CN105131223A

CN105131223A - 一种用于亚麻屑刨花板的三聚氰胺改性树脂胶及制备方法

Info

Publication number: CN105131223A
Application number: CN201510520591.XA
Authority: CN
Inventors: 唐增胜; 李国栋
Original assignee: SHANDONG DOTON HOME DELIVERY FURNITURE Co Ltd
Current assignee: SHANDONG DOTON HOME DELIVERY FURNITURE Co Ltd
Priority date: 2015-08-21
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2035-08-21
Also published as: CN105131223B

Abstract

本发明公开了一种用于亚麻屑刨花板的三聚氰胺改性树脂胶及制备方法，各组分重量份数如下：甲醛1230-1600份、三聚氰胺1050-1300份、二甘醇40-80份、己内酰胺30-80份、水700-1000份。通过将三聚氰胺代替尿素，以合成三聚氰胺-甲醛树脂，不但保留了树脂无色半透明的性质，还使得其贮存周期适用、成本可控、耐水耐热性提高、常温可固化等优点。

Description

一种用于亚麻屑刨花板的三聚氰胺改性树脂胶及制备方法

技术领域

本发明属于树脂制备领域，特别涉及一种用于亚麻屑刨花板的三聚氰胺改性树脂胶及制备方法。

背景技术

用于制造胶合木的木材原材料其厚度一般都在20mm以上，其长度和宽度则更大，而木材又是热的不良导体，因此粘结大尺寸木材原料所用胶粘剂应具备常温(18～30℃)条件下固化的能力，或在木材粘结工段设置高频加热装置，以提高环境温度、加快中高温条件固化的胶粘剂的化学反应速度。但考虑到高频加热设备投资、设备运转稳定性等原因，目前国内胶合木制造厂所用胶粘剂均为常温固化型胶粘剂。

现在国内市场上使用的常温快速固化的木材结构胶粘剂有间苯二酚-苯酚-甲醛树脂、间苯二酚-甲醛树脂、尿素-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、三聚氰胺-尿素-甲醛树脂和聚氨酯五大类，但有以下不足：

(1)上述五大类常温固化型木材胶粘剂大部分依赖日本、芬兰等国外进口，目前为止，国内的木结构工程中并未大规模使用我国自行研发并生产的常温固化结构胶粘剂，这对我国的木质结构构件的可持续健康发展有安全隐患；

(2)当胶合木构件粘结采用间苯二酚-苯酚-甲醛树脂和间苯二酚-甲醛树脂时，其粘结性能优异，但胶缝红黑色，与所粘结的常规的浅色调木材在外观上极不协调，且含有的游离酚物质对人的健康和环境均有不良影响；

(3)尿素-甲醛树脂粘结的胶合木构件，在干燥状态下使用符合标准规范的要求，且树脂价格低，但在室外或环境温湿度变化较为剧烈的室内环境中，树脂受变化环境影响大，分子链易断裂，粘结强度丧失较快，应用领域受较大限制；

(4)三聚氰胺-甲醛树脂活性高，贮存期短，固化后的胶层脆性大，韧性不足，且售价较高；

(5)胶合木用常温固化型三聚氰胺-尿素-甲醛树脂在国内市场暂无供应；

(6)聚氨酯类树脂售价一般为间苯二酚-苯酚-甲醛树脂的2-4倍，给国内胶合木构件生产企业的成本控制带来困难。

尿素官能度为4，分子中有4个可被取代的活泼氢原子，而三聚氰胺官能度是6个，氨基的全部6个氢原子都能被其它活性物质取代，具有更高的反应活性，因此，尿素和三聚氰胺都能和甲醛发生化学反应，在反应过程中，首先通过加成反应生成羟甲基物质，再通过逐步缩聚反应，形成具有不溶不熔的体型热固性树脂。

