一种脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂及其应用的利记博彩app

文档序号：11569741阅读：644来源：国知局

本发明属于脲醛树脂固化剂领域，具体涉及一种脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂及其应用。

背景技术：

脲醛树脂是目前世界范围内木材工业中应用最为广泛的胶黏剂，根据温度条件可分为常温和加热两种固化方式，常温下固化时间长，效率低，所以使用方法以热压为主。例如在人造板行业中既要求胶黏剂固化速度快，又要求其适用期长，但在保证较长的适用期时只能通过加热增加耗能来实现快速固化。所谓适用期即固化剂与胶黏剂混合后不发生反应能稳定共存的时间。如何同时提高脲醛树脂的固化速度和延长固化剂的适用期，进而实现胶黏过程的低成本化、高效化并有效保证产品性能稳定已经成为脲醛树脂体系在先进复合材料应用中的重要研究方向。

目前脲醛树脂使用的固化剂主要有单组分固化剂、多组分固化剂和潜伏性固化剂，这些固化剂在常温较稳定且在高温下可快速固化脲醛树脂。虽然通过高温热处理能够快速固化脲醛树脂，但需消耗大量的热量，同时增加了甲醛的释放量。

另一种较前沿的固化剂是微胶囊固化剂，即在固化剂外面包覆一层保护膜，在常温下由于保护膜的作用，固化剂与树脂隔离，不起化学反应；通过调节温度或施加压力等，破坏保护膜，使固化剂与树脂接触发生固化反应。微胶囊固化剂自身具有较高活性，固化反应能在较低温度和较短时间进行，可节约大量的能耗；同时将固化剂微胶囊化，其包覆在微胶囊中不易释放，解决了存放的问题，实现一次配制长期使用，提高了生产效率。因此微胶囊固化剂在树脂的固化中具有很好的应用前景。但是由于微胶囊固化剂的制备较为困难，其制备工艺对于原料及反应条件都较为敏感，目前国内还没有工业化使用的微胶囊型固化剂。尤其是用于脲醛树脂的微胶囊固化剂领域，仍是一片空白。

专利申请号200710067417.x(一种微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂及其制备方法)的中国专利公开了一种微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂，其粒径在1-100μm的范围内。该微胶囊固化剂在室温下与环氧树脂混合稳定，不能使环氧树脂固化，而在中温下快速固化环氧树脂。该微胶囊固化剂的粒径之间大小差距较大，导致微胶囊的粒度均匀度不足；在实际操作中需要进行温度控制，增加了操作难度；其添加量为环氧树脂的10-20％，会导致使用成本增加。此外，将这类温度控制型固化剂应用在脲醛树脂时，升温破坏保护膜会加速甲醛的释放，严重污染生活环境。

因此，若能研发出一种适于工业使用且没有上述缺陷的脲醛树脂微胶囊固化剂，将是脲醛树脂固化领域的一个极大的进步和创新，并且能大大改善脲醛树脂的实际工业应用，具有极好的应用前景。

技术实现要素：

为了实现上述目的，本发明提供了一种脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂。

一种脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂，包括囊芯和囊壁，所述囊芯包裹在囊壁中，所述囊芯是脲醛树脂固化剂。

优选地，所述囊壁是压敏性材料。

优选地，所述囊壁由异氰酸酯类有机物形成；进一步优选地所述异氰酸酯类有机物为二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、甲苯二异氰酸酯(tdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)中的一种或多种。

优选地，所述脲醛树脂固化剂是由草酸、一水合柠檬酸和乙二醇按重量比5-15:1-10:5-15混合形成的混合溶液，当外部包裹的囊壁破裂后，所述固化剂能快速从胶囊中释放，与脲醛树脂混合，使脲醛树脂完全固化。

优选地，所述囊芯和囊壁的质量比为1:0.4-0.8。

优选地，所述脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂的粒径为100-200μm。采用该粒径范围，一方面能满足脲醛树脂粘接时的性能要求，另一方面还能将微胶囊破裂后囊壁碎片对粘接强度的影响降至最低。当粒径太小即小于100μm时，需要施加极大的压力才能使微胶囊破裂；而当粒径太大即大于200μm时，微胶囊破裂后的囊壁碎片使得胶黏剂的断层增大，对粘接强度的影响较大。在本发明的粒径范围内，当用于板材粘接时，采用人工或机械施加2kg/cm²以上的压力即可容易地使微胶囊破裂，实现脲醛树脂的快速固化；而对于常规脲醛树脂固化剂来说，一般需采用热压方式进行脲醛树脂固化粘接板材，因加热内部产生了强大的蒸气压，固化后需等待降温且待内、外压力平衡后，才能卸去外部施加的压力，否则内部强大的蒸气压会将粘接好的部位冲开。

