專利名稱：三聚氰胺-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三聚氰胺-尿素-甲醛共縮聚樹脂(MUF)木材膠粘劑及制備方法，屬木材加工中人造板生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
酚醛樹脂(PF)、脲醛樹脂(UF)和三聚氰胺甲醛樹脂(MF)是人造板生產(chǎn)最重要的膠粘劑，其中酚醛樹脂主要用于結(jié)構(gòu)人造板和室外型人造板的生產(chǎn)，酚醛樹脂雖然具有一系列優(yōu)點(diǎn)，但其固化速率低，同時(shí)成本高，脲醛樹脂具有固化速度快和制造使用成本低等顯著優(yōu)點(diǎn)，但存在易水解和甲醛釋放等缺陷，而三聚氰胺甲醛樹脂雖然固化速度快同時(shí)具有良好的耐水性能，但膠層易脆且成本較高。改進(jìn)上述傳統(tǒng)甲醛樹脂的性能并開發(fā)滿足新型產(chǎn)品需求的木材膠粘劑是市場(chǎng)的迫切需要，共縮聚是當(dāng)前最有效的途徑之一。
目前，大量文獻(xiàn)報(bào)道了通過添加少量三聚氰胺以改進(jìn)脲醛樹脂性能的UMF共縮聚樹脂，其中三聚氰胺用量通?？刂圃谀蛩嘏c三聚氰胺總量的35％以下。利用三聚氰胺的高反應(yīng)活性以及其化學(xué)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，低摩爾比脲醛樹脂的強(qiáng)度性能明顯改善，其甲醛釋放量也能得到有效控制。
UMF共縮聚樹脂本質(zhì)上只能用于室內(nèi)膠合制品以及非結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，開發(fā)高性能MUF樹脂，生產(chǎn)室外及惡劣環(huán)境下使用的膠合制品是市場(chǎng)的迫切需求，特別是木結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件的生產(chǎn)，UMF共縮聚樹脂無法滿足其性能要求，而傳統(tǒng)的酚醛類樹脂存在固化速度慢且生產(chǎn)成本高的缺陷。三聚氰胺-尿素-甲醛共縮聚樹脂(MUF)被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的高性能樹脂之一，但MUF制造和使用過程中存在貯存穩(wěn)定性差和制造成本高等缺陷，同時(shí)，如何有效提高共縮聚也是技術(shù)的關(guān)鍵所在。
專利申請(qǐng)“穩(wěn)定的三聚氰胺脲甲醛液體樹脂”(公開號(hào)CN 1527853A)公開了一種制造穩(wěn)定的三聚氰胺脲甲醛液體樹脂的制造方法，其中甲醛分次加入而尿素、三聚氰胺一次加入，同時(shí)反應(yīng)初期尿素與甲醛的摩爾比控制在1.5-2.9之間； 文獻(xiàn)“MUF共縮合樹脂的研制”報(bào)道了一種MUF共縮聚樹脂合成原理，其中甲醛可一次加入，也可分次加入，但尿素和三聚氰胺一次加入。
目前，UMF共縮聚樹脂通常以脲醛樹脂初聚物為合成起點(diǎn)，即首先合成脲醛樹脂，然后再在此基礎(chǔ)上合成共縮聚樹脂，這樣的合成路線妨礙了三聚氰胺、尿素、甲醛之間的共縮聚并對(duì)樹脂的穩(wěn)定性能等產(chǎn)生消極影響。需要特別指出的是，在上述合成路線下，隨著三聚氰胺用量的增加，樹脂的穩(wěn)定性逐漸下降，因此，該合成路線限制了三聚氰胺的用量，因此，樹脂性能也受到限制。
經(jīng)文獻(xiàn)檢索，未見與本發(fā)明相同的公開報(bào)道。
參考文獻(xiàn)
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2.鐘建榮。MUF共縮合樹脂的研制。粘接。2006，27(3)25~26。
3.CN 1527853A。穩(wěn)定的三聚氰胺脲甲醛液體樹脂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，而提供一種合成的MUF共縮聚樹脂貯存穩(wěn)定、性能優(yōu)異，優(yōu)化合成路線，工藝易控制的三聚氰胺-尿素-甲醛共縮聚樹脂(MUF)木材膠粘劑及制備方法。
本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。本方法所用的設(shè)備為常規(guī)設(shè)備。
本發(fā)明的三聚氰胺-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑，由三聚氰胺、尿素、甲醛共縮聚而成，其中三聚氰胺的量占尿素和三聚氰胺量總合的40％以上，外觀為無色或乳白色液體，固含量為50-65％，pH為8.0-11.0，儲(chǔ)存期7天以上。
本發(fā)明的三聚氰胺-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑，其制備方法如下 a.反應(yīng)開始階段一次加入計(jì)量的甲醛，調(diào)整pH值在9.0-9.5之間；攪拌下加入第一次尿素和第一次三聚氰胺，控制甲醛與尿素的摩爾比F/U在2.9以上，甲醛與尿素、三聚氰胺的摩爾比F/(U+M)在2.7-3.3之間；反應(yīng)10-30分鐘后逐漸升溫到90～99℃； b.在90～99℃條件下保溫反應(yīng)20-60分鐘后，調(diào)整pH值在4.5-7.5之間，保溫反應(yīng)30-120分鐘； c.調(diào)整pH值在8.5-9.5之間，控制溫度在85～95℃條件下，加入第二次三聚氰胺，控制甲醛與尿素、三聚氰胺的摩爾比F/(U+M)在2.1-2.7之間，保溫反應(yīng)至水?dāng)?shù)2-5； d維持pH值在8.5-9.5之間，降低體系溫度在55～75℃之間，加入第二次尿素；控制甲醛與尿素、三聚氰胺的摩爾比F/(U+M)在1.5-2.1之間； e.繼續(xù)反應(yīng)20-50分鐘后自然冷卻，得到三聚氰胺-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑。
