本發(fā)明涉及人造板用粘合劑，特別是一種甲醛釋放量低的人造板用粘合劑及其生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

我國人造板近幾年發(fā)展迅速，2014年人造板產(chǎn)量達30212.33萬立方米，居世界第一，今后幾年我國的人造板仍將保持一定的速度發(fā)展。目前全國的人造板骨干企業(yè)約1000多家，年生產(chǎn)能力2500萬立方米以上。但是，從我國人造板生產(chǎn)總體看，仍存在著規(guī)模小，還有很多人造板生產(chǎn)企業(yè)的單線產(chǎn)能低于年產(chǎn)3萬立方米，由于設備和技術(shù)落后，產(chǎn)品質(zhì)量較差，普遍存在甲醛釋放超標的問題。近幾年來，由于我國人造板生產(chǎn)企業(yè)引進國外先進生產(chǎn)線，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，世界的優(yōu)質(zhì)人造板大量進入我國的家具業(yè)，加上國際的家具訂單中，對人造板為原料的家具增多，使我國的家具業(yè)使用人造板的數(shù)量明顯增多，帶動了我國的人造板生產(chǎn)。

在改革開放以來，尤其是近10多年來，我國的人造板發(fā)展迅速；在未來，我國的人造板仍將有所發(fā)展。歐盟從2010年就開始推行出口產(chǎn)品的碳關稅，美國的時間表是定在2020年，我國正在制定國內(nèi)的碳排放的評價體系。在十二五期間，國家將對資源密集型產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品出口進行嚴格的限制，將把綠色經(jīng)濟指標作為一個重要的考核指標。同時財政部也發(fā)布，將在五年內(nèi)對國內(nèi)的產(chǎn)品開征碳稅。將來的十年全球各國都在商議怎么制訂一個新的規(guī)則，這個新的經(jīng)濟體系必須符合低碳經(jīng)濟發(fā)展的模式，碳排放將來會成為一個國際市場衡量我們產(chǎn)品質(zhì)量的新標準。另外綠色壁壘將會越來越嚴重，世界各國為了維護本國的就業(yè)率，一般都對外來的產(chǎn)品都有一個貿(mào)易保護，特別是在綠色低碳方面，人造板企業(yè)對此有更深的感觸，人造板企業(yè)的綠色、低碳將是未來發(fā)展的前提條件。

人造板生產(chǎn)主要的膠種為脲醛樹脂。由于脲醛樹脂制造簡單、使用方便、成本低廉、性能良好。脲醛樹脂是我國人造板生產(chǎn)的主要膠種，占人造板用膠量的90%以上。脲醛樹脂主要用于制造人造板，而人造板主要用于家具和室內(nèi)裝修，游離甲醛從人造板中揮發(fā)出來的速度較慢，使室內(nèi)空氣中甲醛含量長期超標，對人體的健康不利。高游離甲醛含量的UF樹脂是造成“裝修病”的主要原因，也是室內(nèi)裝修的主要污染源。只有采用先進的生產(chǎn)技術(shù)，降低游離甲醛含量，才能符合日益嚴格的環(huán)保法規(guī)的要求，保障消費者的身體健康。所以使用低毒脲醛樹脂勢在必行，因此環(huán)保型膠粘劑是脲醛樹脂的發(fā)展方向，也是整個化學工業(yè)的發(fā)展熱點之一。

根據(jù)甲醛釋放機理不同，游離甲醛存在方式分為兩種：單體游離式及復合分解式。以單體游離式存在的甲醛主要來源于加成反應的可逆性和反應的不徹底性。它以甲醛的單體形式游離存在于液體膠粘劑中，與樹脂的大分子鏈無化學鍵結(jié)合，我們在樹脂性能指標分析中所指的游離甲醛含量即為單體游離式甲醛的含量。

以復合分解式存在的甲醛主要來源于樹脂中羥甲基和甲醚鍵的分解。這種甲醛與樹脂大分子鏈有化學鍵結(jié)合，但是該化學鍵的穩(wěn)定性差，受外界影響時(尤其溫度)容易斷裂分解而釋放甲醛。脲醛樹脂釋放甲醛的來源大致有以下幾方面：

