本發(fā)明屬于人造板生產(chǎn)使用的改性膠黏劑，具體涉及室外家具型纖維板制造用改性膠黏劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

中密度纖維板（簡(jiǎn)稱MDF）由于具有表面平整光滑、幅面大、剖面結(jié)構(gòu)均勻致密及機(jī)械加工性能良好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于家具制造、建筑裝飾裝修，近年來(lái)成為人造板增長(zhǎng)最快的品種之一。MDF按照使用條件，可分為室內(nèi)型中密度纖維板、室內(nèi)型防潮型中密度纖維板和室外型中密度纖維板，室外型纖維板是經(jīng)受室外條件的老化作用、水侵泡或通風(fēng)場(chǎng)所經(jīng)受水蒸氣的濕熱作用的中密度纖維板，主要應(yīng)用于門窗板、室外掛板、裝修板、活動(dòng)房墻板等領(lǐng)域。國(guó)外室外型纖維板起步早工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)成熟，而國(guó)內(nèi)研究生產(chǎn)極少。室外板由于長(zhǎng)期暴露于自然環(huán)境中，對(duì)板材的耐水性、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度及耐老化性等提出了很高的要求，這必然要求生產(chǎn)使用的膠黏劑必須具備優(yōu)越的膠合強(qiáng)度、耐水性及耐老化等特性，國(guó)內(nèi)外研究報(bào)道普遍使用異氰酸酯或酚醛樹(shù)脂膠黏劑，雖然滿足室外中密度纖維板那要求，但異氰酸酯及酚醛樹(shù)脂存在合成設(shè)備工藝條件要求高，原料價(jià)格昂貴等特點(diǎn)，而脲醛樹(shù)脂膠黏劑具有膠接強(qiáng)度高、固化快、色澤淺、成本低，而且原料易得、生產(chǎn)技術(shù)成熟和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，如何對(duì)脲醛樹(shù)脂進(jìn)行綜合改性，制備一種成本相對(duì)較低，質(zhì)量?jī)?yōu)異的改性膠黏劑，順利應(yīng)用室外型家具纖維板生產(chǎn)，成為人造板行業(yè)調(diào)結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵。同時(shí)，隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)居室環(huán)境的要求也越來(lái)越高，綠色裝飾材料的理念已深入人心，在當(dāng)今環(huán)保安全意識(shí)日益增強(qiáng)的情況下，如何確保人造板制品甲醛釋放量達(dá)環(huán)保E1級(jí)以上，更要克服傳統(tǒng)的室外板制造使用MDI或PF樹(shù)脂存在成本高市場(chǎng)難接受的缺陷，又保證其板材耐水性、耐老化及高強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，是行業(yè)專業(yè)技術(shù)人期待解決的共性技術(shù)問(wèn)題。因此，針對(duì)上述技術(shù)瓶頸問(wèn)題，創(chuàng)新開(kāi)發(fā)出一種低成本、超強(qiáng)度、低游醛、耐水及耐候性俱佳等室外家具型纖維板用改性膠黏劑意義重大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)上述存在的不足，為了解決室外家具型纖維板目前存在的制造成本高、生產(chǎn)效率低、耐水耐候性不佳及游離甲醛釋放污染環(huán)境等一系列問(wèn)題。本發(fā)明提供了一種室外家具型纖維板用改性膠黏劑及其制備方法，本發(fā)明膠黏劑具有優(yōu)良的穩(wěn)定性、安全環(huán)保、生產(chǎn)成本低、膠合強(qiáng)度高及存放周期長(zhǎng)等顯著特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種室外家具型纖維板制造用改性膠黏劑，由以下重量份的原料制成：甲醛300～320份、苯酚115～125份、尿素50～55份、三聚氰胺45～55份、堿液35～45份和水100～120份。

進(jìn)一步地，所述的室外家具型纖維板制造用改性膠黏劑的制備方法，包括以下合成工藝步驟：

（1）啟動(dòng)攪拌器，向反應(yīng)釜中加入水、苯酚及第一次堿液調(diào)節(jié)PH至8.0～9.5，控制溫度在45～50℃；

（2）第一次加入甲醛，緩慢升溫至90～95℃并保溫反應(yīng)45～60min；

（3）第二次加入甲醛，調(diào)節(jié)PH為7.0～8.0之間加入尿素，在90～95℃下保溫50～60min；

（4）第二次加入堿液，保證PH值為7.5～8.5后，加入三聚氰胺，于85～90℃下保溫反應(yīng)30～60min，取樣測(cè)定反應(yīng)聚合度；

（5）當(dāng)聚合度達(dá)到要求，冷卻至40℃以下出料。

進(jìn)一步地，所述的室外家具型纖維板制造用改性膠黏劑的制備方法，制備過(guò)程中原料依次在pH＝8.0～9.5、pH＝7.0～8.0以及pH＝7.5～8.5的介質(zhì)中反應(yīng)。

