胶粘剂与涂料之四-脲醛树脂胶粘剂
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。
脲醛树脂胶黏剂
脲醛树脂胶黏剂脲醛树脂胶黏剂的改性研究09应化卢琼32号一、脲醛树脂的特点脲醛树脂胶黏剂我国木材工业用量最大合成树脂胶黏剂,占木材加工业胶黏剂总消耗量60%多,占人造板用胶量90%左右。
脲醛树脂胶黏剂的主要优点是在固化之前具有水溶性，对许多基材使用都很方便，并且能同其他许多材料一起使用，它也可以使染料和颜料任意着色，耐溶性能好，硬度高。
胶接强度高、耐冷水性能、耐热水性能高;固化迅速;与水混溶性好,易调制合适黏度浓度等;但脲醛树脂也有其弱点：在固化时收缩率较大，胶层易产生裂缝，耐水性差;含有游离甲醛，在使用脲醛树脂或使用脲醛树脂胶黏剂制备的产品过程中，会释放出甲醛的恶臭味，并强烈地刺激人的视黏膜、鼻黏膜和上呼吸道，严重危害人的身体健康。
只有对脲醛树脂进行改性，降低游离甲醛含量，才能使之符合日益严格的环保法规的要求，保障消费者的身体健康。
所以，新的环保型脲醛树脂是脲醛树脂发展的方向[1]。
当前脲醛树脂黏胶剂的改性研究主要从以下几个方面入手：降低游离甲醛含量；提高脲醛树脂的耐水性；改进树脂稳定性；提高脲醛树脂胶粘接强度；减小脲醛树脂胶收缩性；改善脲醛树脂胶脆性；提高脲醛树脂胶初粘性等二、脲醛树脂的改性a、降低脲醛树脂毒性随着改性脲醛树脂胶黏剂研究的不断深入，树脂综合性能的到明显提高。
应用领域也随之拓宽。
但随着应用领域的不断扩展，脲醛树脂胶黏剂中游离甲醛含量高，以及在生产过程中交接制品散发出来的游离甲醛对环境造成的污染，成为严重的社会问题，越来越引起环保专家和消费者的关注。
所以，在不断降低产品综合性能的前提下生产和使用低毒脲醛树脂胶黏剂势在必行。
脲醛树脂中游离甲醛含量一般依据欧洲标准制定，利用钻空法测量板材中游离甲醛含量，据此判定脲醛胶中游离甲醛含量，分为E1级（<10mg/100g）、E2级（<30mg/100g）、E3（<60mg/100g），其中E1级和E2级属于环保型[2]。
（1）胶接制品甲醛释放的原因根据甲醛释放机理不同，游离甲醛存在方式分为两种：单体游离式及复合分解式。
胶粘剂与涂料简介
但胶接是一门古老而年轻的技术，它的缺点通 过技术进步是可以得到改进的。
①
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2，胶粘剂在国民经济主要部门中的作用 1）航空工业
胶粘剂的使用使飞机的强度提高、结构变轻、 抗疲劳性提高、寿命延长、生产效率提高。 2）航天工业
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四、静电理论 静电理论要点：又称为双电层理论，它认为胶 粘剂与被粘物接触的界面上形成双电层，由于 静电的相互吸引而产生胶接力。
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出于对环境保护的要求，胶粘剂的发展方向出现 了新特征，主要是水性化、固体化、无溶剂化、低毒 化、高固体含量化等。
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2） 采用新技术 共混与复合技术、纳米技术、生物工程技术 、辐
射固化技术、可降解技术 国外已经将纳米级SiO2用于胶粘剂；美国康涅狄
格大学仿照贝壳胶粘剂，研制出一种可在几分（秒） 内固化、形成高强度的胶粘剂，可用于治疗骨折或肌 肉创伤。 3）重视开拓市场和重视基础研究 4）加强国内、国际合作与交流
脲醛树脂胶黏剂的现状及改性研究
脲醛树脂胶黏剂的现状及改性研究( 南京工程学院材料工程学院材料071 费云锋 205070119 ）摘要：本文论述了脲醛树脂胶黏剂的现状，综述了脲醛树脂加工中，通过降低甲醛与尿素的物质的量比、改进合成工艺、添加改性粒子等几种方法，降低游离甲醛毒性，并对脲醛树脂加工改性方面存在的问题进行了总结和展望。
