專利名稱：低釋放醛膠粘劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑用膠粘劑，尤其涉及一種低釋放醛膠粘劑及其制備方法和它的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著物質(zhì)生活水平的提高，人們對(duì)居住環(huán)境的要求也越來(lái)越高。發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、加拿大、日本及西歐等國(guó)家，已就建筑材料對(duì)室內(nèi)空氣的影響進(jìn)行了全面、系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究工作，并制訂嚴(yán)格的法規(guī)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)的一些研究部門開始對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量的檢測(cè)和評(píng)估進(jìn)行研究，探討各種不同類型的材料對(duì)空氣污染的影響。特別是裝飾裝修材料，如木器漆、涂料、家具、地板、人造板和粘結(jié)劑等等，如不對(duì)這些材料進(jìn)行有效的控制，它們緩慢釋放出的有毒物質(zhì)可能長(zhǎng)期影響到居住者的健康。為此，2001年12月國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布了室內(nèi)裝飾裝修材料有毒有害物質(zhì)限量的系列標(biāo)準(zhǔn)。
人造板是以木質(zhì)原料或其他的植物纖維為主要原料所制成的板材料，具有良好的物理力學(xué)性能，具有重量輕，強(qiáng)度高，容易加工等特點(diǎn)。被廣泛應(yīng)用于建筑業(yè)和家具業(yè)。生產(chǎn)人造板需要使用大量的膠粘劑，每生產(chǎn)1萬(wàn)M3膠合板需1000噸膠粘劑，生產(chǎn)1萬(wàn)M3中密度纖維板需膠粘劑600噸。因此膠粘劑需求量相當(dāng)大。人造板生產(chǎn)待業(yè)對(duì)膠粘劑的要求是原料來(lái)源廣泛，生產(chǎn)成本低廉，人造板質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。脲醛樹脂、酚醛樹脂和三聚氰胺樹脂(全稱為“三醛膠”)是較為合適的膠粘劑，但也存在一定的缺點(diǎn)，特別是膠粘劑中含較多的游離甲醛，在使用過(guò)程中這些游離甲醛逐漸釋放出來(lái)，尤其應(yīng)用在室內(nèi)裝飾裝修工程中，膠合板緩慢釋放甲醛導(dǎo)致室內(nèi)空氣中甲醛含量明顯上升，污染居住環(huán)境。游離醛可引起人體多種疾病，如氣管炎、哮喘、皮炎等等。我國(guó)在2001年12月出臺(tái)了“室裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量”的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，與各國(guó)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)接軌。因此現(xiàn)有的膠粘劑有待進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)已有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種價(jià)格低廉、甲醛釋放量低的膠粘劑；本發(fā)明的目的之二在于提供該膠粘劑的制備方法；本發(fā)明的目的之三在于提供這種膠粘劑的應(yīng)用。
本發(fā)明的發(fā)明目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種低釋放醛膠粘劑，其組成如下(重量份數(shù))脲醛樹脂100份填料18-25份固化劑 1.0-2.0份增強(qiáng)劑P 1.0-2.0份固化促進(jìn)劑Pa0.06-0.12份其中增強(qiáng)劑P為水溶性多異氰酸酯，由于本發(fā)明在合成尿醛時(shí)采用了較低的尿醛比，使得粘結(jié)強(qiáng)度指標(biāo)上有一定的下降，增強(qiáng)劑P通過(guò)其分子的多官能團(tuán)結(jié)構(gòu)與木纖維、脲醛樹脂和聚乙烯醇等分子中的羥基在高溫條件下，迅速發(fā)生反應(yīng)，以改善和提高膠粘劑的立體結(jié)構(gòu)，達(dá)到提高粘結(jié)強(qiáng)度的目的。上述脲醛樹脂的組成如下甲醛(37％) 450-550份尿素260-300份聚乙烯醇2-6份改性劑MF1-5份改性劑M 15-30份捕捉劑A 3-9份以上組成均為重量份數(shù)。