(1) 樹脂合成時，尿素與甲醛反應不充分，使樹脂中余留未反應的游離甲醛；

(2) 在樹脂合成時已參與反應的甲醛，由于生成了不穩(wěn)定的基團，它們在熱壓或板材使用過程中分解釋放出甲醛；

(3) 在脲醛樹脂合成過程中，由于部分質(zhì)子化的甲醛分子存在，在膠體周圍形成吸附雙離子層，使樹脂的穩(wěn)定性加強，一旦加入固化劑后，在電解質(zhì)的作用下，吸附離子層遭到破壞，從而釋放出甲醛并導致樹脂凝固；

(4) 在高溫、濕度大的環(huán)境下，由于木材中的半纖維素分解，也會釋放甲醛。

綜上所述可以看出，甲醛的釋放原因是很復雜的，影響甲醛釋放量的最直接、最主要的原因還是液膠中的游離甲醛的含量和脲醛樹脂微觀結(jié)構(gòu)的不合理性。合成游離甲醛含量低的樹脂是降低脲醛樹脂及其制品甲醛釋放量的最有效的手段。因此，發(fā)明無醛級人造板用粘合劑非常重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種產(chǎn)品中游離甲醛含量小于0.05%，并且制出來的人造板的甲醛釋放量低的無醛級人造板用粘合劑及其生產(chǎn)工藝。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種無醛級人造板用粘合劑，其特征在于：由氧化法酸解大豆蛋白，尿素，濃度為37%的甲醛，氨水，聚乙烯醇，甲酸，氫氧化鈉調(diào)配而成，所述各組份的重量百分比為：甲醛53~55%，尿素33~34%，氧化法酸解大豆蛋白7~ 9%，氨水3~4%，聚乙烯醇0.18~0.19%，甲酸0.05~0.1% ，氫氧化鈉溶液 0.1~0.15% ，上述各組份重量之和為100%。

上述無醛級人造板用粘合劑的生產(chǎn)工藝，步驟如下：

1） 甲醛加入反應釜，加聚乙烯醇、第一批氨水，升溫至45℃-55℃, 氨水加入量為總氨水重量的60%；

2） 加入第一批尿素，并升溫20～40分鐘，溫度達到90℃，反應30分鐘，尿素加入量為總尿素重量的56%；

3） 加入甲酸調(diào)pH值=4.4-4.6，涂-4杯粘度達到14秒；

4） 加第二批尿素，加之前重新調(diào)整pH值=4.6-4.8，保溫反應至粘度達到20秒左右，尿素加入量為總尿素重量的7%；

5） 粘度達到要求加堿調(diào)pH值=5.8-6.1，加入第三批尿素，繼續(xù)保溫反應30分鐘左右至粘度達到24-25秒，尿素加入量為總尿素重量的24%；

6） 加入第二批氨水，氧化法酸解大豆蛋白，在75-85℃保溫反應30分鐘，氨水加入量為總氨水重量的40%；

7） 脫水，脫水量達到原材料總重量的10~15%，加入第四批尿素，自然降溫，調(diào)pH值，出料, 尿素加入量為總尿素重量的13%。

本發(fā)明發(fā)現(xiàn)氧化法酸解大豆蛋白具有很強的甲醛吸附功能，能有效地捕捉膠中的游離甲醛，同時本發(fā)明中尿素分四次添加，能減少反應熱，使反應平穩(wěn)，而且能生成足夠的二羥甲脲，增加膠的強度。本發(fā)明制備的脲醛樹脂經(jīng)檢測，游離甲醛含量小于0.05%，由此制出來的人造板的甲醛釋放量低于0.3mg/L，并且制備工藝簡單，成本低。

