固化型脲醛树脂胶粘剂(DOC)
脲醛树脂固化剂及其发展状况
脲醛树脂固化剂及其发展状况1.1脲醛树脂1.1.1 脲醛树脂的重要作用随着我国人民生活水平的不断提高，建筑装潢、家居装饰等对人造板的需求与日俱增，我国人造板的产量和品种结构均有较大的变化，人造板胶粘剂也得以迅速发展。
脲醛树脂占人造板工业中所用合成树脂胶总量的65％～75％，其原料丰富、价格低廉，对木质纤维素有优良的粘附力，具有优良的内聚强度，制成的人造板(胶合板、细木工板、刨花板、中密度纤维板(medium density fiberboard，MDF)等)有一定的耐水胶合强度，处理和应用容易。
1.1.2 脲醛树脂的性质及其制法脲醛树脂(urea-formaldehyde resins) 尿素与甲醛反应得到的聚合物。
又称脲甲醛树脂。
加工成型时发生交联，制品为不溶不熔的热固性树脂。
固化后的脲醛树脂颜色比酚醛树脂浅，呈半透明状，耐弱酸、弱碱，绝缘性能好，耐磨性极佳，价格便宜，但遇强酸、强碱易分解，耐候性较差。
尿素与37％甲醛水溶液在酸或碱的催化下可缩聚得到线性脲醛低聚物，工业上以碱作催化剂，95℃左右反应，甲醛／尿素之摩尔比为1.5～2.0，以保证树脂能固化。
反应第一步生成一和二羟甲基脲，然后羟甲基与氨基进一步缩合，得到可溶性树脂，如果用酸催化，易导致凝胶。
线性脲醛树脂以氯化铵为固化剂时可在室温固化。
模塑粉则在130～160℃加热固化，促进剂如硫酸锌、磷酸三甲酯、草酸二乙酯等可加速固化过程。
1.2脲醛树脂固化机理1.2.1 脲醛树脂固化的经典缩聚理论经典缩聚理论认为，当甲醛与尿素的摩尔比大于1．0时，脲醛树脂的合成与固化反应属于体型缩聚；一般作为胶粘剂使用时，通过控制反应程度(低于凝胶点)先合成脲醛树脂初期树脂，胶接制品时再进一步缩聚交联成体型结构。
经典理论认为，脲醛树脂初期树脂的生成分两个阶段。
第一阶段即碱性介质中甲醛与尿素的加成(羟甲基化)阶段，它取决于尿素与甲醛的摩尔比，可生成一羟甲基脲、二羟甲基脲、三羟甲基脲．虽然尿素具有4个官能度，但四羟甲基脲却从未被分离出来。
脲醛树脂胶黏剂的制备（实验报告）
脲醛树脂胶黏剂的制备（实验报告）南京⼯程学院实验报告课程名称学⽣创新实验周实验名称脲醛树脂胶黏剂的制备实验学⽣班级实验学⽣姓名实验学⽣学号同组学⽣姓名实验指导教师实验时间 2012.02.27—2012.03.2 实验地点实验楼D407⼀、实验⽬的⾼分⼦科学既是⼀门理论科学，⼜是⼀门应⽤科学。
在理论的指导下具有很强的应⽤性，涉及到塑料、橡胶、纤维、涂料和胶黏剂等材料应⽤的基础知识。
综合实验是培养⾼分⼦材料专业学⽣动⼿和实践能⼒的⼀门课程，是专业基础课的理论与实际相结合的课程。
通过实验，是学⽣了解和掌握⾼分⼦合成的⽅法、⾼分⼦结构与性能关系的基本原理，从⽽在感性上进⼀步加深理解⾼分⼦科学的原理，掌握实验知识和技能，培养⼯艺资料的使⽤能⼒，为以后的学习和从事⾼分⼦学科内的⼯作打下基础。
要求学⽣通过实验初步掌握⾼分⼦合成⼯艺设计⽅法。
⼆、⽂献综述摘要：本⽂综述了脲醛树脂胶黏剂的合成机理及近年来脲醛树脂的研究进展。
