快速固化低甲醛释放脲醛树脂的催化剂研究

[目的]当尿素/甲醛物质的量比降低时,合成的脲醛树脂甲醛释放量大幅度减少,但同时板材强度也大幅度下降;加入三聚氰胺改性后可克服低摩尔比树脂胶结性能较差的劣势,但是制备过程中尿素/甲醛摩尔比的降低以及三聚氰胺的加入都会导致树脂固化时间延长,添加固化剂的改善效果不明显。本研究探讨加入催化剂对树脂胶接固化性能的影响,以期为后续研究提供理论依据。[方法]在脲醛树脂合成过程中加入不同种类的催化剂,比较添加催化剂前后树脂的物化性能,包括固含量、固化时间、游离甲醛含量和羟甲基含量,并对树脂进行DSC固化动力学分析计算树脂的固化反应活化能,DEA树脂固化特性分析研究树脂固化过程,以及对树脂FTIR红外谱图进行分析比较添加不同添加剂后树脂官能团的变化,来选择适当的催化剂,以期缩短树脂固化时间,提高固化速度,解决低甲醛释放脲醛树脂固化速度慢、影响生产效率的问题。[结果]在加成阶段加入氯化铵、硼酸铵、磷酸铵和硫酸铵后,低摩尔比脲醛树脂的固化速度都明显提高,固化时间为80~92 s,均少于添加催化剂之前树脂的固化时间96 s;4种催化剂均起到了降低固化反应活化能的作用,其中硼酸铵、硫酸铵降低固化反应活化能的作用最显著,固化反应活化能分别为62.31和62.02 k J·mol^(-1),明显低于未添加催化剂的脲醛树脂固化反应活化能(68.25k J·mol^(-1));根据DEA分析结果,4种催化剂均有明显加速树脂固化的作用,其中硼酸铵、硫酸铵对树脂固化速率的提高最大;加入4种催化剂后,热压制备的胶合板板材强度基本不变,甲醛释放量低于未添加固化剂脲醛树脂胶合板的甲醛释放量0.37 mg·L^(-1)。[结论]以硫酸铵为催化剂的脲醛树脂制备的胶合板,树脂的固化反应活化能降低幅度较大,固化时间明显缩短,可有效提高低摩尔比脲醛树脂的固化速度,并可降低其胶接制品的游离甲醛释放量,用其制备的胶合板甲醛释放量达到日本JIS标准的F四星级,为改性效果最佳的催化剂。

低甲醛释放脲醛树脂固化反应历程的研究

在采用13CNMR对3种典型脲醛(UF)树脂化学构造进行分析的基础上,分别利用扭辫分析法(TBA)和差示扫描量热法(DSC)对不同固化体系、不同种类UF树脂固化反应过程中的动态粘弹性和固化特性进行了研究。结果表明,树脂合成配方不同,其化学结构明显不同。不添加固化剂时,树脂相对刚性率在升温过程中几乎不增长,当温度达到128℃时其相对刚性率急剧下降,几乎不发生缩聚交联反应,表现出热塑性树脂的特性,在温度超过135℃时才开始固化交联反应。树脂相同而固化体系不同时,UF树脂的固化反应历程不同。相同升温速率下,不加任何改性剂的UF树脂固化起始温度稍低一些,固化反应比较剧烈,放出热量最多。加入三聚氰胺和改性剂M的2种树脂固化反应进行得比较平稳,放出的热量较少。

低甲醛脲醛树脂的合成

脲醛树脂是由尿素与甲醛在催化作用下经过加成和缩聚反应生成的低分子量树脂，它主要用于大批量木材的胶接生产，如制造胶合板、刨花板、纤维板等，还有缓释肥料等。脲醛树脂用在人造板业上是一个比较好的胶粘剂，还有与其他合成木材胶粘剂相比除了耐水性、耐久性差外，有很多优点，如原料易得，成本低廉，不产生污染且工艺简单等。

低醛化脲醛树脂的合成与性能研究

在低物质的量比条件下,分析讨论了脲醛胶的各项力学性能,甲醛释放机理,通过研究表明:选择适合的物质的量比(F/U≤1 3)、改进合成工艺、添加偶联螯合剂(1 0%)等,可生产出综合性能较好的低毒脲醛胶,胶合板甲醛释发量达到E1级(≤1 5mg/L),力学性能符合GB/T9846-1988及GB/T15104-1994标准要求。

气膜法低醛化脲醛树脂合成及木材胶合性能

采用中间加入起泡剂鼓泡 ,进行气液传质交换的方法 ,合成环保型脲醛胶 ,游离甲醛降到 0 0 5 %以下 ,胶合板胶合强度达 0 7MPa以上 ,并且对板材生产工艺可操作性强 ,其制品甲醛释放量都达到 1 5mg/L(干燥器法 )以下 ,符合GB185 80 -2 0 0 1E1标准要求。红外 (IR)光谱进一步证实 ,气膜法可提高脲醛树脂、尿素中—NH2 的加成反应率以及树脂固化的交联度 ,降低游离甲醛。

UF-MDI混合胶刨花板制造过程中施胶方式的探讨

利用 4 ,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯 (MDI) -脲醛树脂 (UF)混合胶压制刨花板是一种能够显著降低游离甲醛含量的有效方法。本文借助差示扫描量热法 (DSC)和板的力学性能测试等手段 ,重点研究了酸对混合胶固化和施胶方式的影响。试验中所用混合胶的比例为UF∶MDI=6∶1(UF施胶量为 6 % ,可乳化MDI施胶量为 1% ) ,热压温度为 175℃ ,压力 3MPa ,热压时间 6min。按照是否添加固化剂、分别施胶和混合施胶等情况进行压板试验 ,并利用DSC分析固化剂对混合胶反应过程的影响。结果都证明 :酸性固化剂对MDI的固化是很不利的。在UF∶MDI=6∶1的条件下 ,添加氯化铵做固化剂时宜采取分别施胶方式 ,不加氯化铵时宜选择混合施胶方式。按刨花板性能优劣程度 ,施胶方式顺序为 :UF与MDI混合后施胶 ,不加氯化铵 >分别施加UF与MDI,UF里加氯化铵 >分别施加UF与MDI,UF里不加氯化铵 =UF与MDI混合后施胶 ,加氯化铵。混合胶刨花板的甲醛释放量可以降到 9mg·(10 0g) - 1 以下 ,符合E1