脲醛樹脂

(1)樹脂用作壓塑粉的脲醛樹脂要求采用反應(yīng)程度較淺的縮聚物，此時(shí)樹脂粘度小，便于浸漬填料，并可保證在較長的生產(chǎn)周期和進(jìn)行干燥后仍有適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性，在工業(yè)上多采用尿素與甲醛在低溫下的縮合物(一、二羥甲基脲的混合物)。通常采用脲與甲醛的配比為1:1.5(摩爾比)，在PH=8(及溫度)30-35度下全部溶解后，再加入脲量0.3%--0.54%的草酸及0.33%-0.88%的草酸酯，隨即發(fā)生放熱反應(yīng)，溫度上升，溫度保持在55-60度，并嚴(yán)格控制PH=5.5-6.5，經(jīng)60-75min 即得所需的脲醛樹脂。由于縮聚度較低，實(shí)際上僅剛過加成反應(yīng)階段，主要的縮聚反應(yīng)是在固化過程中進(jìn)行的。

(2)固化劑壓塑粉中所用的固化劑要求具有一定的潛伏性，常用的有草酸、鄰苯二甲酸、苯甲酸、一氯乙酸等。

(3)填料最常用的填料是紙漿，其次為木粉或無機(jī)填料(石棉、玻璃纖維、云母等)。所用的紙漿是以木材為原料，經(jīng)亞硫酸鹽處理，溶去木材中非纖維素雜質(zhì)，再經(jīng)漂白即得的純凈的纖維素。填料的用量為總物料量的25%-32%，用量過小，壓塑粉流動(dòng)性大，制品強(qiáng)度低;反之，用量過多時(shí)，壓塑粉流動(dòng)性減小，制品表面不光滑，耐水性降低。

(4)著色劑著色劑可賦予塑料鮮艷的色彩，選用著色劑時(shí)要注意，所用著色劑的著色能力強(qiáng)，在塑料中能分散均勻，在加工溫度下和長期的日光照射時(shí)不變色，不從制品中析出。通常用的著色劑是顏料，染料較少使用，用量為物料量的0.01%-0.2%。

(5)潤滑劑潤滑劑在壓制成品時(shí)可提高料的流動(dòng)性，并可從制品中析出，在制品和模具間形成隔離膜，使制品不易粘模。常用的潤滑劑為硬脂酸的金屬鹽(如鋅、鈣、鋁、鎂等的金屬鹽)、有機(jī)酸的酯類(如硬脂酸環(huán)己酯、硬脂酸甘油脂等)。其加入量為物料量的0.1%-1.5%，過多時(shí)會(huì)污染制品的外觀，減少光澤;過少則制品難于脫模。

(6)穩(wěn)定劑在壓塑粉中加入的催化劑雖說是潛伏性的催化劑，但是在室溫的存放過程中仍會(huì)有少量的酸放出，從而影響到壓塑粉的質(zhì)量，因此通常加入一些堿性的物質(zhì)以吸收放出的酸，常用的堿為六亞甲基四胺或碳酸銨。

(7)增塑劑在壓塑粉中一般不用增塑劑，只在特殊的場(chǎng)合使用，目的是提高料的流動(dòng)性，并降低固化時(shí)的收縮率。可用的增塑劑有脲及硫脲。

用作乳液膠黏劑的交聯(lián)劑。可與聚醋酸乙烯乳液中的一OH反應(yīng)交聯(lián)，提高耐水性和耐熱性。脲醛樹脂分子的-CH2OH和NH2能與丙烯酸改性的乳液分子中的--COOH在一定程度上進(jìn)行縮合交聯(lián)，減少了親水基團(tuán)，耐水性改善，抗凍能力也增強(qiáng)。

脲醛樹脂主要用于和醇酸樹脂配制氨基醇酸烘漆，以提高漆膜的硬度和干性。它與不干性醇酸樹脂配合可制成酸固化氨基漆作為木材家具罩光之用。但耐候性、耐水性、保光性稍差?？烧辑h(huán)氧樹脂和醇酸樹脂配制不同性能的底漆和室內(nèi)用漆。主要特點(diǎn)包括:

1.價(jià)格便宜，原料充足。

2.脲醛樹脂分子結(jié)構(gòu)上含有極性氧原子，所以對(duì)物面附著力好?？梢杂糜诘灼?，中間層涂料，以提高面漆之間的結(jié)合力。

3.由于用酸性催化劑時(shí)可在室溫固化，可用于雙組分木器涂料。

4.以脲醛樹脂固化的漆膜，撓曲性較好。

5.脲醛樹脂的粘度較大，酸值較高，貯藏穩(wěn)定性較差。

脲醛樹脂

urea-formaldehyde resins

商品名Beetle。又稱尿素甲醛樹脂，簡(jiǎn)稱UF，平均分子量約10000。尿素與37%甲醛水溶液在酸或堿的催化下可縮聚得到線性脲醛低聚物，工業(yè)上以堿作催化劑，95℃左右反應(yīng)，甲醛/尿素之摩爾比為1.5~2.0，以保證樹脂能固化。反應(yīng)第一步生成一和二羥甲基脲，然后羥甲基與氨基進(jìn)一步縮合，得到可溶性樹脂，如果用酸催化，易

導(dǎo)致凝膠。產(chǎn)物需在中性條件下才能貯存。線性脲醛樹脂以氯化銨為固化劑時(shí)可在室溫固化。模塑粉則在130~160℃加熱固化，促進(jìn)劑如硫酸鋅、磷酸三甲酯、草酸二乙酯等可加速固化過程。脲醛樹脂主要用于制造模壓塑料，制造日用生活品和電器零件，還可作板材粘合劑、紙和織物的漿料、貼面板、建筑裝飾板等。由于其色淺和易于著色，制品往往色彩豐富瑰麗。

脲醛樹脂成本低廉，顏色淺，硬度高，耐油，抗霉，有較好的絕緣性和耐溫性，但耐候性和耐水性較差。它是開發(fā)較早的熱固性樹脂之一。1924年，英國氰氨公司研制，1928年始出售產(chǎn)品，30年代中期產(chǎn)量達(dá)千噸，80年代世界年產(chǎn)量已超過1.5Mt。

制作塑料制品所用的脲醛樹脂的數(shù)量?jī)H占總產(chǎn)量的10%左右。在甲醛與尿素的摩爾比較低的情況下制得的脲醛樹脂，與填料(紙漿、木粉)、色料、潤滑劑、固化劑、穩(wěn)定劑(六亞甲基四胺、碳酸銨)、增塑劑(脲或硫脲)等組分混合，再經(jīng)過干燥、粉碎、球磨、過篩，即得脲醛壓塑粉。壓制脲醛塑料的溫度140~150℃、壓力25~35MPa，壓制時(shí)間依制品的厚度而異，一般為10~60min。塑料制品主要是電氣照明設(shè)備和電話零件等。

脲醛樹脂一般為水溶性樹脂，較易固化，固化后的樹脂無毒、無色、耐光性好，長期使用不變色，熱成型時(shí)也不變色，可加入各種著色劑以制備各種色澤鮮艷的制品。

脲醛樹脂堅(jiān)硬，耐刮傷，耐弱酸弱堿及油脂等介質(zhì)，價(jià)格便宜，具有一定的韌性，但它易于吸水，因而耐水性和電性能較差，耐熱性也不高。

可用于耐水性和介電性能要求不高的制品，如插線板、開關(guān)、機(jī)器手柄、儀表外殼、旋紐、日用品、裝飾品、麻將牌、便桶蓋，也可用于部分餐具的制造。

脲醛樹脂是膠粘劑中用量最大的品種.特別是在木材加工業(yè)各種人造板的制造中，脲醛樹脂及其改性產(chǎn)品占膠粘劑總用量的90%左右。

存于陰涼通風(fēng)處，儲(chǔ)存時(shí)間自生產(chǎn)日期起一個(gè)月，超過儲(chǔ)存期，經(jīng)檢驗(yàn)合格后仍可使用。

由于脲醛樹脂存在初粘差、收縮大、脆性大、不耐水、易老化、釋放甲醛和固化放出甲醛污染環(huán)境，損害健康等缺點(diǎn)，必須對(duì)其進(jìn)行改性，提高性能，擴(kuò)大應(yīng)用。而就其改性方法簡(jiǎn)單羅列如下:

1、提高初粘性

提高脲醛樹脂的初粘性，可加入聚乙烯醇、聚乙二醇、羥甲基纖維素等改性劑，但這些物質(zhì)價(jià)格較高，因此可選用淀粉類物質(zhì)，尤其是淀粉在脲醛樹脂合成開始就加入，效果更好。在合成過程中淀粉可能發(fā)生水解作用，生成各種糊精等，由于淀粉相對(duì)分子質(zhì)量很大，溶解后粘度也很大，加入少量就可制得粘度較大的脲醛樹脂。同時(shí)淀粉分子鏈上的羥基、羥甲基以及因水解產(chǎn)生的醛基等可能參與脲醛樹脂的合成反應(yīng)，不僅提高了初粘性，而且粘接強(qiáng)度和儲(chǔ)存穩(wěn)定性也有提高。

2、減小收縮性

脲醛樹脂固化收縮率大，容易產(chǎn)生裂紋，膠層產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，使粘度強(qiáng)度下降。為了降低脲醛樹脂固化時(shí)的收縮率，通常向樹脂膠液中加入一些填充劑，如面粉、淀粉、血粉和a-纖維素粉、木粉、豆粉等。

3、降低脆性

為了降低脆性，提高韌性可加入聚乙烯醇、聚乙烯醇縮甲醛溶液、聚醋酸乙烯乳液、VAE溶液等，同時(shí)也可提高初粘性和耐老化性。

4、改進(jìn)耐水性

在合成脲醛樹脂時(shí)加入少量的三聚氰胺、苯酚、間苯二酚、烷基胺、糖醛等都能有效地改進(jìn)脲醛樹脂的耐水性。加入硫酸鋁、磷酸鋁等作為交聯(lián)劑，也可明顯提高耐水性。在調(diào)膠時(shí)加入木粉、面粉、豆粉、氧化鐵、膨脹土等填料，也能提高耐水性。

采用苯酚改性脲醛樹脂，在樹脂中引入苯環(huán)結(jié)構(gòu)，封閉了樹脂的吸水基團(tuán)，使樹脂的耐水性和耐老化性顯著改善。也可將間苯二酚或三聚氰胺加入固化劑組分之中，還可將丙烯酸酯共聚乳液與脲醛樹脂共混都可以提高耐水性。

5、提高粘接強(qiáng)度

采用多元復(fù)合添加劑如聚乙烯醇和苯酚，可改善脆性，提高耐水性和粘接強(qiáng)度。再采用中性-弱酸-弱堿復(fù)合工藝，在中溫下進(jìn)行反應(yīng)，制得的脲醛樹脂剪切強(qiáng)度是原脲醛膠的10倍以上，耐水性和耐沸性大為提高。

