一种高性能环保型脲醛树脂胶黏剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种木材胶黏剂制备技术，尤其涉及一种高性能环保型脲醛树脂胶黏 剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 脲醛树脂胶黏剂(UF)是一种开发应用较早的热固性高分子合成树脂，广泛应用于 木材工业中的刨花板、胶合板、中密度纤维板，占人造板用量的90%以上，是胶黏剂中用量 最大的品种。UF之所以能被大量使用，原因在于:其制造工艺简单，原料价格低廉且易得，初 黏度大，粘接强度高等优点。但同时，UF也存在一些问题，如耐水性差、脆性大、耐老化性差、 储存期短、游离甲醛含量高等，严重影响脲醛树脂胶黏剂制品质量。随着人们环保意识的增 强，人们越来越注意到脲醛树脂胶黏剂在使用过程中会释放甲醛，污染空气，损害人们的健 康。
[0003] 影响UF甲醛含量的关键是合成UF中甲醛与尿素的摩尔比，一般情况下甲醛与尿素 的摩尔比越小，游离甲醛含量越低。当脲醛树脂的摩尔比从2.0降至1.0时，脲醛树脂中的游 离甲醛含量可以从2.6 %降至0.1 %以下，当摩尔比从1.6降至1.1时，生产的刨花板的甲醛 释放量可以从1 .〇~1.2mg/g降至0.10~0.15mg/g[周文瑞，李建章，李文军，等.脲醛树脂胶 黏剂及制品低毒化研究进展[J].中国胶黏剂，2002,13(1) :54-58]。当摩尔比进一步降至 1.05~1.3,并采用多阶段缩聚工艺，可使脲醛树脂中游离甲醛含量降至0.05%~0.1% [关 长参.木材胶粘剂[M].北京:科学出版社，1994,43]。但是，摩尔比降低到一定程度时，非但 对游离甲醛的降低无显著影响，反而会导致脲醛树脂的性能随之劣化。有研究指出，脲醛树 脂合成用甲醛与尿素的摩尔比甚至可以降低到0.64,但要在合成阶段添加三聚氰胺合成三 聚氰胺-尿素-甲醛树脂(MUF)才能满足使用要求。由于三聚氰胺成本较高，使MUF只能用在 一些要求比较高的人造板上，MUF的推广应用受到限制。
[0004] 专利"高性能环保型脲醛树脂胶粘剂及其制备方法和用途"（ZL2006100172713)、 "环保型脲醛树脂胶粘剂"（ZL 00100526X)和"一种改性环保型脲醛树脂胶"（ZL 2008100250641)介绍了环保型脲醛树脂相关制备方法。通过比较，以上3个发明与本发明的 主要不同体现在三个方面：
[0005] (1)以上3个发明与本发明所使用的甲醛原料不同，以上3个发明使用的甲醛质量 浓度为37%，而本发明使用的甲醛质量浓度为50%。优势在于:合成的环保型脲醛树脂，具 有较高的固体含量，和较低的游离甲醛含量，可直接用于刨花板等的生产；
[0006] (2)以上3个发明与本发明甲醛与尿素的摩尔比不同，甲醛与尿素的摩尔比在0.8-1.4,本发明甲醛与尿素的摩尔比在0.8-1.1，甲醛与尿素的摩尔比进一步降低；
[0007] (3)以上3个发明均使用了成本较高的三聚氰胺，这必将增加脲醛树脂的制备成 本。而本发明未采用成本较高的三聚氰胺，仅在脲醛树脂制备过程中加入了豆类蛋白，一方 面蛋白价格低廉，另一方面在脲醛树脂中引入具有可降解的蛋白结构，当材料废弃埋入土 壤中经微生物作用降解作用可能会提高。
[0008] 专利"一种改性大豆蛋白胶粘剂及其制备方法"（ZL 2013103364306)，介绍了一种 大豆蛋白胶粘剂的相关制备方法。主要以大豆蛋白为合成主原料，其它醛类树脂为添加剂， 起到增强的效果。
[0009] 本发明中，选择豆类蛋白为添加剂，用量仅占尿素用量的5-10%，尿素、高浓度甲 醛为主原料。为了使得豆类蛋白能够与脲醛树脂有充分的融合性，添加了权利要求书中所 述的多种改性剂。这是与上述专利的本质不同之处。
[0010] 经过于文献对比，未见与本发明相同的公开报道。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高性能环保型脲醛树脂胶黏 剂及其制备方法。
[0012] 本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
[0013] 本发明一种高性能环保型脲醛树脂胶黏剂，所述的胶黏剂的原料配比为：高浓度 甲醛和尿素的摩尔比为0.8~1.1，豆类蛋白添加量占总尿素用量的5-10%。
[0014] 本发明一种高性能环保型脲醛树脂胶黏剂的制备方法，所述方法的具体步骤如 下：
[0015] (1)将高浓度甲醛乳液60-90份加入到反应釜中，用碱溶液调节pH值为8.0~8.5;
[0016] (2)在搅拌条件下，加入第一次尿素和豆类蛋白，加热升温至88-92Γ之间；
[0017] (3)加入第二次尿素，保温反应20~60分钟，用酸溶液调整pH值为5.0~5.3;
[0018] (4)反应至水混合性250~300%，降温至60°C，用碱溶液调节pH值至7.5~8.0;
[0019] (5)加入第三次尿素，保温反应10~30分钟，冷却放料。
[0020] 具体地，步骤（2)中，第一次尿素加入量占总尿素加入量的35~50wt% ;步骤（2) 中，所述豆类蛋白原料为脱脂大豆粉、大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白中的一种或其中两种； 步骤(2)中，所述豆类蛋白是经过处理后的蛋白，处理试剂为氯化钙、碳酸钠、氯化钠和亚硫 酸氢钠中的两种或多种;步骤(2)中，所述的豆类蛋白加入量占总尿素加入量的5-10wt% ; 步骤(3)中，第二次尿素加入量占总尿素加入量的15~40wt %。
[0021] 本发明的有益效果在于：
[0022] 本发明是一种高性能环保型脲醛树脂胶黏剂及其制备方法，与现有技术相比，本 发明具有如下优点：
[0023] 1、本发明的高性能环保型脲醛树脂胶黏剂，采用脲醛树脂"碱-酸-碱"经典的制备 工艺，即可合成，而且，操作简便，反应过程平稳易控制；
[0024] 2、本发明的高性能环保型脲醛树脂胶黏剂，甲醛和尿素的摩尔比较低，可以有效 保证脲醛树脂较低的游离甲醛含量；
[0025] 3、本发明的高性能环保型脲醛树脂胶黏剂，以高浓度甲醛替代传统的37%甲醛溶 液，同时，在树脂制备过程中，添加豆类蛋白。高浓度甲醛的使用，在以往的树脂合成中，是 未见使用的。而且，在脲醛树脂中引入具有可降解的大豆蛋白结构，当材料废弃埋入土壤中 经微生物作用后，与传统脲醛树脂(或改性树脂)相比，降解性会大大提高。
[0026] 4、本发明的高性能环保型脲醛树脂胶黏剂，所采用的原料价格均较便宜，树脂具 有成本低、游离甲醛低、胶接强度高等优点，适用于人造板生产和家具制造。
【具体实施方式】
[0027] 下面对本发明作进一步说明：
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