一种E0级三聚氰胺改性脲醛树脂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种E0级三聚氰胺改性脲醛树脂的制备方法，主要原材料有甲醛、尿素、聚乙烯醇和三聚氰胺。尿素分三批加入，使第一批至第三批尿素与甲醛的摩尔比分别为：1:2.24、1:1.54、1:0.95，聚乙烯醇和三聚氰胺分别在加成前和加成阶段加入反应釜中，使原材料依次在pH＝7.5-8.0，pH＝5.1-5.0，pH＝6.2-6.5，pH＝8.0-8.5四种介质中进行反应，最终制得E0级三聚氰胺改性的脲醛树脂。采用该方法制备的脲醛树脂，不需添加甲醛捕捉剂，制备工艺简单，提高了制品的胶合强度、耐水性和预压效果，同时使游离甲醛达到了E0级的要求，具有广阔的市场应用空间。

【技术实现步骤摘要】
一种E0级三聚氰胺改性脲醛树脂的制备方法
本专利技术涉及脲醛树脂生产
，尤其是室内装饰板用的E0级三聚氰胺改性脲醛树脂。
技术介绍
脲醛树脂是木材工业中应用最广泛的一种粘合剂，按常规方法由尿素和甲醛生产的脲醛树脂游离甲醛含量高，树脂分子中不可避免存在大量的羟甲基和醚键，这也是造成人造板固化过程中的甲醛释放和耐水性差的原因。脲醛树脂实际上是游离甲醛、羟甲基脲、脲醛聚合物和羟甲基化的脲醛混合物，脲醛树脂制得的人造板甲醛释放主要来自：脲醛树脂的游离甲醛，热压固化时脲醛树脂的羟甲基、亚甲基醚、半缩甲醛分解释放出的甲醛。甲醛是世界上公认的潜在致癌物质，严重危害人体健康，造成免疫功能异常、肝损伤、肺损伤及神经系统受到影响。装修用人造板中游离甲醛从人造板中挥发出来的速度较慢，使室内空气里甲醛含量长期超标。为解决游离甲醛高的问题，近几年主要采用降低甲醛和尿素摩尔比的方法生产低游离甲醛含量的脲醛树脂，但这样生产的脲醛树脂其胶合强度、贮存稳定性、水溶性都比较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对以上生产实际中存在的问题，采用弱碱-弱酸-弱碱的制胶工艺，提供了一种E0级三聚氰胺改性脲醛树脂的制备方法。本专利技术人发现，在改性脲醛树脂的工艺中，在加成反应前加入适量的聚乙烯醇，聚乙烯醇分子中的羟基能与甲醛进行反应生成一部分聚乙烯醇缩甲醛，降低了树脂中醚键结构的含量，故降低了游离甲醛的含量；另外，聚乙烯醇分子中的羟基还可与脲醛树脂反应过程生成的羟甲基脲反应生成大分子量的缩聚物，这可使脲醛树脂的粘合力得到提高，同时降低了脲醛树脂反应过程生成的羟甲基脲的含量，也就降低了甲醛的释放量；而且聚乙烯醇本身是线性高分子化合物，具有良好的韧性和弹性，可以嵌入脲醛树脂大分子中，改善脲醛树脂的结构，改善脲醛树脂的预压效果。本专利技术人还发现，在改性脲醛树脂的工艺中，在加成反应阶段加入适量的三聚氰胺可降低脲醛树脂中游离甲醛的含量。从三聚氰胺结构来看，三聚氰胺具有一个环状结构，六个活性基团(通常只有三个参加反应)，利用三聚氰胺改性脲醛树脂，可以在很大程度上促进脲醛树脂的交联，形成三维网状结构，同时封闭许多吸水基团，从而大大提高了脲醛树脂的耐水性能。