[发明专利]高含水率单板压制胶合板用环保脲醛树脂及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种低毒环保脲醛树脂及其制备方法，特别涉及胶合板生产用环保脲醛树脂及其制备方法，属于人造板胶粘剂领域。

背景技术

胶合板由于其性能优良、便于加工、价格适中而又保留了木材天然纹理和质地等特点，一直受到人们的青睬，是木质人造板中开发最早而常盛不衰的传统产品。近年我国胶合板产量不断增长，已占人造板总产量的40％左右。随着科技进步，胶合板的衍生系列产品、深加工品种的不断出现和完善，各类胶合板将越来越广泛地应用在国民经济各个领域。

胶合板生产离不开胶粘剂，而脲醛树脂胶粘剂占胶合板用胶量的80％以上，是胶粘剂中用量最大的品种。脲醛树脂具有其它树脂无法比拟的优势，主要是它原料充足、价格低廉，是合成树脂中成本最低的，而且树脂固化后透明性高、胶缝无颜色，不会污染被胶接物的板面，水溶性好，易调制到所需要的合适粘度和浓度。但是，脲醛树脂也具有一些明显的缺点，除了耐老化性差、耐热水性差、不能作为室外人造板用胶外，其致命缺点是胶接的人造板产品存在甲醛释放问题。

随着人们生活质量、健康意识的日益提高，人造板甲醛释放带来的“室内空气污染”越来越受到人们的重视。国家从2000年开始对使用脲醛树脂胶接的人造板生产企业实行生产许可证管理，于2001年12月制定了人造板甲醛释放量的限制标准-《室内装饰装修材料人造板及其制品甲醛释放限量》(GB18580-2001)，该标准自2002年7月1日起强制执行，根据该标准对健康环保的要求，脲醛树脂胶接的人造板材作为室内使用时的甲醛释放量要达到E₁级标准。2009年1月1日起，美国加州关于进口家具甲醛释放新标准开始实施，该方案的实施要求从选材、人造板基材加工、家具各部件的甲醛释放量都要达到F****级，这一举措对我国的家具产业将带来一次新的革新。从家具基材的用胶上就要求我们研发达到美国加州标准要求的新胶种。因此，开发低甲醛释放量的绿色环保脲醛胶，已成为当今世界发展木材综合利用公认的出路。

人造板的甲醛释放，主要来自于脲醛树脂。通常，降低甲醛释放量必须从降低胶液中游离甲醛含量和改善树脂微观结构等方面入手。改进脲醛树脂的合成工艺，降低摩尔比，加入改性剂及甲醛捕捉剂等是常用的方法。但是，摩尔比的降低将会导致脲醛树脂交联密度下降，初粘性降低，固化时间延长，贮存期缩短，人造板的力学性能变差，难以满足使用要求；改性剂和甲醛捕捉剂的价格一般都比较昂贵，会使增加人造板生产成本。因此，为了生产低甲醛释放量的绿色环保脲醛树脂，同时又不影响树脂的其它性能，改进脲醛树脂的合成工艺，是一种比较经济可行的方法。

目前，脲醛树脂的合成普遍采用传统的“碱-酸-碱”工艺，即首先加入甲醛和尿素，调pH在弱碱性，在一定温度下反应一段时间。然后调至弱酸性，反应一段时间达到反应终点，调pH在弱碱性，降温出料。传统工艺的缺陷在于，树脂分子中不可避免存在大量的羟甲基和醚键，这也是造成人造板固化过程中的甲醛释放和耐水性差的内因。

申请号为200910082766.8的专利公开了一种低毒环保脲醛树脂及其制备方法，所制备的脲醛树脂虽然采用传统工艺，但合理的控制了树脂的分子结构，使其达到低毒的效果。但此脲醛树脂仅适用于正常含水率范围的单板压制胶合板，当用高含水率单板压制胶合板时，其预压效果和胶合强度明显下降，甲醛释放量也随之增大。因此，从合成工艺上下手，改善脲醛树脂的分子结构成为解决此问题的关键。

发明内容

本发明的目的是针对以上生产实际中存在的问题，提供一种“酸-碱-酸-碱”工艺合成的低毒环保脲醛树脂及其制备方法。本发明所制备的脲醛树脂，合理地控制了树脂中的羟甲基含量，增加了稳定的环状基团，减少了亚甲基醚键含量，改善了树脂的微观结构。树脂的游离醛含量低，固化时交联密度高，对于高含水率单板压制胶合板时也能达到较好的预压效果，胶合强度高，甲醛释放量低。

为实现本发明的目的，本发明低毒环保脲醛树脂由以下步骤制成：

1)将计量的甲醛溶液、聚乙烯醇水溶液加入反应釜后，加热至溶液澄清；

2)调pH至3-5，优选3.5-4.5，加入第一批尿素，使步骤1)中加入的甲醛的摩尔数与第一批尿素的摩尔数之比为2.0-3.0∶1；

3)升温到75-85℃，加入占第一批尿素总重量5-15％的三聚氰胺和适量氨水，调pH至8-10，优选8.5-9.5，缓慢升温至85-95℃，保温30-50分钟；

4)调pH至4-6，优选4.5-5.5，反应80-100分钟；