关键词：脲醛树脂；胶黏剂；甲醛1.引⾔：脲醛树脂是⼀种开发应⽤较早的⽊⽤热固性⾼分⼦胶黏剂，由于其⽣产成本低、⾊泽浅、粘接强度⾼、固化速度快、使⽤⽅便，以及较好的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性等优点⽽⼴泛应⽤于⽊材加⼯⼯业中，脲醛树脂（UF）胶粘剂可⼴泛⽤于各种⼈造板的制造，其⽤量占⽊材加⼯业胶粘剂总耗量的60%左右，是胶粘剂中⽤量最⼤的品种。
[1]与其他胶黏剂相⽐，脲醛树脂也存在游离甲醛含量偏⾼，机械强度低等缺点。
探索脲醛树脂胶黏剂新的合成和改性⼯艺，以扩⼤其使⽤范围，⼀直是研究的热点。
[2]2发展现状：2.1脲醛树脂胶黏剂的优缺点脲醛（urea formaldehyde，UF）树脂占⼈造板⼯业中所⽤合成树脂胶总量的65% ~ 75%，其原料丰富、价格低廉，对⽊质纤维素有优良的粘附⼒，具有优良的内聚强度，有⼀定的耐⽔胶合强度，处理和应⽤容易。
但是，脲醛树脂存在耐⽔性差、储存期短、易⽔解、不稳定，尤其是其制造的⼈造板甲醛释放量⼤等缺点。
脲醛树脂——精选推荐
脲醛树脂胶粘剂是以脲素与甲醛生成的以树脂为主体的胶粘剂，脲醛树脂几乎是所有合成树脂中最廉价的，又因具有较好的性能(如较高的胶接强度，耐热性和耐老化性等)，且固化快，毒性低，原料易得，制造工艺简单，使用方便，胶层色浅且不污染板面而广泛应用于刨花板、胶合板、纤维板和细木工板等人造板的制造及矿物棉、矿物纤维和铸体砂型等材料粘接，是竹、木加工纸张粘接，钢化涂料等行业应用广泛的一种胶粘剂，是市场上需求量最大的胶粘剂之一[1]。
本研究采用添加聚乙烯醇对脲醛树脂胶加以改性，得出了其适宜的工艺条件和添加比例，所得改性脲醛树脂胶性能优于一般的脲醛树脂，尤其在粘接速度、耐水性、强度等方面有较大的提高。
1实验1．1原料及仪器原料：(1)脲素；(2)甲醛，化学纯；(3)六次甲基四胺，分析纯；(4)氢氧化钠；(5)聚乙烯醇。
仪器：250mL三颈烧瓶，球形冷凝管，电动搅拌器，200℃温度计，粘度计，电热套。
1．2实验原理1．3步骤①在带有电动搅拌器的250ml的三颈烧瓶中，加入1g PVA和30g质量分数为35％甲醛水溶液。
加热至4O℃左右，反应5min，使PVA基本溶解，溶液透明，允许有少量悬浮物；②升温至5O℃左右，加1．5g六次甲基四胺，全溶后用质量分数为2O％的氢氧化钠调pH值至8．0左右；③尿素5O g，按7：2：1质量比，分3次投料，升温至6O℃，投入第一批，并加0．5g PVA，缓缓升温到8O℃，反应30min；④用氢氧化钠调节pH=7．0，加入第二批尿素，保持温度8O℃以上。
反应30min；⑤再用氢氧化钠调节pH=8．0，加入第三批尿素，反应2O min；⑥降温至4O～5O℃，用NaOH调pH值至7．5-8．0，冷却出料得产品[2]。
2结果与讨论2．1各因素对反应的影响2．1．1原料量比(A)的影响固定其他条件，选定不同的甲醛与脲素的质量比，得实验数据见表1。
甲醛／脲素的量比降低，则胶粘剂羟甲基及游离醛含量降低，导致产品粘接力下降，储存稳定性下降。
2015胶黏剂脲醛树脂2讲解
（三） 反应温度 大多数工厂采用弱碱－弱酸－弱碱合成工艺时，