進(jìn)一步地，所述堿液的質(zhì)量濃度為20～50%的燒堿、氨水或三乙醇胺溶液中的一種或一種以上任意比例混合液。

進(jìn)一步地，在步驟（2）和（3）中，所述甲醛兩次投料重量比為第一次甲醛：第二次甲醛=2～3：1～2。

進(jìn)一步地，在步驟（1）和（4）中，所述堿液兩次投料重量比為第一次堿液：第二次堿液=2～3：1～2。

進(jìn)一步地，在步驟（5）中，所述聚合度達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)為：T4杯粘度=16～25s，20℃。

本發(fā)明以尿素和三聚氰胺作為改性單體，采取共混反應(yīng)法制備苯酚-三聚氰胺-尿素-甲醛樹(shù)脂膠黏劑，且反應(yīng)過(guò)程中甲醛和堿液分兩次投料，其余原料一次投料。

本發(fā)明的室外家具型纖維板制造用改性膠黏劑質(zhì)量為：外觀為棕色粘稠液體，游離甲醛≤0.3%，粘度=16～25s（20℃，T-4杯），固體含量=55±1.0%， pH值=7.5～8.5，貯存期≥20d。

綜上所述，本發(fā)明由于采用了上述方案，具有以下積極效果：

（1）本發(fā)明是針對(duì)室外家具型纖維板用酚醛樹(shù)脂膠黏劑及三聚氰胺甲醛樹(shù)脂膠黏劑的缺陷問(wèn)題，創(chuàng)新合成方法，嚴(yán)格控制工藝步驟及反應(yīng)條件，開(kāi)發(fā)以尿素和三聚氰胺作為改性單體，采取共混反應(yīng)法制備苯酚-三聚氰胺-尿素-甲醛樹(shù)脂膠黏劑（簡(jiǎn)稱PMUF），且反應(yīng)過(guò)程中甲醛和堿液分兩次投料，其余原料一次投料。

（2）本發(fā)明制備得到的改性膠黏劑具有優(yōu)良的穩(wěn)定性、環(huán)保的品質(zhì)、較低的生產(chǎn)成本、膠合強(qiáng)度高及存放周期長(zhǎng)等顯著特點(diǎn)。

（3）本發(fā)明的改性膠粘劑突破傳統(tǒng)改性膠黏劑的制造成本高、生產(chǎn)效率低、耐水耐候性不佳的缺陷，以及傳統(tǒng)室外家具型纖維板存在的游離甲醛釋放等瓶頸問(wèn)題，順利應(yīng)用于生產(chǎn)室外家具型纖維板，使板材具有膠合強(qiáng)度高、防水性及耐候性好、生產(chǎn)成本低以及甲醛釋放量達(dá)歐洲E1/ E0級(jí)級(jí)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)等優(yōu)勢(shì)，因此，本發(fā)明的改性膠粘劑被廣泛應(yīng)用于制造高端的戶外掛板及掛墻板，改變了現(xiàn)有技術(shù)的改性膠黏劑僅應(yīng)用于生產(chǎn)干燥狀態(tài)下使用的室內(nèi)家具型纖維板，或生產(chǎn)出的室外家具型纖維板甲醛釋放量達(dá)不到環(huán)保E1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的歷史。且大部分人造板企業(yè)的制膠車間無(wú)需要增加設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)應(yīng)用，對(duì)設(shè)備、生產(chǎn)工藝條件要求不高。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

一種室外家具型纖維板制造用改性膠黏劑，其原料配方如表1所示：

表1

注：F1、F2分別表示甲醛第一次、第二次加入量，OH-1、OH-2分別表示堿液第一次、第二次加入量，下同。

上述所述的室外家具型纖維板制造用改性膠黏劑的制備方法，包括以下合成工藝步驟：

（1）啟動(dòng)攪拌器，向反應(yīng)釜中加入水、苯酚及第一次堿液（OH-1）調(diào)節(jié)PH至9.0～9.5，控制溫度在45～50℃；

（2）第一次加入甲醛（F1），緩慢升溫至90～95℃并保溫反應(yīng)45～50min；

（3）第二次加入甲醛（F2），調(diào)節(jié)PH為7.5～8.0之間加入尿素，在90～95℃下保溫50～55min；

（4）第二次加入堿液（OH-2），保證PH值為8.0～8.5后，加入三聚氰胺，于85～90℃下保溫反應(yīng)30～45min，取樣測(cè)定反應(yīng)聚合度；

