[发明专利]一种低游离甲醛脲醛树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于脲醛树脂木材胶黏剂领域，具体涉及一种低游离甲醛脲醛树脂的制备方法。

背景技术

当前我国木材胶黏剂仍主要是以传统酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛树脂为主。脲醛树脂具有原料丰富易得，生产成本低，固化快，操作性良好而且它的胶合强度较高等优点，在胶合板、刨花板、纤维板等人造板用胶粘剂生产中有广泛的应用。但是当前脲醛树脂在使用过程中存在游离甲醛释放问题，严重污染了人们生活居住环境，危害人们的身体健康，而且产品不耐水，产品档次较低，限制了脲醛树脂的应用。而酚醛树脂胶黏剂具有有甲醛残余低、耐水等优点，产品档次较高，但原料苯酚价格较高，故难于在我国大规模应用。为此，研究苯酚对脲醛树脂的改性在制备低甲醛释放、胶合强度高及耐水性良好的木材胶黏剂及高性能木材胶黏剂成本的降低方面具有重要的实际应用意义。

专利CN100482708C介绍了一种尿素-苯酚-甲醛共缩聚树脂及其生产方法，该方法通过调节尿素/苯酚/甲醛三者的摩尔比，体系的pH，反应温度制备了一种固含量在30～75%,贮存期大于1个月，游离酚0.5～10%，游离醛＜0.2%的木材胶黏剂，该方法制备的木材胶黏剂成本较低，稳定性较好，游离酚与醛少。

专利CN102898605A公开了一种E0级实木复合地板用尿素-苯酚-甲醛树脂胶的制备方法，该方法主要分为四步，第一步：将甲醛溶液、苯酚、尿素混合，加入二价金属离子的氧化物或盐，或碱金属氢氧化物，升温反应，其中甲醛/（苯酚+尿素）的摩尔比为0.72～0.82；第二步：加入甲醛溶液，尿素和碱金属氢氧化物，使甲醛/（苯酚+尿素）的摩尔比为1.03～1.13反应；第三步：加入甲醛溶液和碱金属氢氧化物，使甲醛/（苯酚+尿素）的摩尔比为1.05～1.20反应；第四步：加入尿素和碱金属氢氧化物，使甲醛/（苯酚+尿素）的最终摩尔比为0.95～1.03反应至黏度达到要求。胶的储存期大于30天。用该方法制备的胶压制的实木复合地板用胶合板强度符合Ⅱ类胶合板要求。

杜官本等人在专利CN101100591A中提到一种苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂木材胶黏剂的制备方法，该方法的主要特征在于单一介质环境以及甲醛、尿素分次加入。在熔化的苯酚中加0.1～0.8摩尔NaOH水溶液和浓度为37%甲醛水溶液，搅拌下加入第一次尿素，反应10分钟后逐渐升温到90～99℃，保温反应30分钟后，加入第二次甲醛水溶液，继续保温反应，粘度达到100～800Pa/s后加入第二次尿素，继续反应20分钟后冷却放料。该发明制备的木材胶黏剂具有固化速度快，成本低等优点。

上述专利报道中，主要通过控制苯酚/尿素/甲醛摩尔比，尿素的批次加入，反应温度和反应时间降低脲醛树脂游离甲醛释放，降低效果也比较明显，但是苯酚与甲醛的反应平衡常数很大，反应速率较低，而尿素与甲醛的反应速率较大，但是反应平衡常数较小，这就造成当前专利报道制备的苯酚改性脲醛树脂中存在游离酚污染环境的问题，另外一方面，现有文献技术报道的苯酚改性脲醛树脂还存在苯酚用量大造成的高成本的问题。

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明利用酚醛中间体改性脲醛树脂，一方面可以在脲醛树脂分子结构中引入苯环以提高尿素与甲醛的反应程度，降低体系游离甲醛含量，另外一方面可以最大限度的降低体系游离酚的残留对环境的污染。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低游离甲醛脲醛树脂的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种低游离甲醛脲醛树脂的制备方法，包括以下步骤：

（1）向反应容器中依次加入100重量份甲醛水溶液、30-37重量份尿素、0.10%-1.00%甲醛水溶液重量的聚乙烯醇、1.0%-10.0%甲醛水溶液重量的三聚氰胺，混合均匀，并用氢氧化钠水溶液或碳酸钠水溶液调节体系pH值，在65℃-75℃保温30分钟后，将温度升温至85℃-92℃，保温30-60分钟；

（2）将2.0%-10.0%甲醛水溶液重量的酚醛中间体加入步骤（1）的反应体系中，同时用甲酸水溶液调节反应体系的pH值，每间隔10分钟测一次浊点，当取样滴入水中呈白色云雾状时，用氢氧化钠水溶液或碳酸钠水溶液调节反应体系的pH值为6.0-6.5，投入12-18重量份尿素，在85℃-92℃条件下保温30-45分钟；

（3）将步骤（2）的反应体系冷却至75℃，加入10-15重量份尿素，并用氢氧化钠水溶液或碳酸钠水溶液调节体系的pH值，在65℃-70℃下保温30-60分钟，冷却，出料，得到脲醛树脂胶黏剂。