开始是缓慢升温，然后在90度反应，最后在70－80 度脱水。 （四） 反应时间
与反应温度、介质pH值等直接相关。实际就 是反应终点的控制问题。 （五） 原料
尿素：硫7％，游离 氨<0.015％ 。
特点：胶接强度高；耐水性好；硬度高，耐磨性好；耐热性高， 光泽好；耐化学腐蚀，耐污染。
常用作塑料贴面板的装饰纸和表层纸的浸渍和人造板饰面纸的 浸渍。
一、三聚氰胺树脂的原料
N
H2N－C
C－NH2
N
N
C－NH2
M为弱碱性，几乎不溶于冷 水（100°C，5％）。
M很活泼，为六官能度。
二、三聚氰胺树脂的合成原理 （一），加成
（三）固化反应 凝胶点
CH2OH O
CH2OH
NH2
CH2
CH2OH
NH2
CH2
O
CH2
NH2
三、UF树脂胶粘剂合成反应的影响因素 合成工艺、配方直接决定树脂的结构、胶接性能
和最终胶合产品的甲醛释放量。
（一）、甲醛与尿素的摩尔比
游离F含量
树
胶合产品F释放量
脂
胶合产品（PB、FB）内结合强度
性
树脂羟甲基含量、贮存期
摩尔比为1：3，中性或弱碱性，70－80℃可形成 三羟甲基三聚氰胺。摩尔比为1：12时，可形成六羟甲 基化合物。 （二），缩合反应
Wf×Qf / Mf ＝ Wu×Qu / Mu×X Wf ＝ Mf ×[X ×（Wu×Qu ）/ Mu] / Qf
如：尿素100g，摩尔比1.1，则：
Wf ＝ 30 ×[1.1 ×（100×0.98 ）/ 60] / 0.37= 145.68（g）
脲醛树脂固化机理及其应用
脲醛树脂固化机理及其应用
脲醛树脂是一种常用的热固化树脂，具有优良的物理和化学性能，被广泛应用于涂料、胶粘剂、塑料、纸张等领域。
脲醛树脂固化机理是通过加热使脲醛树脂中的脲醛基发生缩聚反应，形成三维网络结构。
脲醛基的缩聚反应是一个复杂的化学反应过程，包括三个主要的步骤：甲醛与脲的加成反应、脲醛缩合反应和脲醛交联反应。
甲醛与脲的加成反应是将脲醛树脂中的脲醛基与甲醛分子发生加成反应，形成部分甲醛加成产物。
脲醛缩合反应是指部分甲醛加成产物之间的缩合反应，生成链状的脲醛聚合物。
脲醛交联反应是指脲醛聚合物之间的交联反应，形成三维网络结构，从而固化树脂。
脲醛树脂具有优异的性能，主要应用于以下几个领域：
1. 涂料：脲醛树脂可以用作涂料的主要成膜物质，具有优良的耐磨性、耐化学品性和耐候性，可以广泛应用于金属、木材、玻璃等表面的保护和装饰。
2. 胶粘剂：由于脲醛树脂具有良好的粘接性能和高温抗剪强度，可以用于制备高性能胶粘剂，广泛应用于家具、汽车、船舶等领域。
3. 塑料：脲醛树脂可以与聚酯、酚醛等树脂共混制备复合材料，具有优异的绝缘性能和耐热性能，适用于制备电气绝缘材料和耐高温构件。
4. 纸张：脲醛树脂可以用作纸张的增强剂和表面涂层剂，可以提高纸张的强度、耐水性和耐久性。
总之，脲醛树脂固化机理的研究和其在不同领域的应用，为生产和应用提供了重要的理论和实践基础。
脲醛树脂胶粘剂的改性方法
脲醛树脂胶粘剂的改性方法脲醛树脂胶粘剂的改性方法木材加工工业中主要采用胶黏剂来制造胶合板、刨花板、纤维板、装饰板、家具及木器,使用胶黏剂的数量约占合成胶黏剂总量的75%,是应用胶黏剂最多的工业部门。