（5）當(dāng)聚合度達(dá)到要求，冷卻至40℃以下出料。

其中，所述的室外家具型纖維板制造用改性膠黏劑的制備方法，制備過(guò)程中原料依次在pH＝9.0～9.5、pH＝7.5～8.0以及pH＝8.0～8.5的介質(zhì)中反應(yīng)；所述堿液的質(zhì)量濃度為20～50%的燒堿；在步驟（5）中，所述聚合度達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)為：T4杯粘度=16～25s，20℃。

按照實(shí)施例1制備得到的改性膠黏劑質(zhì)量指標(biāo)如表2所示：

表2

實(shí)施例2

一種室外家具型纖維板制造用改性膠黏劑，其原料配方如表3所示：

表3

上述所述的室外家具型纖維板制造用改性膠黏劑的制備方法，包括以下合成工藝步驟：

（1）啟動(dòng)攪拌器，向反應(yīng)釜中加入水、苯酚及第一次堿液調(diào)節(jié)PH至8.5～9.0，控制溫度在45～50℃；

（2）第一次加入甲醛，緩慢升溫至90～95℃并保溫反應(yīng)50～60min；

（3）第二次加入甲醛，調(diào)節(jié)PH為7.5～8.0之間加入尿素，在90～95℃下保溫55～60min；

（4）第二次加入堿液，保證PH值為7.5～8.0后，加入三聚氰胺，于85～90℃下保溫反應(yīng)40～55min，取樣測(cè)定反應(yīng)聚合度；

（5）當(dāng)聚合度達(dá)到要求，冷卻至40℃以下出料。

其中，所述的室外家具型纖維板制造用改性膠黏劑的制備方法，制備過(guò)程中原料依次在pH＝8.5～9.0、pH＝7.5～8.0以及pH＝7.5～8.0的介質(zhì)中反應(yīng)；所述堿液的質(zhì)量濃度為20～50%的燒堿、氨水溶液任意比例混合液；在步驟（5）中，所述聚合度達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)為：T4杯粘度=16～25s，20℃。

按照實(shí)施例2制備得到的改性膠黏劑質(zhì)量指標(biāo)如表4所示：

表4

實(shí)施例3

一種室外家具型纖維板制造用改性膠黏劑，其原料配方如表5所示：

表5

上述所述的室外家具型纖維板制造用改性膠黏劑的制備方法，包括以下合成工藝步驟：

（1）啟動(dòng)攪拌器，向反應(yīng)釜中加入水、苯酚及第一次堿液調(diào)節(jié)PH至8.0～8.5，控制溫度在45～50℃；

（2）第一次加入甲醛，緩慢升溫至90～95℃并保溫反應(yīng)50～55min；

（3）第二次加入甲醛，調(diào)節(jié)PH為7.0～7.5之間加入尿素，在90～95℃下保溫53～58min；

（4）第二次加入堿液，保證PH值為7.5～8.0后，加入三聚氰胺，于85～90℃下保溫反應(yīng)40～50min，取樣測(cè)定反應(yīng)聚合度；

（5）當(dāng)聚合度達(dá)到要求，冷卻至40℃以下出料。

其中，所述的室外家具型纖維板制造用改性膠黏劑的制備方法，制備過(guò)程中原料依次在pH＝8.0～8.5、pH＝7.0～7.5以及pH＝7.5～8.0的介質(zhì)中反應(yīng)；所述堿液的質(zhì)量濃度為20～50%的燒堿、三乙醇胺溶液任意比例混合液；在步驟（5）中，所述聚合度達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)為：T4杯粘度=16～25s，20℃。