当采用脲醛树脂粘接板材时，本发明的脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂的使用方法为：将脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂与脲醛树脂按需要混合均匀后,涂覆在待粘接板材的一面，然后覆盖另一块板材，在板材上通过人工或机械有控制地施加压力使微胶囊固化剂的囊壁破裂，快速释放出固化剂，通过压力使脲醛树脂发生可控性的固化，实现板材的粘接。根据我们的试验，本发明的脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂与脲醛树脂可以按质量比1：10-100混合使用。当脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂与脲醛树脂按质量比1：10时，通常施加2kg/cm²以上的压力使微胶囊固化剂的囊壁破裂，经过大约10min脲醛树脂即可完全固化，将板材牢固地粘接在一起。

本发明的脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将微胶囊囊壁形成材料和乳化剂溶解在有机溶剂中，机械搅拌分散，形成均匀的有机溶液；

(2)将草酸、一水合柠檬酸和乙二醇混合，在50-80℃下机械搅拌，形成均匀的溶液；

(3)将步骤(2)得到的溶液加入到步骤(1)得到的有机溶液中形成油包水型乳液；

(4)将步骤(3)得到的乳液在40-80℃下机械搅拌反应5-12小时；

(5)将步骤(4)得到的乳液在室温条件下干燥，制得脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂；

其中，按质量计，所述微胶囊囊壁形成材料的用量为有机溶剂用量的5％-15％；所述乳化剂的用量为有机溶剂用量的0.5％-5％；所述草酸的用量为有机溶剂用量的5％-15％；所述一水合柠檬酸的用量为有机溶剂用量的1％-10％；所述乙二醇的用量为有机溶剂用量的5％-15％。

优选地，所述微胶囊囊壁形成材料为异氰酸酯类有机物；进一步优选地，所述异氰酸酯类有机物为二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、甲苯二异氰酸酯(tdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)中的一种或多种。

优选地，所述有机溶剂为芳烃类有机溶剂；进一步优选地，所述芳烃类有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯中的一种或多种。

优选地，所述乳化剂选自司班40、司班60、司班80、sma中的一种或多种。

优选地，步骤(1)所述的机械搅拌分散的时间为10-25min，机械搅拌转速为200-1000转/分钟；步骤(2)所述的机械搅拌的时间为25-50min，机械搅拌转速为200-600转/分钟。

优选地，步骤(4)所述的机械搅拌的转速为200-600转/分钟。

优选地，步骤(5)所述干燥的时间为20-40小时。

优选地，步骤(5)制得的脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂的粒径范围为100-200μm。

本发明的有益效果：

(1)本发明的脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂中，固化剂由草酸、一水合柠檬酸和乙二醇复配而成，其在外部包裹的囊壁破裂后，能快速从胶囊中释放出来；通过控制乳化剂的用量和搅拌速度，将微胶囊粒径控制为100-200μm，此粒径一方面能满足脲醛树脂在粘接时的性能要求，另一方面能将微胶囊破裂后囊壁碎片对粘接强度的影响降至最低，同时能有效减小施工所用的压力，并且不需要热压，有效地节约了成本。

(2)本发明的脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂与脲醛树脂混合后，若不施加压力，在25℃条件下，在3小时内脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂都不会使脲醛树脂固化，当施加适当压力使微胶囊囊壁破裂后，微胶囊中包裹的固化剂快速释放出来，在大约10min的时间内即可使脲醛树脂完全固化，即本发明的微胶囊固化剂同时具备较长的适用期和较快的固化时间的优点，通过有控制地施加压力实现脲醛树脂的可控固化，在实际应用中更便于施工；而经过我们的试验，将同等质量的未胶囊化的固化剂按常规方法直接加入到脲醛树脂中，在同样的温度和压力条件下，脲醛树脂30s左右即会固化，非常不便于实际施工使用。

(3)本发明的脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂使用简单方便，直接与脲醛树脂混合，常温条件下通过施加较小的压力即可实现固化剂的快速释放，而不需要采用常规的热压方式，有效避免了升温造成的甲醛加速释放，并节省了降温等待的时间。

附图说明

图1是本发明的脲醛树脂压敏型微胶囊固化剂的光学显微镜照片。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细地描述，但本发明的范围不限于此。其他任何在未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

(1)将5份二苯基甲烷二异氰酸酯和5份司班40溶解在100份二甲苯中，在1000转/分钟机械搅拌下分散10min，形成均匀的有机溶液；

(2)将5份草酸、1份一水合柠檬酸和5份乙二醇混合，在70℃下600转/分钟机械搅拌分散35min，形成均匀的溶液；