[发明专利]改性脲醛树脂的制备方法及其产品与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性脲醛树脂的制备方法及其产品与应用。

背景技术

脲醛树脂是目前市场上应用最广泛、用量最大的合成树脂胶，主要用于合成板材的粘结过程中。由于成本低廉一直受到人们重视。但是，由于其自身化学结构的缺陷，存在着耐水性差、抗老化性能低，尤其是不断有甲醛释放等问题，在人们环保意识不断提高的今天，越来越受到市场的限制。广大科研工作者，为此进行了大量工作，开发出了许多品种的环保型脲醛树脂胶，一定程度上克服了脲醛树脂胶的部分缺点，但均不能有大的突破。主要的原因是：生产脲醛树脂的主要原料就是甲醛和尿素，两者经过加成，缩聚形成高分子聚合物，从而实现树脂化。但是，其缩聚产物自身复杂特定的结构和活泼的化学特性，决定了游离甲醛存在和依此制造出的人造板在使用过程中会不断地释放出甲醛。同时，在传统生产脲醛树脂时，为了确保脲醛树脂具有较高的粘结性，通常做法是采用较大摩尔比的尿素∶甲醛摩尔比，一般为1∶1.1～1.5，甲醛量大于尿素量，因为甲醛量过量，使产品中还存在有较多的游离甲醛，加上亚甲基醚键断裂释放出的甲醛，使得现今市场上出售的大多数人造板产品，因为采用了此种脲醛树脂胶，对人们的生活健康带来了很大的危害。现有的一些环保胶主要是通过降低原料中甲醛的使用量，但是，甲醛始终大于尿素，而继续降低甲醛的摩尔比，制备出的脲醛树脂胶的粘结强度大大受到影响。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种改性脲醛树脂的制备方法，通过改变其分子结构，控制游离甲醛和亚甲基醚键的存在，达到降低甲醛释放的目的，同时还可以提高脲醛树脂的耐水性，抗天候老化性，增加其粘接强度。

本发明的另一个目的，是提供一种根据此方法制备的脲醛树脂产品。

一种改性脲醛树脂的制备方法；在脲醛树脂的生产过程中向原料中加入占总投料量的重量百分比为0.4％～30％的小分子甲基硅醇水溶液进行改性，或直接向制备好的脲醛树脂中混入重量百分比的0.4％～30％的小分子甲基硅醇水溶液。其中所述小分子甲基硅醇水溶液的浓度为重量百分比的10～15％，优选为重量百分比的12％。

小分子甲基硅醇水溶液是一种有机硅溶液，常用做于防水、防潮剂。本发明可以利用河北省晋州市中河装饰材料厂生产的有机硅防潮剂，该防潮剂即为含量10～15％的甲基硅醇水溶液。其中型号为JZ-2的为含量12％的甲基硅醇水溶液。这些产品于2007年6月1日起有市售。

根据此方法制备的改性脲醛树脂，可以广泛应用在人造板制造，油井固沙，和各种材料的粘接等。

本发明改性脲醛树脂的制备方法，采用加入小分子或单分子水溶性甲基硅醇，在脲醛树脂的制备过程中，参加加成反应和缩聚反应，使分子间聚合或部分聚合成Si-O-C键，或在脲醛树脂固化缩合的使用过程中，加入水溶性甲基硅醇，使硅羟基与羟甲基、氨基等结合成Si-O-C键，而减少生成亚甲基醚键的机会，达到改性目的，降低甲醛释放量。由于水溶性甲基硅醇，有很高的化学活性，和羟甲基、氨基均能发生反应，这样可以在树脂制造过程中减少甲醛的使用量，制成摩尔比尿素大于甲醛的脲醛树脂(摩尔比可分别为1∶0.7～1∶1.3)。这种通过水溶性甲基硅醇改性的脲醛树脂，克服了以往为降低甲醛摩尔比，必然影响粘接强度的弊端。制得的脲醛树脂，其粘接强度，特别是内结合强度，有明显提高，储存稳定。具有很高的环保应用性。

具体实施方式

实施例1：

一种改性脲醛树脂的制备方法，包括以下具体的步骤：

原料摩尔比是尿素∶甲醛≈1∶0.9，含量12％的小分子甲基硅醇水溶液的加入量为总投料量的4％。

将甲醛1080克加入三口瓶中，搅拌下调整pH值至微碱性(pH9)，加入尿素400克搅拌均匀后升温，在1小时内升到85～95度，保温30分钟。将pH值调制4～5进行缩合反应，加入水溶性甲基硅醇78.4克(含量12％，其购自河北晋州中河装饰材料厂，型号为JZ-2的防潮剂)。当粘度达到20秒(涂四杯，30℃)后，加尿素240克，保温反应30分钟，将pH调至9，再加入240克尿素，待完全溶解后，降温出料。即得本发明制备的改性脲醛树脂产品。

用此种改性脲醛树脂胶(尿素，甲醛摩尔比1∶0.9)制成刨花板进行检测。检测结果(西南林学院检测)为：静曲强度18.2Mpa，内结合强度1.46Mpa。

实施例2：

制备过程同实施例1，其与实施例1不同之处在于：用含量12％的小分子甲基硅醇水溶液，加入量为总投料量的0.4％。进行改性。

实施例3：