关键词：脲醛树脂；游离甲醛；环保；淀粉；纳米SiO2一．引言脲醛树脂（UF树脂）具有胶合强度高、耐水、耐热、耐腐蚀性、固化快、固化胶层无色、制做简单、操作性能好、性能优良成本低廉、原料来源丰富等一系列特点，成为我国人造板生产的主要胶种，并在材料黏结、竹木加工、纸张黏结、钢化涂料、多彩花纹涂料等行业中广泛应用，是市场上需求量最大的胶黏剂之一[1.2]。
二．脲醛树脂的现状脲醛树脂是尿素与甲醛在催化剂（碱性或酸性催化剂）作用下，缩聚成初期脲醛树脂，然后再在固化剂或助剂作用下，形成不溶、不熔的末期树脂[3]。
1844 年由B.Toiiens 首次合成，直到1896 年在C.Goldschmidt 等研究后首次使用，1929 年英国首先在工业化中应用。
我国脲醛树脂胶黏剂于1957年开始工业化生产，1962 年成为胶合板生产的主要胶黏剂，基本上取代血胶和豆胶。
目前，由于其制造简单、使用方便、成本低廉、性能优良，已成为我国人造板生产的主要胶种，也是世界各国木材工业，尤其是人造板材的主要胶种。
据报道，日本80%的胶合板，几乎100%的刨花板，德国75%的刨花板，英国几乎100%的刨花板和我国人造板的80%以上都使用脲醛树脂胶黏剂[4、5]。
不过，脲醛树脂胶粘剂也存在一些缺点，如游离甲醛含量高、耐水性差、胶层固化后脆性大、耐老化性能差等，因而限制了其使用范围。
特别是游离甲醛的存在，在很大程度上限制了其使用。
三．降低脲醛树脂毒性的研究3.1 控制甲醛与尿素理的摩尔比一般来说，甲醛与尿素的摩尔比越高，树脂中游离甲醛含量就越高，产品的毒性就越大。
固化型脲醛树脂胶粘剂
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。
胶粘剂与涂料之四脲醛树脂胶粘剂共67页PPT
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
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36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不ห้องสมุดไป่ตู้退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
脲醛树脂胶粘剂制备原理
脲醛树脂胶粘剂制备原理、配方、工艺脲醛树脂胶粘剂:是尿素与甲醛在催化剂(碱性或酸性催化剂)作用下,缩聚而成的初期脲醛树脂;在固化剂或助剂作用下,形成不溶,不熔的末期树脂.尿素与甲醛的缩聚产物早在1896年就已获得,但工业上用作胶粘剂是1929年以后的事.我国脲醛树脂是在1957年开始工业化生产,1962年成为胶合板生产的主要胶粘剂,目前已成为我国人造板生产的主要胶种.从外观形式看,UF主要有液状(糖浆状或乳状)和粉状.液状UF一般可贮存2-6个月,而粉状UF 的贮存期可长达1-2年.(1)由于含有大量的羟甲基和酰胺基,能溶于水,有较好的胶接性能;(2)可室温或加温100℃以上很快固化;(3)与PF相比,固化后胶层无颜色,不污染制品;(4)胶接强度比动,植物胶高;(5)毒性较小,但固化时会放出刺激性的甲醛;(6)制造容易,价格便宜;(7)耐光性好,较耐老化;(8)工艺性好,使用方便;(9)脆性大,固化过程易产生内应力引起龟裂;(10)耐水性和胶接强度低于酚醛树脂胶.脲醛树脂胶粘剂的特性3.1.2 合成脲醛树脂的原料尿素:分子式:CO(NH2)2;分子量:60.06;熔点:135℃为无色针状结晶或白色结晶,极易溶于水,水溶液呈弱碱性;易吸湿结块.在水,稀酸或稀碱中不很稳定.甲醛:分子式:CH2O ;分子量:30.03;沸点:-19.5℃是一种重要的有机原料,为无色,强烈特殊刺激性气味的气体,有毒.易溶于水,工业用甲醛水溶液(福尔马林)为无色透明液体,混入铁等物质为淡黄色,其甲醛含量一般为36-37%.此外,还有氢氧化钠,甲酸,氯化铵,六次甲基四胺等.3.1.3 脲醛树脂形成原理(一)加成反应加成反应过程:尿素与甲醛水溶液在广泛的酸性或碱性条件反应的第一阶段是加成反应,首先生成一羟甲脲.一羟甲脲的生成:NH2CONH2 + CH2O NH2CONHCH2OH (3-1)二羟甲脲的生成:NH2CONHCH2OH + CH2O HOCH2NHCONHCH2OH(3-2)上述反应若尿素与甲醛为等摩尔比且在中性条件下进行,最终达到尿素,甲醛,一羟甲脲和二羟甲脲四个组分的平衡.