[发明专利]一种用于人造板的中温固化酚醛树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体是指一种在105-110℃的中温条件下能快速固化的酚醛树脂，该酚醛树脂可作为胶黏剂，用于生产耐沸水的高胶合强度人造板。

背景技术

酚醛树脂是人造板生产中广泛使用的人工合成树脂。酚醛树脂作为胶黏剂用于木质材料胶合时，具有很高的胶合强度。同时酚醛树脂具有良好的耐水、耐酸、耐热、耐老化性。目前人造板生产中使用的酚醛树脂均为高温固化型，固化温度在140-150℃。由于其需要在较高温度条件下才能完成固化，因此会导致以下问题：1、热能消耗大，生产成本高；2、热压的高温作用会导致人造板热应变加剧、增加二次加工困难、降低出材率；3、使某些产品的热压工艺受到限制，如覆膜竹胶合板只能采用“冷进冷出”工艺，生产效率低下；4、在高温条件下卸压出板，产品容易发生鼓泡分层，导致产品降等或报废。对酚醛树脂的改性虽然取得了较多的成果，但目前在加快酚醛树脂固化速度方面的研究较多，对降低酚醛树脂固化温度方面的研究较少。除常温固化型酚醛树脂外，就目前研究成果而言，酚醛树脂胶黏剂的固化温度一般只能降低到120～130℃，因此还不能满足要求使用更低固化温度的人造板产品的需要，而且生产成本较高，使实际应用受到限制。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是制备一种与目前生产中使用的酚醛树脂相比，固化温度低(105-110℃)、固化速度快、能满足室外用人造板和结构用人造板需要的中温固化酚醛树脂。

为实现以上目的，本发明的采用的技术方案是：

本发明的一种用于人造板的中温固化酚醛树脂，由以下物质组成：

所述甲醛溶液为质量分数为37％的甲醛水溶液；

所述催化剂为氢氧化钠、氧化镁、氧化和氧化锌中的一种或几种。

所述促进剂为间苯二酚、三聚氰胺、异氰酸酯或碳酸酯；

所述增塑剂为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛或丁腈乳胶。

制备上述用于人造板的中温固化酚醛树脂的方法，具体步骤为：

(1)将上述摩尔比的苯酚、催化剂的50％-80％、甲醛溶液的60％-85％、促进剂和增塑剂加入反应釜，升温至75℃-85℃；

(2)保持10min-30min，加入剩余催化剂、甲醛溶液和上述摩尔比的尿素60％-80％，升温、回流10min-20min；

(3)降温至90℃-96℃，继续反应至粘度为300mpa.s-350mpa.s，降温至60℃-70℃时，加入剩余尿素，反应20min-40min；

(4)降温至40℃以下出料，即得一种用于人造板的中温固化酚醛树脂。

下面对本发明做进一步的解释说明：

本发明在具体制备过程中，甲醛溶液、尿素采用二次投料提高了反应过程的平稳性并促使苯酚、尿素反应更完全；通过沸腾回流、增加初期树脂反应程度以及增加初期树脂单元活性点等技术措施，使该树脂可在105-110℃的温度条件下快速固化。与目前人造板生产中应用的固化温度为140-150℃的酚醛树脂相比，固化温度大幅降低、生产效率大大提高。

本发明的一种用于人造板的中温固化酚醛树脂的技术指标如下：固体含量40％～50％；粘度380～550mPa·s；游离酚含量≤2.5％，游离醛含量≤0.4％；可被溴化物含量13.5％；聚合时间48～52s，水混合性≥5倍；稳定时间≥50d。

本发明的优势在于：本发明的一种用于人造板的中温固化酚醛树脂，固化温度低(105-110℃)、固化速度快、可大大提高人造板的生产效率、满足室外用人造板和结构用人造板需要。

具体实施方式

实施例1：

分别称取苯酚500g，尿素65g，甲醛溶液780g，间苯二酚35g，氢氧化钠50g，氧化镁20g，聚乙烯醇30g。

将500g溶化的苯酚、35g氢氧化钠、12g氧化镁加入反应釜，开动搅拌器，升温至40℃，加入580g甲醛溶液，35g间苯二酚和30g聚乙烯醇，升温至80℃-82℃。保持20min后加入剩余的200g甲醛溶液、剩余的15g氢氧化钠、8g氧化镁和45g尿素，用30min升温至沸腾并回流10min。降温至92℃-94℃，继续反应至粘度为310mpa.s时降温至62℃，加入剩余的20g尿素，反应30min，当降温至38℃时出料。

树脂技术指标：固体含量42％；粘度385Pa·s；游离酚含量2.5％，游离醛含量0.15％；可被溴化物含量12.9％；聚合时间51s，水混合性8倍；稳定时间60d。

实施例2：