[发明专利]低甲醛含量的改性脲醛树脂、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种低甲醛含量的改性脲醛树脂、制备方法及其在纤维板制备中的应用。

背景技术

甲醛是公认的致癌物质，国内外科学研究已经证实，甲醛通过调控DNA表达可以引起细胞的凋亡、对生物大分子(蛋白质、DNA)造成氧化性损伤，引起细胞癌变。

目前，国内生产的人造板材绝大多数残留有游离甲醛。游离甲醛的主要来源有：i.制造纤维板普遍使用的脲醛树脂以甲醛为主要原料，脲醛树脂中仍会残留有未反应的游离甲醛；ii.树脂不稳定基团在热压或使用过程中会释放出甲醛；iii.木材中的半纤维素逐渐分解出甲醛。纤维板残留的游离甲醛会危害人体的健康，因此需要降低甲醛的含量。

许多研究和生产表明，目前主要通过改进脲醛树脂的生产与应用来降低板材的甲醛含量，例如，通过将尿素分批投料，改变投料摩尔比，调整反应的温度、pH值与制板热压条件等。虽然降低脲醛树脂生产中甲醛/尿素的摩尔比是最有效的方法，但这容易造成胶的分子结构发生变化，胶接性能下降。而通过降低脲醛树脂的比例，添加提高板材物理性能的三聚氰胺，这种方式生产的板材成本较普通板约增加30-50元/m³，而且外观较差，板面偏黄不美观，其残留的游离氨也容易造成二次污染。

纤维板是人造板材的一种，其密度一般在500-880公斤/m³，厚度一般为2-30mm。纤维板广泛应用于家具制造、音箱、强化地板、室内装修用墙板，是重要的工业建筑材料。

目前尚须研发一种低甲醛含量的改性脲醛树脂作为胶粘剂，以降低纤维板的甲醛释放量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是目前的改性脲醛树脂胶接强度低，而且添加三聚氰胺容易发生二次污染。本发明申请人通过混合苯甲酸丙酯，获得了一种低甲醛含量的改性脲醛树脂，该改性脲醛树脂的胶接强度高、制板成本低，并且不易造成二次污染。

为达到上述目的，本发明一方面提供了低甲醛含量的改性脲醛树脂，包括脲醛树脂和苯甲酸丙酯。

本发明任一项的实施方式中，所述苯甲酸丙酯的重量为脲醛树脂重量的1-80％；具体地，所述苯甲酸丙酯的重量为脲醛树脂重量的4-50％；更具体地，所述苯甲酸丙酯的重量为脲醛树脂重量的5-20％，优选为5％、6％、7％、8％、10％、12％、15％、18％、20％。

本发明的一个实施方式中，所述苯甲酸丙酯重量为脲醛树脂重量的55-65％时，使用改性脲醛树脂后板材的甲醛含量达到3.4mg/g以下。

本发明任一项的实施方式中，所述改性脲醛树脂由脲醛树脂与苯甲酸丙酯混合而成；具体地，混合温度为50-70℃。

本发明任一项的实施方式中，所述改性脲醛树脂还包括硅藻土和凹凸棒土。具体地，所述改性脲醛树脂由脲醛树脂、苯甲酸丙酯、硅藻土和凹凸棒土组成；更具体地，所述苯甲酸丙酯的重量为脲醛树脂重量的10-20％时，使用改性脲醛树脂后板材的甲醛含量达到2.5mg/g以下。

本发明另一方面提供了所述改性脲醛树脂的制备方法，包括：

(1)将100重量份的甲醛加热至35-40℃，用20-25wt％氢氧化钠溶液调节pH值至7.0-8.0，加入33-35重量份尿素和0.02-0.03重量份硅藻土，升温至88-90℃反应30-40min；

(2)用20-25wt％氢氧化钠溶液调节步骤(1)产物的pH值至6.5-7.5，加入17-19重量份尿素和0.01-0.02重量份硅藻土，在85-92℃反应至当混合物滴入70-75℃水中呈白雾时终止；

(3)用25-30wt％氢氧化钠溶液调节步骤(2)产物的pH值至7.5-7.8，待温度降至75-80℃时，加入15-17重量份尿素和0.02-0.03重量份硅藻土反应20min，过滤出滤液；

(4)再向步骤(3)所得滤液中加入8-10重量份尿素和0.03-0.04重量份硅藻土，搅拌降温至35-45℃，用氢氧化钠溶液调节pH值至7.2-7.5，加入0.06-0.09重量份凹凸棒土混合，然后升温至50-70℃，加入苯甲酸丙酯混合均匀得到改性脲醛树脂。

其中，步骤(1)-步骤(3)加入的硅藻土催化甲醛和尿素反应，生成脲醛树脂。步骤(4)加入的硅藻土除催化作用外，还能吸收未反应掉的甲醛和不稳定树脂基团分解释放的甲醛。凹凸棒土耐高温、盐碱，在后续的热压制板、使用过程中持续吸收残留的游离甲醛。

本发明又一方面提供了所述改性脲醛树脂制备纤维板的方法，包括，