脲醛胶、酚醛胶、三聚氰胺-甲醛胶是人造板工业三大传统用合成胶。
脲醛树脂胶黏剂具有较高的粘接强度、耐水性好、固化速率快、固化后胶层的颜色浅、粘度易调等特点,在木材加工中得到广泛的应用。
目前脲醛树脂胶黏剂占人造板用胶量的90%以上,占木材加工业总消耗量的60%多。
脲醛树脂虽然使用方便，用量很大，同时也存在着初粘差、收缩大、脆性大、不耐水、易老化、游离甲醛和固化放出甲醛污染环境，损害健康等缺点，必须对其进行改性，提高性能，扩大应用。
现将改性途径简介一下。
1、提高脲醛树脂胶初粘性提高脲醛树脂的初粘性，可加入聚乙烯醇、聚乙二醇、羟甲基纤维素等，但价格较高，选用淀粉类物质最为合适，尤其是淀粉在脲醛树脂合成开始就加入，效果更好。
在合成过程中淀粉可能发生水解作用，生成各种糊精等，由于淀粉相对分子质量很大，溶解后粘度也很大，加入少量就可制得粘度较大的脲醛树脂。
同时淀粉分子链上的羟基、羟甲基以及因水解产生的醛基等可能参与脲醛树脂的合成反应，不仅提高了初粘性，而且粘接强度和储存稳定性也有提高。
在这里为您推荐：胶得宝脲醛树脂添加剂！2、改进脲醛树脂胶耐水性在合成脲醛树脂时加入少量的三聚氰胺、苯酚、间苯二酚、烷基胺、糖醛等都能有效地改进脲醛树脂的耐水性。
加入硫酸铝、磷酸铝等到作为交联剂，也可明显提高耐水性。
在调胶时加入木粉、面粉、豆粉、氧化铁、膨胀土等填料，也能提高耐水性。
在碱性介质（PH>8.5）条件下,加入三聚氰胺经过加成、缩聚反应阶段，将结构稳定的三嗪环引入树脂分子中，使固化后树脂的耐水性大为提高。
一般的配方和工艺为尿素：甲醛=1：（1.4~1.6），三聚氰胺加入量为尿素总量的5%~10%。
具体工艺是：（1）、将甲醛加入反应釜中，用30%氢氧化钠的溶液调PH值7.5~8.5加入第一批尿素和三聚氰胺。
脲醛树脂固化原理
脲醛树脂固化原理脲醛树脂是一种热固性树脂，广泛应用于涂料、塑料和胶粘剂等领域。
其固化原理主要涉及脲醛树脂分子间的交联反应。
脲醛树脂的固化过程通常分为两个阶段，即缩聚和交联。
首先，脲醛树脂的分子中存在着多个活性基团，如羟基（OH）、胺基（NH2）和甲醛基（CH2O），它们在适当的条件下发生缩聚反应，生成大分子量的线性聚合物。
在缩聚过程中，甲醛基发生自身缩聚，形成甲醛多聚体，同时甲醛与脲醛树脂分子中的羟基或胺基发生缩聚反应，形成醛胺键。
接下来的交联阶段是固化的关键步骤，通过加热或加入固化剂等条件下，醛胺键进一步反应生成三维网络结构，形成了固态的脲醛树脂。
在交联过程中，醛胺键的形成使得分子间的化学键强度增加，从而提高了材料的力学性能和热稳定性。
脲醛树脂固化的过程不仅涉及缩聚和交联反应，还与条件和反应物种类有关。
在固化条件中，通常加热是必需的，可以通过单独加热或与固化剂配合使用。
加热会提高反应物分子的活性，促进缩聚和交联反应的进行。
而固化剂的选择和掺量也会影响到固化反应的速率和程度。
此外，反应物种类的选择也会对脲醛树脂的固化产物和性能产生影响。
脲醛树脂中的甲醛基和脲醛基在缩聚和交联反应中都起着重要的作用。
不同的脲醛树脂有不同的化学结构和性能特点。
例如，甲醛和尿素缩聚可得到尿素醛树脂，而甲醛和三聚氰胺缩聚则可得到三聚氰胺醛树脂。