尿素-甲醛树脂无色透明或为乳白色浑浊粘稠状液体，一般具有50％以上的干物质含量，材料成本较低，但其尿素原料在冷水中也能溶解，固化后的树脂残存具有亲水性的羟甲基，胶膜仍具有一定程度的吸水性，对沸水抵抗力弱，胶膜易于老化，尤其是在高温高湿环境，因此尿素-甲醛树脂仅能用于气候条件波动不大的室内环境中，同时尿素反应活性较低，其树脂预聚液在常温下固化完全所需时间较长，树脂贮存周期长。相比较而言，三聚氰胺在水中的溶解度非常低，又具有较多的官能度，因此能和甲醛迅速反应形成更多的交联，而三聚氰胺本身又是环状结构，因此三聚氰胺树脂具有良好的耐水性、耐热性和更高的硬度、强度，三聚氰胺-甲醛树脂也是无色透明或为乳白色浑浊粘稠状液体，粘结木材后的外观可视性好，但存在着三聚氰胺成本高，树脂固化后性脆易开裂，树脂性质活泼贮存周期短的不足。

随着我国***经济建设的迅速发展,各行各业对木材的需求量日益增加；而我国木材蓄积量日益减少,供需矛盾突出,木材产品的加工生产远远满足不了经济生产日益发展的需要,因此,探索非木质材料的利用——特别是利用大量一年生作物杆制成板材来代替木质人造板,已愈来愈受到人们的重视。近年来,国外制板生产逐年增加,亚麻屑板替代木质人造板在建筑领域得到越来越广泛的应用。但亚麻屑刨花板与三聚氰胺改性树脂胶的结合要求高，不仅影响胶合板的表面质量，而且会造成胶合板的胶合强度下降，导致龟裂和鼓泡。

发明内容

本发明的目的是为解决上述现有技术的不足，通过将三聚氰胺和甲醇为原料，以合成三聚氰胺-甲醛树脂，不但保留了树脂无色半透明的性质，还使得其贮存周期适用、成本可控、耐水耐热性提高、常温可固化等优点。

为了进一步提高三聚氰胺改性甲醛树脂的性能，本发明还采用二甘醇和己内酰胺作为改性剂，提高三聚氰胺甲醛树脂的温度适用范围，结果显示，改性后的三聚氰胺甲醛树脂在黏度、pH值、浑浊时间、固化时间都有不同程度的改变。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于亚麻屑刨花板的三聚氰胺改性树脂胶，各组分重量份数如下：甲醛1230-1600份、三聚氰胺1050-1300份、二甘醇40-80份、己内酰胺30-80份、水700-1000份。

二甘醇的作用是与甲醛进行醚化反应，封闭部分羟甲基，降低反应活性，增强树脂稳定性，提高其疏水性和耐高温，提高其初粘性。

其中，当二甘醇加入量低于40重量份时，疏水性、耐高温性不良，树脂的初始粘度低。另一方面，如果二甘醇的加入量高于80重量份，则会导致成本升高。本发明已确认了下述结果：如果二甘醇的含量在40重量份以上且80重量份以下的范围时，可获得期待的疏水性、耐高温性以及初始粘度。