所述填料為面粉、淀粉、木粉或果殼粉中的一種或一種以上的混合物。
所述固化劑為氯化銨、硫酸銨、甲酸等，在一定的溫度和壓力條件下，在固化劑作用下，膠粘劑中的脲醛樹脂由原來(lái)的線狀分子迅速交聯(lián)成三維立體結(jié)構(gòu)，對(duì)木材形成極強(qiáng)的粘結(jié)力。
所述固化促進(jìn)劑Pa為過(guò)硫酸銨、六次甲基四胺、鹽酸等，選用固化促進(jìn)劑可以調(diào)節(jié)膠粘劑的固化速度和提高膠粘劑早期的粘結(jié)強(qiáng)度，并能適當(dāng)提高最終粘結(jié)強(qiáng)度。
其中所述改性劑MF為面粉、淀粉、木粉和果殼粉等；所述改性劑M為三聚氰胺、聚醋酸乙烯乳液、聚丙烯酸乳液、苯酚等，加入改性劑可有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，也可降低產(chǎn)品的游離甲醛的含量。
所述捕捉劑A為尿素、硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、氨等，加入捕捉劑使游離甲醛含量明顯減少，捕捉劑與其它組份協(xié)同發(fā)揮作用，以消除樹脂中未反應(yīng)的甲醛。
這種低釋放醛膠粘劑，其制備工藝如下A、脲甲醛樹脂的制備將甲醛加入反應(yīng)釜中，開啟攪拌器，用堿調(diào)節(jié)溶液PH＝8.2-8.6，升溫至25℃-35℃時(shí)，加入第一批尿素、改性劑MF和聚乙烯醇，均勻升溫至90℃，保溫反應(yīng)15～60分鐘后迅速降溫至85℃，保溫反應(yīng)10分鐘，用弱酸調(diào)節(jié)反應(yīng)物PH＝4.4-4.6，繼續(xù)保溫反應(yīng)，取一滴反應(yīng)液滴入冰水中，當(dāng)反應(yīng)液在冰水中出現(xiàn)白色絮狀物時(shí)，加入第二批尿素和改性劑M，迅速降溫至75℃，保溫反應(yīng)15～60分鐘，用堿調(diào)節(jié)溶液PH＝7.0-7.6，加入第三批尿素，保溫反應(yīng)10分鐘，用堿調(diào)節(jié)溶液PH＝7.8-8.6，冷卻至55℃以下時(shí)，加入捕捉劑A攪拌均勻，冷卻出料；B、在容器中加入上述脲醛樹脂，開動(dòng)攪拌器，緩慢加入填料，攪拌均勻，再將固化劑加入其中，攪拌均勻；促進(jìn)劑先用適量水溶解后加入到上述制得的膠中，繼續(xù)攪拌，添加劑P按量緩緩加入，攪拌均勻即制得低釋放醛膠粘劑。
由上述方法制得的低釋放醛膠粘劑主要用于木材與木材之間的粘結(jié)中。
本發(fā)明低釋放醛膠粘劑在選擇低尿醛比的基礎(chǔ)上，加入聚乙烯醇，其所帶的羥基基團(tuán)有利于膠粘劑形成三維立體結(jié)構(gòu)，提高了制板過(guò)程中膠粘劑的交聯(lián)度，膠粘劑自身強(qiáng)度增加，克服了低尿醛比時(shí)容易引起的粘結(jié)強(qiáng)度低的缺點(diǎn)；在調(diào)膠時(shí)加入增強(qiáng)劑，有利于與木材表面的基團(tuán)的反應(yīng)，使膠粘劑對(duì)木材的粘接有明顯的提高。本發(fā)明在不改變?cè)挟a(chǎn)品性能及制板工藝的基礎(chǔ)上，降低了膠粘劑中的甲醛含量。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明是如何實(shí)施的實(shí)施例1脲醛樹脂的合成將500公斤甲醛加入反應(yīng)釜中，開啟攪拌器，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液PH＝8.3，升溫至30℃時(shí)，加入第一批尿素150公斤、淀粉3公斤和聚乙烯醇5公斤，均勻升溫至90℃，保溫反應(yīng)30分鐘后迅速降溫至85℃，保溫反應(yīng)10分鐘，用弱酸調(diào)節(jié)反應(yīng)物PH＝4.4，繼續(xù)保溫反應(yīng)，取一滴反應(yīng)液滴入冰水中，當(dāng)反應(yīng)液在冰水中出現(xiàn)白色絮狀物時(shí)，加入第二批尿素80公斤和三聚氰胺20公斤，迅速降溫至75℃，保溫反應(yīng)30分鐘，用堿調(diào)節(jié)溶液PH＝7.3，加入第三批尿素45公斤，保溫反應(yīng)10分鐘，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液PH＝8.0，冷卻至55℃以下時(shí)，加入硫代硫酸鈉6公斤攪拌均勻，冷卻出料。