本专利技术在第一方面提供了一种E0级三聚氰胺改性脲醛树脂的制备方法，其中，包括：一种E0级三聚氰胺改性脲醛树脂的制备方法，其特征在于，包括：S1：将聚乙烯醇加入到甲醛中，升温至59℃-61℃使聚乙烯醇和甲醛反应10分钟，得第一反应液；S2：调节第一反应液pH值，使其pH值为8.0-8.5，然后加入第一批尿素,使加入了第一批尿素的第一反应液升温至69℃-71℃，再加入三聚氰胺，继续使加入了第一批尿素和三聚氰胺的第一反应液升温至89℃-91℃反应30分钟，得第二反应液；S3：将第二反应液降温至86℃-88℃，调节第二反应液的pH为5.1-5.0；使第二反应液继续反应，直至第二反应液粘度为200-300mPa·S时，立即调节第二反应液的pH至6.2-6.5；向第二反应液中加入第二批尿素，在86℃-88℃的条件下保温40-60分钟；直至第二反应液粘度为200-300mPa·S时，立即调节第二反应液的pH＝8.0-8.2，得第三反应液；和S4：将第三反应液降温至84℃-86℃，加入第三批尿素，反应20分钟；然后使加入了第三批尿素的第三反应液继续降温至45℃，调节加入了第三批尿素的第三反应混合液的pH至7.5-8.0，制得所述E0级三聚氰胺改性脲醛树脂。本专利技术在第二方面提供了由本专利技术第一方面所述的方法制得的E0级三聚氰胺改性脲醛树脂。本专利技术在第三方面提供了由本专利技术第一或第二方面所述的E0级三聚氰胺改性脲醛树脂的性能测试指标。本专利技术提供了一种E0级三聚氰胺改性脲醛树脂的制备方法，通过在加成反应前加入适量的聚乙烯醇，提高了改性脲醛树脂的粘度，降低了树脂的甲醛释放量；在加成反应阶段一次性加入适量的三聚氰胺降低了游离甲醛的含量，同时提高了脲醛树脂的耐水性能；采用该方法制备的三聚氰胺改性脲醛树脂，在后期调胶压板工艺过程中，不需要添加甲醛捕捉剂，降低了成本。本专利技术制得的E0级三聚氰胺改性脲醛树脂外观为乳白色的脲醛树脂。使用该脲醛树脂生产的多层胶合板，抽样检测，板材的游离甲醛达到E0级，胶合强度达到二类。实施方式下文将通过提供一些具体的实施方式以举例方式对本专利技术进行进一步的描述。但是本申请请求保护的技术方案不限于这些具体的实施方式。本专利技术在第一方面提供了一种E0级三聚氰胺改性脲醛树脂的制备方法，其中，包括：S1：将聚乙烯醇加入到甲醛中，升温至59℃-61℃反应10分钟，得第一反应液；和S2：调节所述第一反应液pH＝8.0-8.5，加入第一批尿素,升温至69℃-71℃，加入三聚氰胺，继续升温至89℃-91℃反应30分钟，得第二反应液；和S3：将第二反应液降温至86℃-88℃，调节pH＝5.1-5.0；继续反应，直至第二反应液粘度为200-300mPa·S时，立即调节pH＝6.2-6.5；加入第二批尿素，在86℃-88℃的条件下保温40-60分钟；直至第二反应液粘度为200-300mPa·S时，立即调节pH＝8.0-8.2，得第三反应液；和S4：将所述第三反应液降温至84℃-86℃，加入第三批尿素，反应20分钟，继续降温至45℃，调节第三反应液的pH＝7.5-8.0，制得所述E0级三聚氰胺改性脲醛树脂。在一些实施方式中，步骤S1中，甲醛是重量分数为37％的甲醛水溶液。在一些优选的实施方式中，步骤S3中，为降低pH而使用的酸性pH调节剂是甲酸，优选的是重量分数为20％的甲酸水溶液。在一些优选的实施方式中，为提高pH而使用的碱性pH调节剂是氢氧化钠，优选的是重量分数为30％的氢氧化钠水溶液。在一些实施方式中，步骤S1中，加入适量聚乙烯醇，不仅有利于聚乙烯醇的溶解，而且降低了游离甲醛的含量，提高了改性脲醛树脂的粘度。随着聚乙烯醇量的不断增加，脲醛树脂的的粘度会先增加后降低，如果加入的聚乙烯醇过多，就会降低脲醛树脂的交联度，从而降低脲醛树脂的粘度。优选的是，以所述甲醛的重量计，聚乙烯醇的用量为0.98重量％。在一些优选的实施方式中，步骤S1中，为了活化甲醛，缩短改性脲醛树反应的时间，将反应混合液升温至59℃-61℃反应10分钟。