已内酰胺的作用是改性三聚氰胺甲醛树脂，封闭了树脂的吸水基团，使树脂的耐水性和耐老化性显著改善，提高浑浊时间和固化时间，提高了耐污染和耐龟裂性能。

当已内酰胺的含量低于30重量份时，会导致改性树脂耐水性和耐老化效果减弱，，改性树脂的共聚物粒子间的密合力下降，耐污染和耐龟裂性能不良。

另一方面，已内酰胺的含量高于80重量份时，可能会导致耐高温性以及初始粘度下降，因此，本申请中将已内酰胺的加入量限定在80重量份以下，因此不会产生上述问题。

优选的是，各组分重量份数如下：甲醛1230-1500份、三聚氰胺1050-1100份、二甘醇40-50份、己内酰胺30-60份、水700-800份。

优选的是，各组分重量份数如下：甲醛1230份、三聚氰胺1050份、二甘醇40份、己内酰胺30份、水700份。

本发明还提供了一种用于亚麻屑刨花板的三聚氰胺改性树脂胶的制备方法，将甲醛与水混合，调节PH值为8.5-9.5，依次加入三聚氰胺和二甘醇，升温，在85℃-87℃下保温，测PH8.3—9.0间，在10度水中测雾点，出雾点后，测水雾倍数，当水雾倍数到1：3时，降温；降温到40-42℃时，加入已内酰胺，调节PH为8.5-9.5，水溶倍数为1：2-4，保温15-20分钟；停止降温，放料，即得。

上述的三聚氰胺改性树脂胶可用装饰饰面刨花板或制备胶合木结构构件。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

本发明在传统的三聚氰胺-甲醛树脂合成工艺基础上，确定在反应初期，用三聚氰胺与甲醛直接进行缩聚反应，反应液中游离甲醛含量较少时，再加入反应活性较大二甘醇，在反应中后期，严格控制反应液pH值，使合成过程能可控进行，最后再加入已内酰胺进行进一步改性。反应过程平稳易控制，可重复性好。

2.用合成的三聚氰胺-甲醛树脂制备胶合木结构构件，其包括胶合强度、木破率和胶缝完整性在内的粘结性能能够满足《结构用集成材》(GB26899-2011)中II类胶粘剂和《木结构试验方法标准》(GB/T50329-2002)对胶粘剂的要求。树脂常温条件即可实现固化，可操作性强，粘结强度高，能够满足结构用集成材的实际需要。

3.本发明树脂的储存期大于7天，且树脂颜色乳白至半透明，粘结色浅的木材胶缝颜色协调性好，应用领域广。

4.充分利用了二甘醇和己内酰胺的高反应活性，以及三聚氰胺-甲醛树脂的低成本性和韧性，发明的三聚氰胺改性树脂的由于未加入尿素，避免了尿素原料在冷水中溶解，固化后的树脂残存具有亲水性的羟甲基的问题，胶膜防渗水性强，对沸水抵抗力强，胶膜不易于老化。

5、本发明操作简单，实用性强，易于推广。

具体实施方式

以下通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规的方法和条件进行选择。

实施例1：

一种用于亚麻屑刨花板的三聚氰胺改性树脂胶，各组分重量份数如下：甲醛12300份、三聚氰胺1050份、二甘醇40份、己内酰胺30份、水700份。

制备方法如下：将甲醛与水混合，调节PH值为9.0左右，依次加入三聚氰胺和二甘醇，升温，在85℃-87℃下保温，测PH8.3—9.0之间，在10度水中测雾点，出雾点后，测水雾倍数，当水雾倍数到1：3时，降温；降温到40℃时，加入已内酰胺，调节PH9.0左右，水溶倍数为1：2，保温15分钟；停止降温，放料，即得。

实施例1的树脂技术指标如下：

表1

外观	无色透明、无杂质
		固体含量(％)	60-65
粘度S/20℃	25-30涂4#杯
		游离甲醇(％)	≦0.2
PH值	7.0-7.5
		贮存期	7-10天

附表1中三聚氰胺改性树脂胶的检测，固体含量按GB/T14074-2006的3.5规定检测，黏度按GB/T14074-2006的3.3规定检测，固化时间按GB/T14074-2006的3.7规定检测，游离甲醛按GB/T14074-2006的3.16规定检测，固体含量统一指所制胶的固体含量，游离甲醛含量为整个胶的里面所含未反应单体甲醛的质量分数。

E1/E0级Ⅰ类胶合板用实施例1的脲醛改性树脂胶压板检测

压制的胶合板室温放置5～7天后检测。胶合强度按GB/T17657-1999中4.15的规定检测，甲醛释放量按GB/T17657-1999中的4.12干燥器法进行检测。单板：亚麻屑单板，热压工艺：120-130℃，1.0Mpa，热压时间：5min。