不同反应物种类的选择会影响固化产物结构和性能。
总之，脲醛树脂固化的原理是通过缩聚和交联反应形成三维网络结构的过程。
固化条件和反应物种类的选择是影响固化反应速率和产物性能的重要因素。
通过合理控制这些因素，可以获得具有优异性能的脲醛树脂材料。
脲醛树脂胶粘剂
脲醛树脂胶粘剂是一种开发应用较早的热固性高分子胶粘剂[1 ]。
由于其工艺简单，原料廉价，粘接强度高，无色透明等优点，广泛应用于胶合板、刨花板、中密度纤维板、人造板材的生产及室内装修等行业，占木材胶粘剂总产量的80 %左右[2 ]。
但是，随着对室内环境意识的日益提高，人们越来越注意到脲醛树脂胶粘剂在使用过程中会放出甲醛，损害身体健康。
甲醛是具有强烈刺激性的有毒气体，并被认为是致癌物质，这将危害人类健康和生态环境。
因此，脲醛树脂胶粘剂游离甲醛的污染和危害问题备受关注。
国内外研究表明，三聚氰胺在合成过程中既可以参与共聚来改性脲醛树脂胶，还可以在反应后期作为甲醛捕捉剂达到改性效果[3～6 ]。
本文选用三聚氰胺作为改性剂，分别用这2 种方法对传统的脲醛树脂胶粘剂的合成路线进行改性，制备出符合国家标准( GB/ T 1473221993“木材工业胶粘剂用脲醛，酚醛，三聚氰胺甲醛树脂”) 的低醛胶粘剂，同时研究了改性剂以及改进的新工艺对脲醛树脂各项性能的影响。
1 实验材料和方法1.1 材料尿素(98 %，工业品) 、甲醛(37 %，工业品) 、氢氧化钠(分析纯) 、甲酸(分析纯) 、三聚氰胺(工业品) 、聚乙烯醇(工业品) 。
1.2 仪器普通三口烧瓶(1000 mL) 、水浴锅、电动搅拌器、温度计(0～50 ℃，0～100 ℃) 、pHs23C 酸度计、玻璃搅拌棒、分析天平。
1.3 合成工艺本实验最终选取尿素/ 甲醛摩尔比范围为1.1到2.0 进行实验，合成过程采用碱-酸-.碱路线。
第一阶段控制pH 值为8.5～8.8 ；第二阶段控制pH值在4.5～5.0 ；第三阶段pH值为7.5～8.0 。
甲醛在合成前期一次加入，尿素分3次加入。
共聚实验中，改性剂三聚氰胺在前期加入；而作为游离醛捕捉剂时，三聚氰胺分别在反应的3个不同时期加入，选取尿素/ 甲醛摩尔比为1∶1.2 。
1.4 制品性能测试样品的性能检测中，密度、pH 值、固含量、水混和性、固化时间、适用期、游离甲醛等均按照GB/ T14074 测定；粘度采用涂4 粘度杯(25 ℃) 检测。
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固化型脲醛树脂胶粘剂（系列）
1.木器用胶
[制品Ⅰ]该树脂胶粘剂因尿素与甲醛因摩尔比高（尿素：甲醛=1.19），所以固化快，胶接强度好，适用于木器的冷压粘接。
使用时，固化剂用量为：热压用胶加入量一般为液体树脂质量的1%~5%，冷压用胶加入量一般为液体树脂质量的6%~8%。
[制品Ⅱ]加固化剂10%~12%（NH4Cl：NH3·H2O：尿素=1：3.2：5.5），固化条件110~115℃，压力2Mpa，时间4~6分钟，也可加入5%NH4Cl与胶调匀后于室温粘接使用。
[配方]
[制法]根据脲醛树脂胶粘剂的工艺特点，确定如下工艺流程：
2.纤维板用胶
[配方]
[说明]
