[发明专利]一种共缩聚树脂型甲醛捕捉剂及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种人造板用脲醛树脂胶粘剂的甲醛捕捉剂及其制备方法，属木材加工中人造板生产技术领域。

 

背景技术

脲醛树脂是目前人造板工业使用量最大的一类胶粘剂，但随着人们环保意识的不断增强和国家环保法规的不断健全，脲醛树脂的甲醛释放问题也越来越引起人们的关注。作为脲醛树脂的主要反应原料之一，甲醛对人体的健康有重要影响，已被国际癌症研究所列为可疑致癌物质。由于UF树脂中游离甲醛浓度过高，不仅对木材加工的工作环境造成污染，而且长期给消费者的健康带来不利。降低人造板材甲醛释放量的方法很多，其中，降低反应原料甲醛与尿素的摩尔比F/U是最为常见的一种方法，但在大多情况下，在甲醛释放量降低的同时，树脂性能也相应劣化，为了兼顾甲醛释放量和胶接性能两方面的要求，不借助其它降低甲醛释放量的方法，摩尔比F/U一般可降至1:1.4~1.2。在以该摩尔比制备的脲醛树脂中仍存在一定的游离甲醛，相应的木制产品很难达到国家标准中E1级甲醛释放量要求，脲醛树脂的甲醛释放量仍有较大的降低空间。另外，通过控制脲醛树脂的制备工艺，也可以对甲醛释放量产生重要影响。

与上述两种方法相比较，向脲醛树脂中添加甲醛捕捉剂则是一种操作更为简便、效果更为明显、工业应用更易推广的降低甲醛释放量的方法。组成甲醛捕捉剂的成分可以是一种能与甲醛反应的单体物质或溶液，可参见专利如DE2917159、EP13372、CN1298911、CN1425725等，也可以是多种物质的混合物，可参见专利如CN1062541、CN101100587、CN1799636 、CN1104657等，其中含有多种捕捉甲醛的物质。但总体而言，常被用作甲醛捕捉剂主要有氨或氨基衍生物类物质、尿素、硫脲混合物、亚硫酸氢钠、三聚氰胺树脂、间苯二酚、木素磺酸铵、氧化淀粉等。

从理论上看，凡是能与甲醛反应的物质均可作为脲醛树脂的甲醛捕捉剂，因此，尚有能与甲醛反应的活性位的脲醛树脂本身即可作为甲醛捕捉剂使用。树脂型甲醛捕捉剂以共缩聚树脂为基础，一方面，其中的游离尿素及低分子量的加成产物可以有效的去除主体胶粘剂中的游离甲醛，另一方面，树脂型羟甲基缩聚产物的存在可在一定程度上减小尿素与甲醛摩尔比的降低对主体胶粘剂强度性能的影响，从而实现树脂强度性能与甲醛释放量之间的平衡。因此，树脂型甲醛捕捉剂较之其它甲醛捕捉剂综合性能更优。

结合文献检索，尚未见有直接使用经一定缩聚反应、已部分树脂化的树脂为脲醛树脂胶粘剂的甲醛捕捉剂的报导。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种适用于脲醛树脂的、具有一定分子量且具有一定甲醛捕捉能力的树脂基甲醛捕捉剂，通过该捕捉剂与脲醛树脂主体胶粘剂的混合以实现木材胶粘剂强度与甲醛释放量的双重标准。

本发明中甲醛捕捉剂的制备选用“碱-酸-碱”工艺，甲醛与尿素最终摩尔比F/U为1:2.41~4.0，甲醛一次性加入，尿素分两次加入，反应温度85~95℃，反应时间2~3小时。

本发明的三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚甲醛捕捉剂的制备方法步骤如下：

1.反应开始阶段一次加入计量的甲醛，调整pH值在8.0-8.5之间，搅拌下加入第一次尿素、三聚氰胺和适量水，控制甲醛与尿素的摩尔比F/U在1:2.0-2.4，甲醛与三聚氰胺的摩尔比F/M在1:0.05-0.5之间；

2. 搅拌反应10-30分钟后逐渐升温到90~99℃，在90~99℃条件下保温反应30-60分钟后，调整pH值在4.5-5.5之间，保温反应30-120分钟； 

3. 调整pH值在8.5-9.5之间，控制温度在85~95℃条件下，加入第二次尿素和十水硼酸钠，并添加适量水控制固体含量，控制最终甲醛与尿素摩尔比F/U在1:2.41-4.01之间，保温反应15~45分钟后冷却放料.

在步骤1中，除选用尿素、甲醛单体为反应原料外，还可选用尿素与甲醛的预缩聚体。pH值的调节可使用重量浓度为20~30%的氢氧化钠水溶液和10%的甲酸水溶液。

本发明的优点在于：

1)        树脂型甲醛捕捉剂的添加进一步降低了脲醛树脂主体胶粘剂尿素与甲醛的摩尔比，体系中尚存的游离尿素及具有反应活性的羟甲基化合物可以与主体胶粘剂中的甲醛反应，有效减少最终人造板材的甲醛释放量；

2)        由于树脂基甲醛捕捉剂性能与脲醛树脂主体胶粘剂性能相似，它的添加不会对脲醛树脂胶粘剂制备及操作工艺造成影响，可以与各种不同性能脲醛树脂混合使用而对脲醛树脂胶粘剂的固化性能、施胶性能等影响不大；