脲醛樹脂根據(jù)不同的使用要求，加入改性劑后可明顯改善性能。

可根據(jù)用戶要求生產(chǎn)多種牌號(hào)的尿醛樹脂粉產(chǎn)品，該產(chǎn)品可以長期儲(chǔ)存。

脲醛樹脂是國內(nèi)外木材工業(yè)的主要粘合劑.由于它膠合強(qiáng)度高、固化快、操作性好、生產(chǎn)成本低、原料豐富易得等一系列優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用.但是脲醛樹脂所含的游離甲醛具有毒性,樹脂中的游離甲醛含量越低,其毒性就越小.降低脲醛樹脂中游離甲醛的含量有各種各樣辦法,其中最有效的方法是降低甲醛對(duì)尿素的摩爾比,但減少甲醛的用量,將會(huì)帶來脲醛樹脂生產(chǎn)工藝復(fù)雜化、終點(diǎn)控制難、樹脂固化時(shí)間延長和樹脂膠合強(qiáng)度和儲(chǔ)存穩(wěn)定性降低等缺點(diǎn).所以尋找一種有效消除低甲醛/尿素(F/U)摩爾比帶來弊病的方法是很有現(xiàn)實(shí)意義的.通常采用低F/U摩爾比合成脲醛樹脂,從樹脂合成的原理出發(fā),通過實(shí)驗(yàn)找出最適宜的加料次數(shù)、加料比、加料時(shí)間,并確定樹脂合成過程中最適宜的pH值、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間,從而制備出低含醛量、穩(wěn)定性好的脲醛樹脂. 脲醛樹脂的生產(chǎn)工藝規(guī)程有以下內(nèi)容: 1.原料的檢驗(yàn)。主要是檢驗(yàn)甲醛和尿素的質(zhì)量是否符合要求。根據(jù)甲醛的濃度和尿素的純度，計(jì)算工藝配方中甲醛和尿素的用量。 2.備料。在脲醛樹脂生產(chǎn)時(shí)一般總是先加甲醛，用泵把甲醛打入計(jì)量罐內(nèi)，經(jīng)計(jì)量后送入反應(yīng)鍋內(nèi)，沒有計(jì)量罐的可以把甲醛稱量后用真空泵抽入反應(yīng)鍋內(nèi)。尿素一般用磅秤稱量。 3.攪拌與升溫。經(jīng)過計(jì)量的甲醛加入反應(yīng)鍋后，開動(dòng)攪拌器加堿調(diào)PH 值至規(guī)定值，同時(shí)開蒸汽升溫，由于尿素和甲醛的反應(yīng)整甲醛溶液的是放熱反應(yīng)，因此在加尿素后，加熱至一定的溫度后應(yīng)立即關(guān)汽，靠反應(yīng)自發(fā)熱升溫至規(guī)定的溫度，并在規(guī)定的溫度保溫一段時(shí)間。蒸汽加熱時(shí)關(guān)汽的溫度隨設(shè)備材料及反應(yīng)液用量多少而定。一般小反應(yīng)鍋用量少，反應(yīng)熱小，關(guān)汽溫度稍高，另外還和所用蒸汽壓力有關(guān)，蒸汽壓力大，則關(guān)汽溫度應(yīng)低些。 4.反應(yīng)液介質(zhì)的PH值反應(yīng)液介質(zhì)的PH值對(duì)脲醛樹脂合成是很重要的條件因素，在規(guī)程中應(yīng)明確地規(guī)定:在反應(yīng)開始時(shí)PH值應(yīng)該是多少，升溫至規(guī)定溫度后, PH值又應(yīng)在什么范圍內(nèi),當(dāng)保溫結(jié)束后，PH 應(yīng)該是多少.當(dāng)用酸或氯化銨調(diào)酸處理時(shí)，PH 值也要有一定的范圍。 5.反應(yīng)終點(diǎn)。反應(yīng)終點(diǎn)是脲醛樹脂質(zhì)量的關(guān)鍵。反應(yīng)終點(diǎn)一般用4號(hào)涂料杯測(cè)定樹脂液從杯中流出的時(shí)間(s)。一般規(guī)定在某一溫度下測(cè)定樹脂液流出的時(shí)間(有一個(gè)比較窄的范圍);或者用樹脂液在水中的混濁度表示，如規(guī)定取出的樹脂液滴在20 ℃的水中出現(xiàn)混濁時(shí)為終點(diǎn)等。 6.反應(yīng)終點(diǎn)后的處理。反應(yīng)終點(diǎn)到達(dá)后首先應(yīng)立即中和，即在到達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)后立即加堿，使反應(yīng)樹脂液的PH 值升高至規(guī)定的數(shù)值，同時(shí)應(yīng)開冷卻水進(jìn)行降溫處理 7.稱量和保管。脲醛樹脂制成后，冷卻到規(guī)定的溫度后可以放料，放料時(shí)應(yīng)過磅計(jì)量，記錄每一鍋膠液的產(chǎn)量。成品脲醛樹脂最好貯存在塑料桶內(nèi)，避免與鐵接觸，存放在陰涼處。

大口塑料桶或鐵桶，凈重20kg。

1.原料的檢驗(yàn)。主要是檢驗(yàn)甲醛和尿素的質(zhì)量是否符合要求。根據(jù)甲醛的濃度和尿素的純度，計(jì)算工藝配方中甲醛和尿素的用量。

2.備料。在脲醛樹脂生產(chǎn)時(shí)一般總是先加甲醛，用泵把甲醛打入計(jì)量罐內(nèi)，經(jīng)計(jì)量后送入反應(yīng)鍋內(nèi)，沒有計(jì)量罐的可以把甲醛稱量后用真空泵抽入反應(yīng)鍋內(nèi)。尿素一般用磅秤稱量。