结果显示：

100℃沸水煮9h胶合强度为1.45Mpa,合格率为100％，甲醛释放量≦0.14mg/l。表面耐龟裂：0级，无污染无腐蚀。

实施例2：

一种用于亚麻屑刨花板的三聚氰胺改性树脂胶，各组分重量份数如下：甲醛1600份、三聚氰胺1300份、二甘醇80份、己内酰胺80份、水1000份。

制备方法如下：将甲醛与水混合，调节PH值为9.0左右，依次加入三聚氰胺和二甘醇，升温，在85℃-87℃下保温，测PH8.3—9.0间，在10度水中测雾点，出雾点后，测水雾倍数，当水雾倍数到1：3时，降温；降温到42℃时，加入已内酰胺，调节PH9.0左右，水溶倍数为1：4，保温20分钟；停止降温，放料，即得。

实施例2的树脂技术指标如下：

表2

E1/E0级Ⅰ类胶合板用实施例1的脲醛改性树脂胶压板检测

结果显示：

100℃沸水煮9h胶合强度为1.43Mpa,合格率为100％，甲醛释放量≦0.13mg/l。表面耐龟裂：0级，无污染无腐蚀。

实施例3：

一种用于亚麻屑刨花板的三聚氰胺改性树脂胶，各组分重量份数如下：甲醛1500份、三聚氰胺1100份、二甘醇50份、己内酰胺60份、水800份。

制备方法如下：将甲醛与水混合，调节PH值为9.0左右，依次加入三聚氰胺和二甘醇，升温，在85℃-87℃下保温，测PH8.3—9.0间，在10度水中测雾点，出雾点后，测水雾倍数，当水雾倍数到1：3时，降温；降温到40℃时，加入已内酰胺，调节PH9.0左右，水溶倍数为1：2，保温15分钟；停止降温，放料，即得。

实施例3的树脂技术指标如下：

表3

E1/E0级Ⅰ类胶合板用实施例1的脲醛改性树脂胶压板检测

结果显示：

100℃沸水煮9h胶合强度为1.41Mpa,合格率为100％，甲醛释放量≦0.12mg/l。表面耐龟裂：0级，无污染无腐蚀。

上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动，即可做出的各种修改或变形，仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.一种用于亚麻屑刨花板的三聚氰胺改性树脂胶，其特征在于，各组分重量份数如下：甲醛1230-1600份、三聚氰胺1050-1300份、二甘醇40-80份、己内酰胺30-80份、水700-1000份。

2.如权利要求1所述的三聚氰胺改性树脂胶，其特征在于，各组分重量份数如下：甲醛1230-1500份、三聚氰胺1050-1100份、二甘醇40-50份、己内酰胺30-60份、水700-800份。

3.如权利要求1所述的三聚氰胺改性树脂胶，其特征在于，各组分重量份数如下：甲醛1230份、三聚氰胺1050份、二甘醇40份、己内酰胺30份、水700份。

4.一种用于亚麻屑刨花板的三聚氰胺改性树脂胶的制备方法，其特征在于，将甲醛与水混合，调节PH值为8.5-9.5，依次加入三聚氰胺和二甘醇，升温，在85℃-87℃下保温，测PH8.3—9.0间，在10度水中测雾点，出雾点后，测水雾倍数，当水雾倍数到1：3时，降温；降温到40-42℃时，加入已内酰胺，调节PH为8.5-9.5，水溶倍数为1：2-4，保温15-20分钟；停止降温，放料，即得。

5.权利要求4所述的方法制备的三聚氰胺改性树脂胶。

6.权利要求1-3、5任一所述的三聚氰胺改性树脂胶在饰面刨花板装饰中的应用。

7.权利要求1-3、5任一所述的三聚氰胺改性树脂胶在制备胶合木结构构件中的应用。