[发明专利]一种刨花板用高固体含量脲醛树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种刨花板用高固体含量脲醛树脂及其制备方法，属于木材加工中人造板生产技术领域。

背景技术

脲醛树脂（UF）是由尿素和甲醛在一定工艺条件下，经加成、缩聚反应而得到的一类合成树脂。自工业化应用以来，脲醛树脂以其优异的性能和低廉的成本优势，迅速成为木材工业中用量最大的合成树脂。目前，脲醛树脂在人造板加工中，使用量达到了70~80%，在我国，其用量高达90%以上。

在脲醛树脂的工业化生产中，甲醛普遍使用浓度为36~37%的水溶液，因此，合成得到的脲醛树脂，固体含量通常在50~55%之间。然而，刨花板生产使用的脲醛树脂，要求其固体含量在60%以上。为了满足刨花板的生产需要，通常，合成后的脲醛树脂在末期要进行真空脱水处理，以提高树脂的固体含量。此工序产生的废水，含有大量的甲醇、甲醛。对此类污水的处理通常难以做到达标排放，对环境造成了污染，特别是对周围水环境产生了严重污染。与此同时，在胶液的脱水处理过程中，产生的能耗也非常惊人。

以高浓度甲醛代替37%的甲醛水溶液，用于脲醛树脂的合成，可以有效解决上述问题，从根本上彻底消除废水带来的污染。但是，高浓度甲醛贮存稳定性极差，在较短时间内便会发生聚合，不利于工业化生产应用。

脲醛预缩液（UFC）是尿素与高浓度甲醛在一定条件下的反应产物，是二羟甲基脲、三羟甲基脲、四羟甲基脲、甚至脲醛树脂低聚物的混合物。在脲醛预缩液中，尿素与甲醛的摩尔比较高，F/U可达4~6:1，甲醛明显过量，因此，在脲醛树脂制备过程中，可使用脲醛预缩液代替甲醛溶液。使用脲醛预缩液制备脲醛树脂时，由于脲醛预缩液较之于甲醛溶液的高固体含量（前者可达50～85%），最终制备得到的脲醛树脂固体含量可达到60%左右，无需脱水处理，从而从根本上消除了制胶过程中的废水污染问题，节约了治污设备资金和治污设备运行费用。同时，较之于高浓度甲醛溶液，脲醛预缩液具有储存稳定性好、腐蚀性小等优点。

本发明正是在以上背景条件下，开发的一种刨花板用高固体含量脲醛树脂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有生产技术之不足，提供一种新型的刨花板用高固体含量脲醛树脂。

本发明的另一个目的在于以现有生产设备为基础，提供一种简单、操作容易的高固体含量脲醛树脂的生产方法。

本发明的刨花板用高固体含量脲醛树脂，无需脱水，可直接用于刨花板的生产，可为生产企业节约大量的废水处理能耗。

为实现上述目的，本发明的刨花板用高固体含量脲醛树脂，提供如下制备方法：

（1）将脲醛预缩液一次性加入到反应釜中，用氢氧化钠溶液调节pH值为8~8.5；

（2）在搅拌条件下，加热升温至55~60℃之间时，加入第一次尿素，控制反应体系中甲醛与尿素的摩尔比为1.9~2.2；

（3）继续升温至88~90℃，调整pH值为8~8.5，加入第二次尿素，控制反应体系中甲醛与尿素的摩尔比为1.4~1.6，保温反应30~40分钟；

（4）用酸溶液调整pH值为5~5.5，反应至要求粘度；

（5）降低反应体系温度至65~70℃之间时，调整pH值为7.8~8.0，加入第三次尿素，控制反应体系中甲醛与尿素摩尔比为1.2~1.0，停止加热，降温至40℃以下时，放料，得到脲醛树脂。

所述的脲醛预缩液为尿素与甲醛的反应产物，可以自制，也可以为市售商品。其特征在于尿素与甲醛摩尔比F/U为4~6:1，固体含量为50~85%。

所述脲醛树脂的制备，要求在35~45分钟内温度从55-60℃升至88-90℃。

所述脲醛树脂的制备，氢氧化钠溶液质量分数浓度为20~30%。酸溶液可选自甲酸、乙酸、盐酸中的一种或多种配合，质量分数浓度为30~35%。要求粘度为25℃测试条件下，涂-4杯测量值为16~18秒。

本发明的优点在于：

本发明中的刨花板用高固体含量脲醛树脂，利用脲醛预缩液代替通常工业化使用的37%甲醛水溶液用于脲醛树脂的合成，操作工艺简单、易行。所合成的树脂具备较高的固体含量、贮存稳定性好，无需脱水，可直接用于刨花板的生产，避免了脱水能耗，降低了制胶成本，同时，从根本上杜绝了了制胶废水的产生，解决了生产企业制胶废水污染问题。脲醛预缩液的使用也有利于减少脲醛树脂制备中使用醛的运输成本。

具体实施方式：

以下的具体实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。

实施例1：

该脲醛树脂的合成按如下步骤进行：