膠粘劑的制備
原料上述制得的脲醛樹脂100公斤面粉 20公斤氯化銨2公斤水溶性多異氰酸酯 1.5公斤硫酸銨0.1公斤調(diào)膠后PH值 4.8(冬季)調(diào)膠時(shí)先加入脲醛樹脂，將面粉徐徐倒入，并用攪拌器攪拌均勻，再將氯化銨加入到膠中，攪拌均勻；硫酸銨先用適量水溶解后加入到膠中，攪拌均勻。
涂膠在生產(chǎn)時(shí)采用輥涂方法涂膠，涂膠量約為260-320g/m2，涂布時(shí)要求均勻，無(wú)缺膠現(xiàn)象。
陳化將涂好膠的單板進(jìn)行組坯，陳化，時(shí)間約60分鐘左右。
預(yù)壓預(yù)壓時(shí)間一般為1小時(shí)，室溫在20℃以上可以適當(dāng)短一些，而室溫在20℃以下時(shí)可適當(dāng)延長(zhǎng)。預(yù)壓壓力為0.8-1Mpa。
熱壓設(shè)備4×8尺熱壓機(jī)一臺(tái)。
熱壓溫度105-110℃，壓力1-1.2Mpa，加熱加壓時(shí)間50-60S/mm，三層板熱壓工藝在卸壓時(shí)采用分段降壓的方法，避免突然降壓時(shí)膠合板鼓泡。
實(shí)施例2脲醛樹脂的合成將550公斤甲醛加入反應(yīng)釜中，開啟攪拌器，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液PH＝8.3，升溫至30℃時(shí)，加入第一批尿素160公斤、面粉4公斤和聚乙烯醇6公斤，均勻升溫至90℃，保溫反應(yīng)30分鐘后迅速降溫至85℃，保溫反應(yīng)10分鐘，用弱酸調(diào)節(jié)反應(yīng)物PH＝4.4，繼續(xù)保溫反應(yīng)，取一滴反應(yīng)液滴入冰水中，當(dāng)反應(yīng)液在冰水中出現(xiàn)白色絮狀物時(shí)，加入第二批尿素85公斤和聚丙烯酸乳液25公斤，迅速降溫至75℃，保溫反應(yīng)30分鐘，用堿調(diào)節(jié)溶液PH＝7.3，加入第三批尿素40公斤，保溫反應(yīng)10分鐘，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液PH＝8.0，冷卻至55℃以下時(shí)，加入亞硫酸氫鈉8公斤攪拌均勻，冷卻出料。膠粘劑的制備原料上述制得的脲醛樹脂100公斤果殼粉25公斤甲酸 2公斤水溶性多異氰酸酯 1.5公斤鹽酸 0.08公斤調(diào)膠后PH值 5.2(夏季)
調(diào)膠時(shí)先加入脲醛樹脂，將果殼粉徐徐倒入，并用攪拌器攪拌均勻，再將甲酸加入到膠中，攪拌均勻；鹽酸先用適量水溶解后加入到膠中，攪拌均勻。
涂膠在生產(chǎn)時(shí)采用輥涂方法涂膠，涂膠量約為260-320g/m2，涂布時(shí)要求均勻，無(wú)缺膠現(xiàn)象。
陳化將涂好膠的單板進(jìn)行組坯，陳化，時(shí)間約60分鐘左右。
預(yù)壓預(yù)壓時(shí)間一般為1小時(shí)，室溫在20℃以上可以適當(dāng)短一些，而室溫在20℃以下時(shí)可適當(dāng)延長(zhǎng)。預(yù)壓壓力為0.8-1Mpa。
熱壓設(shè)備4×8尺熱壓機(jī)一臺(tái)。
熱壓溫度105-110℃，壓力1-1.2Mpa，加熱加壓時(shí)間50-60S/mm，三層板熱壓工藝在卸壓時(shí)采用分段降壓的方法，避免突然降壓時(shí)膠合板鼓泡。
本發(fā)明低釋放醛膠粘劑及其人造板引用GB/T14074.1～14074.18-1993《木材膠粘劑及其樹脂檢驗(yàn)方法》、GB9846.1～9846.8-2004《膠合板》和GB18580-2001《室內(nèi)裝飾裝修材料人造及其制品中甲醛釋放限量》標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)的測(cè)試方法進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試。低釋放醛膠粘劑技術(shù)指標(biāo)見表1，低釋放醛膠合板技術(shù)指標(biāo)見表2。
表1

表2

權(quán)利要求