3.攪拌與升溫。經(jīng)過計(jì)量的甲醛加入反應(yīng)鍋后，開動(dòng)攪拌器加堿調(diào)PH值至規(guī)定值，同時(shí)開蒸汽升溫，由于尿素和甲醛的反應(yīng)整甲醛溶液的是放熱反應(yīng)，因此在加尿素后，加熱至一定的溫度后應(yīng)立即關(guān)汽，靠反應(yīng)自發(fā)熱升溫至規(guī)定的溫度，并在規(guī)定的溫度保溫一段時(shí)間。蒸汽加熱時(shí)關(guān)汽的溫度隨設(shè)備材料及反應(yīng)液用量多少而定。一般小反應(yīng)鍋用量少，反應(yīng)熱小，關(guān)汽溫度稍高，另外還和所用蒸汽壓力有關(guān)，蒸汽壓力大，則關(guān)汽溫度應(yīng)低些。

4.反應(yīng)液介質(zhì)的PH值。反應(yīng)液介質(zhì)的PH值對(duì)脲醛樹脂合成是很重要的條件因素，在規(guī)程中應(yīng)明確地規(guī)定:在反應(yīng)開始時(shí)PH值應(yīng)該是多少，升溫至規(guī)定溫度后,PH值又應(yīng)在什么范圍內(nèi),當(dāng)保溫結(jié)束后，PH應(yīng)該是多少.當(dāng)用酸或氯化銨調(diào)酸處理時(shí)，PH值也要有一定的范圍。

5.反應(yīng)終點(diǎn)。反應(yīng)終點(diǎn)是脲醛樹脂質(zhì)量的關(guān)鍵。反應(yīng)終點(diǎn)一般用4號(hào)涂料杯測(cè)定樹脂液從杯中流出的時(shí)間(s)。一般規(guī)定在某一溫度下測(cè)定樹脂液流出的時(shí)間(有一個(gè)比較窄的范圍);或者用樹脂液在水中的混濁度表示，如規(guī)定取出的樹脂液滴在20℃的水中出現(xiàn)混濁時(shí)為終點(diǎn)等。

6.反應(yīng)終點(diǎn)后的處理。反應(yīng)終點(diǎn)到達(dá)后首先應(yīng)立即中和，即在到達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)后立即加堿，使反應(yīng)樹脂液的PH值升高至規(guī)定的數(shù)值，同時(shí)應(yīng)開冷卻水進(jìn)行降溫處理。

7..稱量和保管。脲醛樹脂制成后，冷卻到規(guī)定的溫度后可以放料，放料時(shí)應(yīng)過磅計(jì)量，記錄每一鍋膠液的產(chǎn)量。成品脲醛樹脂最好貯存在塑料桶內(nèi)，避免與鐵接觸，存放在陰涼處。

新型環(huán)保甲醛生產(chǎn)的脲醛樹脂，綠色環(huán)保，低毒無味。用新型環(huán)保甲醛在不加任何添加劑的情況下，做出的脲醛樹脂膠可以達(dá)到E1級(jí)或E0級(jí)。新型環(huán)保甲醛生產(chǎn)的脲醛樹脂是普通脲醛樹脂的升級(jí)換代產(chǎn)品。

1. 將環(huán)保甲醛400公斤和普通甲醛600公斤，加入反應(yīng)釜內(nèi)，開動(dòng)攪拌器。加聚乙烯醇(2099或2299型號(hào))2~4公斤。

2. 加尿素300公斤，開始升溫。

3. 保溫反應(yīng)結(jié)束后，用氯化銨調(diào)節(jié)PH值。

4. 成膠后，降溫至45℃，停止攪拌，即可放料。

該工藝制作簡(jiǎn)單，操作方便，容易掌握。

1. 成本低。環(huán)保甲醛售價(jià)完全和市售普通甲醛一樣。尿素用量小，占總甲醛的30%，比普通環(huán)保脲醛樹脂節(jié)省約近50%尿素。

2. 環(huán)保。該樹脂游離甲醛含量很低，在制造過程中，味道就很小。成膠后，幾乎聞不到甲醛味道。用該樹脂制成的膠合板，經(jīng)技術(shù)監(jiān)督局化驗(yàn)、檢測(cè)，完全達(dá)到了國標(biāo)E2級(jí)和E1級(jí)。

3. 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。甲醛和尿素都是一次投料，前期甚至無需調(diào)節(jié)PH值，極易操作。