本發(fā)明所合成的三聚氰胺-尿素-甲醛(MUF)共縮聚樹脂貯存穩(wěn)定、性能優(yōu)異，主要用于人造板特別是具有較高防潮性能要求的人造板及膠合木等生產(chǎn)，也可用于浸漬紙生產(chǎn)。

具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1 該膠粘劑由三聚氰胺、尿素、甲醛共縮聚而成，其中 a.取甲醛2.9摩爾，調(diào)整pH值在9.0，攪拌下分次加入第一次尿素1摩爾和第一次三聚氰胺0.05摩爾，反應(yīng)10分鐘后升溫到90℃； b.在90℃條件下保溫反應(yīng)60分鐘后，調(diào)整pH值在7.5，保溫反應(yīng)120分鐘； c.調(diào)整pH值在8.5，控制溫度在85℃條件下，加入第二次三聚氰胺0.35摩爾，保溫反應(yīng)至水?dāng)?shù)5； d.維持pH值在8.5，降低體系溫度在55℃，加入第二次尿素0.2摩爾； e.繼續(xù)反應(yīng)50分鐘后自然冷卻，得到三聚氰胺-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑。
實(shí)施例2 該膠粘劑由三聚氰胺、尿素、甲醛共縮聚而成，其中 a.取甲醛3.3摩爾，調(diào)整pH值在9.2，攪拌下分次加入第一次尿素1.04摩爾和第一次三聚氰胺0.06摩爾，反應(yīng)20分鐘后升溫到94℃； b.在94℃條件下保溫反應(yīng)40分鐘后，調(diào)整pH值在4.5，保溫反應(yīng)60分鐘； c.調(diào)整pH值在9.0，控制溫度在90℃條件下，加入第二次三聚氰胺0.40摩爾，保溫反應(yīng)至水?dāng)?shù)2； d.維持pH值在9.0，降低體系溫度在65℃，加入第二次尿素0.2摩爾； e.繼續(xù)反應(yīng)35分鐘后自然冷卻，得到三聚氰胺-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑。
實(shí)施例3 該膠粘劑由三聚氰胺、尿素、甲醛共縮聚而成，其中 a.取甲醛3.3摩爾，調(diào)整pH值在9.5，攪拌下分次加入第一次尿素1.04摩爾和第一次三聚氰胺0.06摩爾，反應(yīng)30分鐘后升溫到99℃； b.在99℃條件下保溫反應(yīng)20分鐘后，調(diào)整pH值在5.5，保溫反應(yīng)30分鐘； c.調(diào)整pH值在9.5，控制溫度在95℃條件下，加入第二次三聚氰胺0.40摩爾，保溫反應(yīng)至水?dāng)?shù)4； d.維持pH值在9.5，降低體系溫度在75℃之間，加入第二次尿素0.2摩爾； e.繼續(xù)反應(yīng)20分鐘后自然冷卻，得到三聚氰胺-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑。
權(quán)利要求
1、一種三聚氰胺-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑，由三聚氰胺、尿素、甲醛共縮聚而成，其特征在于該膠粘劑中三聚氰胺的量占尿素和三聚氰胺量總合的40％以上，外觀為無色或乳白色液體，固含量為50-65％，pH為8.0-11.0，儲(chǔ)存期7天以上。
2、權(quán)利要求1所述木材膠粘劑的制備方法，其特征在于制備方法如下
a.反應(yīng)開始階段一次加入計(jì)量的甲醛，調(diào)整pH值在9.0-9.5之間；攪拌下加入第一次尿素和第一次三聚氰胺，控制甲醛與尿素的摩爾比F/U在2.9以上，甲醛與尿素、三聚氰胺的摩爾比F/(U+M)在2.7-3.3之間；反應(yīng)10-30分鐘后逐漸升溫到90～99℃；
b.在90～99℃條件下保溫反應(yīng)20-60分鐘后，調(diào)整pH值在4.5-7.5之間，保溫反應(yīng)30-120分鐘；
c.調(diào)整pH值在8.5-9.5之間，控制溫度在85～95℃條件下，加入第二次三聚氰胺，控制甲醛與尿素、三聚氰胺的摩爾比F/(U+M)在2.1-2.7之間，保溫反應(yīng)至水?dāng)?shù)2-5；
d維持pH值在8.5-9.5之間，降低體系溫度在55～75℃之間，加入第二次尿素；控制甲醛與尿素、三聚氰胺的摩爾比F/(U+M)在1.5-2.1之間；
e.繼續(xù)反應(yīng)20-50分鐘后自然冷卻，得到三聚氰胺-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三聚氰胺-尿素-甲醛共縮聚樹脂(MUF)木材膠粘劑及制備方法，屬木材加工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。該膠粘劑由三聚氰胺(M)、尿素(U)、甲醛(F)共縮聚而成，其主要特征在于甲醛一次加入而尿素和三聚氰胺分次加入，而且三聚氰胺用量占尿素與三聚氰胺用量總合的40％以上，其中甲醛于反應(yīng)開始階段一次加入，第一次尿素與第一次三聚氰胺于反應(yīng)初期加入；加入第一次尿素后，甲醛與尿素的摩爾比控制在2.9以上；第二次三聚氰胺于反應(yīng)中期加入；第二次尿素于反應(yīng)后期加入。本發(fā)明的三聚氰胺-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑具有穩(wěn)定性好、性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，用于人造板特別是高性能人造板及膠合木等生產(chǎn)，也可用于浸漬紙生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C09J161/20GK101302412SQ20081005852
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2008年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月13日
發(fā)明者杜官本, 洪 雷 申請(qǐng)人:西南林學(xué)院