具體實施方案

為了更好的闡述本發(fā)明所公開的技術(shù)，通過以下實施案例來作進一步說明：

實施例1：

原材料配比：氧化法酸解大豆蛋白475kg，尿素2250kg，濃度為37%的甲醛3650kg，氨水250kg，聚乙烯醇12.5kg，酸和堿適量。

具體步驟如下：

1、甲醛加入反應釜，加聚乙烯醇、第一批氨水150kg，升溫至45℃-55℃；

2、加入第一批尿素1250kg，并升溫至90℃，反應30分鐘；

3、加入酸調(diào)pH值=4.4-4.6，涂-4杯粘度達到14秒；

4、加第二批尿素150kg，加之前重新調(diào)整pH值=4.6-4.8，保溫反應至粘度達到20秒左右；

5、粘度達到要求加堿調(diào)pH值=5.8-6.1，加入第三批尿素550kg，繼續(xù)保溫反應30分鐘左右至粘度達到24秒-25秒；

6、加入第二批氨水100kg，氧化法酸解大豆蛋白，在75℃-85℃保溫反應30分鐘；

7、脫水（量≥10%），加入第四批尿素300kg，自然降溫，調(diào)pH值，出料。

實施例2：

本實施方式采用的氧化法酸解大豆蛋白量為560kg，尿素2250kg，濃度為37%的甲醛3650kg，氨水250kg，聚乙烯醇12.5kg，酸和堿適量。

具體步驟如下：

1、甲醛加入反應釜，加聚乙烯醇、第一批氨水150kg，升溫至45℃-55℃；

2、加入第一批尿素1250kg，并升溫至90℃，反應30分鐘；

3、加入酸調(diào)pH值=4.4-4.6，涂-4杯粘度達到14秒；

4、加第二批尿素150kg，加之前重新調(diào)整pH值=4.6-4.8，保溫反應至粘度達到20秒左右；

5、粘度達到要求加堿調(diào)pH值=5.8-6.1，加入第三批尿素550kg，繼續(xù)保溫反應30分鐘左右至粘度達到24秒-25秒；

6、加入第二批氨水100kg，氧化法酸解大豆蛋白560kg，在75℃-85℃保溫反應30分鐘；

7、脫水，脫水重量達到原材料總重量的10~15%，加入第四批尿素300kg，自然降溫，調(diào)pH值，出料。

實施例3：

本實施方式采用的氧化法酸解大豆蛋白量為610kg，尿素2250kg，濃度為37%的甲醛3650kg，氨水250kg，聚乙烯醇12.5kg，酸和堿適量。

具體步驟如下：

1、甲醛加入反應釜，加聚乙烯醇、第一批氨水150kg，升溫至45℃-55℃；

2、加入第一批尿素1250kg，并升溫至90℃，反應30分鐘；

3、加入酸調(diào)pH值=4.4-4.6，涂-4杯粘度達到14秒；

4、加第二批尿素150kg，加之前重新調(diào)整pH值=4.6-4.8，保溫反應至粘度達到20秒左右；

5、粘度達到要求加堿調(diào)pH值=5.8-6.1，加入第三批尿素550kg，繼續(xù)保溫反應30分鐘左右至粘度達到24秒-25秒；

6、加入第二批氨水100kg，氧化法酸解大豆蛋白610kg，在75℃-85℃保溫反應30分鐘；

7、脫水，脫水重量達到原材料總重量的10~15%，加入第四批尿素300kg，自然降溫，調(diào)pH值，出料。

本發(fā)明實施例所得的脲醛樹脂的性能：

表1

采用本發(fā)明無醛級人造板用粘合劑生產(chǎn)出厚度17mm為細木工板的性能：

表2

采用本發(fā)明無醛級人造板用粘合劑生產(chǎn)出厚度18mm的刨花板的性能：

表3

由表2和表3可見，本發(fā)明生產(chǎn)的無醛級脲醛樹脂壓制厚度17mm的細木工板和厚度18mm的刨花板各項理化性能指標都優(yōu)于國家標準，并且甲醛釋放量遠遠低于國家標準要求。因此，本發(fā)明推行到人造板生產(chǎn)中去，必定能取得可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。

本發(fā)明所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行的描述，并非對本發(fā)明構(gòu)思和范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計思想的前提下，本領域中工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進，均應落入本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明請求保護的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。