1.一種低釋放醛膠粘劑，其組成如下脲醛樹脂 100份填料 18-25份固化劑 1.0-2.0份增強(qiáng)劑P 1.0-2.0份固化促進(jìn)劑Pa 0.06-0.12份其中增強(qiáng)劑P為水溶性多異氰酸酯，以上組成均為重量份數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低釋放醛膠粘劑，其特征在于所述脲醛樹脂的組成如下甲醛(37％) 450-550份尿素 260-300份聚乙烯醇 2-6份改性劑MF 1-5份改性劑M 15-30份捕捉劑A 3-9份以上組成均為重量份數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低釋放醛膠粘劑，其特征在于所述填料為面粉、淀粉、木粉或果殼粉中的一種或一種以上的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低釋放醛膠粘劑，其特征在于所述固化劑為氯化銨、硫酸銨或甲酸中的一種或一種以上的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低釋放醛膠粘劑，其特征在于所述固化促進(jìn)劑Pa為過(guò)硫酸銨、六次甲基四胺或鹽酸中的一種或一種以上的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低釋放醛膠粘劑，其特征在于所述改性劑M為三聚氰胺、聚醋酸乙烯乳液、聚丙烯酸乳液或苯酚中的一種或一種以上的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低釋放醛膠粘劑，其特征在于所述改性劑MF為面粉、淀粉、木粉或果殼粉中的一種或一種以上的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低釋放醛膠粘劑，其特征在于所述捕捉劑A為尿素、硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉或氨中的一種或一種以上的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低釋放醛膠粘劑，其制備工藝如下A、脲甲醛樹脂的制備將甲醛加入反應(yīng)釜中，開啟攪拌器，用堿調(diào)節(jié)溶液PH＝8.2-8.6，升溫至25℃-35℃時(shí)，加入第一批尿素、改性劑MF和聚乙烯醇，均勻升溫至90℃，保溫反應(yīng)15～60分鐘后迅速降溫至85℃，保溫反應(yīng)10分鐘，用弱酸調(diào)節(jié)反應(yīng)物PH＝4.4-4.6，繼續(xù)保溫反應(yīng)，取一滴反應(yīng)液滴入冰水中，當(dāng)反應(yīng)液在冰水中出現(xiàn)白色絮狀物時(shí)，加入第二批尿素和改性劑M，迅速降溫至75℃，保溫反應(yīng)15～60分鐘，用堿調(diào)節(jié)溶液PH＝7.0-7.6，加入第三批尿素，保溫反應(yīng)10分鐘，用堿調(diào)節(jié)溶液PH＝7.8-8.6，冷卻至55℃以下時(shí)，加入捕捉劑A攪拌均勻，冷卻出料；B、在容器中加入上述脲醛樹脂，開動(dòng)攪拌器，緩慢加入填料，攪拌均勻，再將固化劑加入其中，攪拌均勻；促進(jìn)劑先用適量水溶解后加入到上述制得的膠中，繼續(xù)攪拌，添加劑P按量緩緩加入，攪拌均勻即制得低釋放醛膠粘劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9中的任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種低釋放醛膠粘劑，其特征在于所述低釋放醛膠粘劑用于木材的粘結(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低釋放醛膠粘劑，其組成如下(重量份數(shù))脲醛樹脂100份，填料18－25份，固化劑1.0－2.0份，增強(qiáng)劑P1.0－2.0份，固化促進(jìn)劑Pa0.06－0.12份，其中增強(qiáng)劑P為水溶性多異氰酸酯，其制備工藝如下A.脲甲醛樹脂的制備；B.在容器中加入上述脲醛樹脂，開動(dòng)攪拌器，緩慢加入填料，攪拌均勻，再將固化劑加入其中，攪拌均勻；促進(jìn)劑先用適量水溶解后加入到上述制得的膠中，繼續(xù)攪拌，添加劑P按量緩緩加入，攪拌均勻即制得低釋放醛膠粘劑。制得的低釋放醛膠粘劑主要用于木材與木材之間的粘結(jié)中。本發(fā)明在不改變?cè)挟a(chǎn)品性能及制板工藝的基礎(chǔ)上，降低了膠粘劑中的甲醛含量，具有環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09J161/00GK1670104SQ200510024168
公開日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2005年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月2日
發(fā)明者李曉平, 許戌令, 顧逸平 申請(qǐng)人:上海市建筑科學(xué)研究院有限公司