在一些优选的实施方式中，反应时间过短，脲醛树脂粘度低，缩聚不完全，反应时间过长，脲醛树脂缩聚程度高，粘度大，影响脲醛树脂的胶合性能。本专利技术采用弱碱-弱酸-弱碱的工艺路线合理的控制了反应时间。在一些的实施方式中，步骤S2中，在pH＝8.0-8.5碱性介质中，三聚氰胺与甲醛反应生成的羟甲基三聚氰胺与羟甲基脲进行共聚反应，可提高脲醛树脂的稳定性和胶合强度，降低游离甲醛的含量，而且三聚氰胺呈碱性，具有一定的缓冲作用，可防止和降低脲醛树脂的水解和水解速度。在一些优选的实施方式中，三聚氰胺不仅作为甲醛捕捉剂，而且还作为共聚改性剂，提高了脲醛树脂的耐水性。但是如果加入三聚氰胺过多，降低游离甲醛的效果就会减小。进一步优选的是，三聚氰胺纯度为99.8％，三聚氰胺与甲醛的摩尔比为：1:42.61。在一些优选的实施方式中，步骤S3中，直接取第二反应液，在30℃的条件下，用涂-4杯粘度环每隔5-10分钟对第二反应液进行一次粘度检测。在一些优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种E0级三聚氰胺改性脲醛树脂的制备方法，其特征在于，包括：S1：将聚乙烯醇加入到甲醛中，升温至59℃‑61℃使聚乙烯醇和甲醛反应10分钟，得第一反应液；S2：调节第一反应液pH值，使其pH值为8.0‑8.5，然后加入第一批尿素,使加入了第一批尿素的第一反应液升温至69℃‑71℃，再加入三聚氰胺，继续使加入了第一批尿素和三聚氰胺的第一反应液升温至89℃‑91℃反应30分钟，得第二反应液；S3：将第二反应液降温至86℃‑88℃，调节第二反应液的pH为5.1‑5.0；使第二反应液继续反应，直至第二反应液粘度为200‑300mPa·S时，立即调节第二反应液的pH至6.2‑6.5；向第二反应液中加入第二批尿素，在86℃‑88℃的条件下保温40‑60分钟；直至第二反应液粘度为200‑300mPa·S时，立即调节第二反应液的pH＝8.0‑8.2，得第三反应液；和S4：将第三反应液降温至84℃‑86℃，加入第三批尿素，反应20分钟；然后使加入了第三批尿素的第三反应液继续降温至45℃，调节加入了第三批尿素的第三反应混合液的pH至7.5‑8.0，制得所述E0级三聚氰胺改性脲醛树脂。

【技术特征摘要】
1.一种E0级三聚氰胺改性脲醛树脂的制备方法，其特征在于，包括：S1：将聚乙烯醇加入到甲醛中，升温至59℃-61℃使聚乙烯醇和甲醛反应10分钟，得第一反应液；其中，甲醛是重量分数为37％的甲醛水溶液；以所述甲醛的重量计，聚乙烯醇的用量为0.98重量％；S2：调节第一反应液pH值，使其pH值为8.0-8.5，然后加入第一批尿素,使加入了第一批尿素的第一反应液升温至69℃-71℃，再加入三聚氰胺，继续使加入了第一批尿素和三聚氰胺的第一反应液升温至89℃-91℃反应30分钟，得第二反应液；其中，三聚氰胺纯度为99.8％；三聚氰胺与甲醛的摩尔比为：1:42.61；S3：将第二反应液降温至86℃-88℃，调节第二反应液的pH为5.1-5.0；使第二反应液继续反应，直至第二反应液粘度为200-300mPa·S时，立即调节第二反应液的pH至6.2-6.5；向第二反应液中加入第二批尿素，在86℃-88℃的条件下保温40-60分钟；直至第二反应液粘度为200-300mPa·S时，立即调...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘立稳，詹华东，
申请(专利权)人：广西南宁德源胶粘剂有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45