按照實(shí)施例3制備得到的改性膠黏劑質(zhì)量指標(biāo)如表6所示：

表6

實(shí)施例4

一種室外家具型纖維板制造用改性膠黏劑，其原料配方如表7所示：

表7

上述所述的室外家具型纖維板制造用改性膠黏劑的制備方法，包括以下合成工藝步驟：

（1）啟動(dòng)攪拌器，向反應(yīng)釜中加入水、苯酚及第一次堿液調(diào)節(jié)PH至8.0～8.5，控制溫度在45～50℃；

（2）第一次加入甲醛，緩慢升溫至90～95℃并保溫反應(yīng)45～55min；

（3）第二次加入甲醛，調(diào)節(jié)PH為7.0～7.5之間加入尿素，在90～95℃下保溫52～57min；

（4）第二次加入堿液，保證PH值為8.0～8.5后，加入三聚氰胺，于85～90℃下保溫反應(yīng)45～55min，取樣測(cè)定反應(yīng)聚合度；

（5）當(dāng)聚合度達(dá)到要求，冷卻至40℃以下出料。

其中，所述的室外家具型纖維板制造用改性膠黏劑的制備方法，制備過(guò)程中原料依次在pH＝8.0～8.5、pH＝7.0～7.5以及pH＝8.0～8.5的介質(zhì)中反應(yīng)；所述堿液的質(zhì)量濃度為20～50%的燒堿、氨水或三乙醇胺溶液任意比例混合液；在步驟（5）中，所述聚合度達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)為：T4杯粘度=16～25s，20℃。

按照實(shí)施例4制備得到的改性膠黏劑質(zhì)量指標(biāo)如表8所示：

表8

將上述實(shí)施例1～4的改性膠黏劑用于生產(chǎn)E1/ E0級(jí)環(huán)保室外家具型纖維板，其生產(chǎn)時(shí)執(zhí)行如下工藝：

施膠量按200～230㎏/m3，固體石蠟量按6.0～8.0㎏/m3，在連續(xù)平壓生產(chǎn)線上，壓機(jī)速度220～270mm/s，5個(gè)區(qū)熱壓溫度分別為：225～230，240～245，205～220，190～200，170～175。按GB/T 17657-2009《人造板及飾面人造板理化性能實(shí)驗(yàn)方法》對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行檢測(cè)，甲醛釋放量用穿孔法檢測(cè)。實(shí)施例1～4制備的室外家具型纖維板各項(xiàng)性能指標(biāo)如表9所示。

表9

從表9實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用本發(fā)明改性膠黏劑生產(chǎn)室外家具型纖維板，其甲醛釋放量遠(yuǎn)低于國(guó)標(biāo)GB 18580-2001《室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》的E1級(jí)（≤9.0mg/100g)的標(biāo)準(zhǔn)，其物理力學(xué)性能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11718-2009《中密度纖維板》規(guī)定的室外狀態(tài)下使用的家具型中纖板（MDF-FN EXT）要求，實(shí)現(xiàn)了室外家具用纖維板的高強(qiáng)度、耐水耐老化、高尺寸穩(wěn)定性及綠色環(huán)保的特性。

綜上所述，本發(fā)明是針對(duì)室外家具型纖維板用酚醛樹(shù)脂膠黏劑及三聚氰胺甲醛樹(shù)脂膠黏劑的缺陷問(wèn)題，創(chuàng)新合成方法，嚴(yán)格控制工藝步驟及反應(yīng)條件，開(kāi)發(fā)以尿素和三聚氰胺作為改性單體，采取共混反應(yīng)法制備苯酚-三聚氰胺-尿素-甲醛樹(shù)脂膠黏劑（簡(jiǎn)稱PMUF），且反應(yīng)過(guò)程中甲醛和堿液分兩次投料，其余原料一次投料。本發(fā)明的改性膠黏劑具有優(yōu)良的穩(wěn)定性、環(huán)保的品質(zhì)、較低的生產(chǎn)成本、膠合強(qiáng)度高及存放周期長(zhǎng)等顯著特點(diǎn)。本發(fā)明的改性膠粘劑突破傳統(tǒng)改性膠黏劑的制造成本高、生產(chǎn)效率低、耐水耐候性不佳的缺陷，以及傳統(tǒng)室外家具型纖維板存在的游離甲醛釋放等瓶頸問(wèn)題，順利應(yīng)用于生產(chǎn)室外家具型纖維板，使板材具有膠合強(qiáng)度高、防水性及耐候性好、生產(chǎn)成本低以及甲醛釋放量達(dá)歐洲E1/ E0級(jí)級(jí)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)等優(yōu)勢(shì)，因此，本發(fā)明的改性膠粘劑被廣泛應(yīng)用于制造高端的戶外掛板及掛墻板，改變了現(xiàn)有技術(shù)的改性膠黏劑僅應(yīng)用于生產(chǎn)干燥狀態(tài)下使用的室內(nèi)家具型纖維板，或生產(chǎn)出的室外家具型纖維板甲醛釋放量達(dá)不到環(huán)保E1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的歷史。且大部分人造板企業(yè)的制膠車間無(wú)需要增加設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)應(yīng)用，對(duì)設(shè)備、生產(chǎn)工藝條件要求不高。

本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施例加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。