该脲醛树脂胶粘剂中加入了改性剂三聚氰胺（也可以采用苯酚改性），提高了胶粘剂的湿胶接强度。
在室内应用时，改性剂用量一般为尿素总量的5%~10%。
室外应用时改性剂的用量是70%~80%，可以满足纤维板的要求。
生产工艺流程
3.刨花板生产用胶配方
[制品Ⅰ]尿素与甲醛的摩尔比较低，故游离醛含量低，可以满足无臭刨花板的要求。
使用时除加入固化剂外，还要加入一定量防水剂，以提高刨花板的防水性能。
[制品Ⅱ]用脲醛预缩液代替甲醛，生产工艺简化，胺的质量比采用甲醛的有所提高，故适用于各种用途的脲醛树脂胶的制造。
[配方]
*脲醛预缩液是甲醛与尿素按一定摩尔比进行反应而得的低聚物，淡黄色透明液，甲醛含量43%，尿素含量17%，甲醇含量不大于6%，在-35~40℃条件下有良好的贮存稳定性。
[制法]
先将尿素、甲醛进行反应生成脲醛树脂，再加入六亚甲基四胺搅匀后，加石蜡乳液，再加固化剂溶液搅拌均匀，即为刨花板用脲醛胶。
生产工艺流程
4.胶合板生产用胶
[制品Ⅰ]产品为泡沫脲醛树脂胶，主要用于3类胶合板。
由于加入了发泡剂，经发泡后体积可增大2~3倍。
在涂胶时可减少树脂用量，防止低粘度树脂渗透透到木材孔隙中去，从而能避免表面缺胶，保证胶接质量，同时降低成本，适用期不小于3小时，密度在0.3~0.4g/cm3。
[制品Ⅱ]产品为预压用胶，主要适应无垫板装卸新工艺，可提高生产效率及产品合格率，在配方中加PVA是为了增加胶的初粘性，以满足预压要求。
[制品Ⅲ]产品为拼缝用胶，粘度较低，固体含量高、固化快，加入了六亚甲基四胺，性能较好，可作为单板无条拼缝专用胶。
[制品Ⅳ]产品为普通胶合板用胶，固含量较低，成本也低。
加或不加填充剂均可，主要用于压制普通胶合板。
[配方]
[制法]生产工艺流程
5.复合板生产用胶
[配方]
[制法]
[说明]
为了克服产生龟裂的缺点，使用时可加入填充剂及增塑剂，如豆胶、小麦粉、PVA、乳液等，来改性脲醛树脂胶粘剂。
6.竹制品胶合用胶
[配方]
*固化剂配制：将25%氨水4份与氯化铵0.8份混合，搅拌使之溶解，再加入配方中尿素4.5份和自来水5份充分搅拌即可。
[制法]生产工艺流程
[说明]使用时先将竹制品需粘合处进行清洗、平整、干燥。
再按固化剂：胶粘主剂=1：9充分搅匀制得的胶剂均匀涂布在竹制品表层上。
粘合后要用绳子绑住或压紧，2天后固化，经刨光整理即可完成粘合。
7.缝纫机台板、单板拼接用胶
[配方]
[制法]生产工艺流程
[说明]
制品Ⅰ适用于单板拼接、胶合板等木制品。
制品Ⅱ适用于缝纫机台板、家具等木制品。
由于甲醛与尿素以较高的摩尔比2：1自始至终在弱酸介质
中缩聚而成的，在低温下固化，具有良好的粘接性能。
8.细木工板胶合用胶配方
[配方]
[说明]用此法生产的脲醛胶，固体含量较高，游离甲醛较低，但固化剂用量要适当，加少了固化时间太长、不利施工操作；加多了较会发脆，胶接质量差。
使用前先检查胶合木材，其含水率不能大于12%，表面要平整，板接面干净方可涂胶。
此胶不宜胶接锅盖等餐具物品。
以上8种脲醛脂胶粘剂属改性脲醛胶，效果最佳，耐水性也较好，粘接力强，符合《脲醛树脂胶粘剂》企业标准的规定。
其产品技术性能如下表所示。
产品技术性能。