的制备过程，制得的脲醛树脂具有游离甲醛含量低和水溶性良好的特点。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种低游离甲醛、高水溶性苯酚改性脲醛树脂的制备方法，包括以下步骤：/>[0007]1)将苯酚、催化剂、第一批甲醛和尿素加入到反应器中，60
‑
95℃反应15
‑
90min；
[0008]2)加入第二批甲醛和尿素，60
‑
90℃反应30
‑
90min；
[0009]3)加入第三批甲醛和尿素60
‑
90℃反应15
‑
60min；
[0010]4)加入第四批尿素，调节pH值至7.0
‑
9.0，冷却出料。
[0011]优选地，所述步骤1)中的苯酚、尿素和甲醛的添加量分别为100
‑
300份、100份和200份。
[0012]优选地，所述步骤2)中的尿素和甲醛的添加量分别为50
‑
150份和50份。
[0013]优选地，所述步骤3)中的尿素和甲醛的添加量分别为50
‑
150份和50份。
[0014]优选地，所述步骤4)中的尿素的添加量为50
‑
100份，所述冷却后的温度为20～30℃。
[0015]优选地，所述催化剂为三乙醇胺、二乙醇胺、三乙胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙中的至少一种。
[0016]优选地，所述甲醛为甲醛溶液、高浓度甲醛和多聚甲醛中的任意一种或多种任意
组合。
[0017]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0018]1.本专利技术提供的一种低游离甲醛、高水溶性苯酚改性脲醛树脂的制备方法，利用耐水性良好的苯酚通过弱碱性催化合成水溶性改性脲醛树脂，既能提高脲醛树脂的耐水性，又能降低其游离甲醛含量；
[0019]2.本专利技术一种低游离甲醛、高水溶性苯酚改性脲醛树脂的制备方法，提供的脲醛树脂为水溶液，克服了脲醛树脂胶体粒子不稳定的特性，得到的水溶性脲醛树脂与传统的胶体态脲醛树脂相比，游离甲醛含量明显降低，且树脂可在弱碱及中性条件下快速固化，减少酸性固化剂用量；
[0020]3.本专利技术一种低游离甲醛、高水溶性苯酚改性脲醛树脂的制备方法，可有效提高尿素的用量，降低岩棉用胶黏剂的成本。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是实施例1得到的苯酚改性脲醛树脂红外光谱；
[0023]图2是实施例1得到的苯酚改性脲醛树脂
13
C核磁共振谱；
具体实施方式
[0024]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
[0025]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
[0026]实施例1
[0027]1)将100g苯酚、5g1:1混合三乙醇胺和氢氧化钠溶液、200g甲醛和100g尿素加入到反应器中，60℃反应90min；
[0028]2)将第二批100g尿素和50g甲醛加入到反应器中，反应温度和时间分别为75℃反应60min；
[0029]3)将第三批50g尿素和50g甲醛加入到反应器中，60℃反应15min；
[0030]4)将第四批50g尿素加入到反应器中，调节pH值至7.0，冷却至25℃出料。
[0031]得到的苯酚改性脲醛树脂的游离甲醛含量和水溶性如表1所示。
[0032]得到的苯酚改性脲醛树脂的红外光谱如图1所示。从图1可知3400
‑
3200cm
‑1之间大的缔合峰为苯酚、尿素与甲醛加成反应生成的羟甲基中的羟基峰，2955cm
‑1处为羟甲基的C
‑
H伸缩振动峰，1665cm
‑1为尿素及羟甲基脲的羰基峰，1600和1500cm
‑1处苯环骨架伸缩振动
峰，说明苯酚改性脲醛树脂成功制备。
[0033]得到的苯酚改性脲醛树脂的
13
C核磁共振结果如图2所示。从图2可知，163
‑
159ppm之间分别为游离尿素、一羟甲基脲和二羟甲基脲的羰基碳，156
‑
151ppm之间为酚羟基相连碳，134
‑
115ppm为苯酚苯环2,3,4,5,6号位碳原子，95
‑
90ppm之间存在少量游离甲醛羰基碳信号，说明体系中仅含有少量游离甲醛，与表1结果一致。65
‑
60ppm为羟甲基碳信号，49ppm为树脂共缩聚产生的亚甲基醚键信号，综上说明苯酚改性脲醛树脂成功合成。
[0034]实施例2
[0035]1)将200g苯酚、5g1:1混合二乙醇胺和氢氧化钠溶液、200g甲醛和100g尿素加入到反应器中，95℃反应15min；
[0036]2)将第二批50g尿素和50g甲醛加入到反应器中，90℃反应30mi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低游离甲醛、高水溶性苯酚改性脲醛树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将苯酚、催化剂、第一批甲醛和尿素加入到反应器中，60
‑
95 ℃反应15
‑
90 min；2）加入第二批甲醛和尿素，60
‑
90℃反应30
‑
90 min；3）加入第三批甲醛和尿素60
‑
90℃反应15
‑
60 min；4）加入第四批尿素，调节pH值至7.0
‑
9.0，冷却出料。2.根据权利要求1所述的一种低游离甲醛、高水溶性苯酚改性脲醛树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中的苯酚、尿素和甲醛的添加量分别为100
‑
300份、100份和200份。3.根据权利要求1或2所述的一种低游离甲醛、高水溶性苯酚改性脲醛树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中的尿素和甲醛的添加量分别为50

【专利技术属性】
技术研发人员：高士帅，谢宜彤，王春鹏，储富祥，张代晖，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院林产化学工业研究所，
类型：发明
国别省市：