但若尿素与甲醛的摩尔比大于1:1时,上述平衡组成就会发生变化,尤其是摩尔比大于1:2时,二羟甲脲进一步与甲醛加成生成三羟甲脲:HOCH2NHCONHCH2OH + CH2OHOCH2NHCON(CH2OH)2 (3-3)反应(3-1)和(3-2)可同时被酸(H+)和碱(OH-)所催化,但碱的催化效应较大.正反应和逆反应都能被催化到大致相同的程度,所以PH值的变化,平衡常数改变不大,但在实际的脲醛树脂的合成中,由于反应中间都在酸性条件下进行的,羟甲脲参加缩聚反应或生成不溶于水的次甲脲沉淀,这样平衡常常不能达到.加成反应机理:在酸性和碱性条件下,其加成反应可通过不同的反应机理进行,其反应历程和产物也有所不同.碱性条件下,加成反应生成较为稳定的初期产物羟甲脲.NH2CONH2 + OH-→NH2CONH- + H2ONH2CONH- + H2C+=O-→NH2CONHCH2O-NH2CONHCH2O- + H2O→NH2CONHCH2OH + OH-从反应动力学的角度来看,生成一羟甲脲,二羟甲脲和三羟甲脲的速度比为9:3:1,即其反应能力随引入羟甲基而依次降低.因此,生成一羟甲脲和二羟甲脲是决定脲醛树脂理化性能有意义的产物.酸性条件下,是甲醛受氢离子的作用,首先生成带正电荷的次甲醇:_CH2O + H2O HO—CH2—OHHO—CH2—OH + H+ +CH2OH +H2O带正电荷的次甲醇与尿素反应,生成不稳定的羟甲脲,它进而缩聚脱水,生成次甲基键连接的低分子缩聚物或次甲脲:NH2CONH2 + C+H2OH→NH2CON+H2CH2OHNH2CON+H2CH2OH→NH2CONHCH2OH + H+→NH2CONHC+H2 + H2ONH2CONHC+H2 + NH2CONH2→NH2CONHCH2N+H2CONH2→NH2CONHCH2NHCONH2 + H+ 或者NH2CONH2 + 2CH2O CH2NCONCH2 + 2H2OPH1%时就显示出影响了;含量越高,树脂在贮存期间的羟甲基含量下降越明显,贮存稳定性越差.不应超过0.8%.游离氨:能提高缩聚反应初期阶段及补加尿素再缩聚阶段的介质PH值;但当含量高于0.015%时,树脂的固化时间延长和贮存稳定性降低.不应超过0.015%.(四)反应温度和反应时间在反应体系中,反应温度和反应时间既有单独作用又有联合其它因素共同作用.反应温度:对反应速度,游离甲醛含量胶树脂贮存稳定性等的影响较为明显;过高(酸性介质),出现凝胶,易形成次甲脲沉淀;过低,反应时间过长,树脂聚合度低,粘度低等.应视各反应阶段的具体条件而定,酸性加成阶段,应为40-60℃,碱性加成阶段,应为80-95℃适宜.反应时间:关系到树脂的聚合度,游离甲醛含量,粘度及树脂的力学性能等;过短,反应不完全,固体含量低,粘度小,游离甲醛含量高,树脂机械强度低;过长,聚合度过高,粘度过高,树脂水混和性下降,贮存期短.应考虑反应时间与其它条件的共同作用.3.1.5 脲醛树脂的合成(一)原料计算所需尿素量为已知,按下式计算其它原料量:式中: ——所计算的原料量(Kg)——所计算原料的分子量——所计算原料的摩尔数——尿素纯度(%)——尿素量(Kg)——所计算原料的浓度(%)60.06——尿素分子量(二)胶接用脲醛树脂合成合成实例:甲酸:水1: 2甲醛水溶液1000尿素(1) 377.6尿素(2) 66.6尿素(3) 59.2六次甲基四胺 3.9聚乙烯醇11氢氧化钠适量甲酸适量(2)合成工艺甲醛水加入反应釜后加六次甲基四胺.用氢氧化钠调PH=7.8-8.2,加热升温并加入尿素(1)和聚乙烯醇(提高UF的耐老化性能,增加初粘性),在30-50min内升到88-92℃,并保温30min.用甲酸调PH=5.2-5.4,在温度88-92℃下保温30min.用甲酸调PH=4.7-4.9,反应20min后不断测定粘度,当粘度达到19-21s(涂-4杯,30℃).加尿素(2)并用氢氧化钠调PH=4.9-5.1,在温度为85-87℃下反应到粘度为25.5-28.5s.用氢氧化钠调PH=7.5-8.0,并冷却到温度为80℃,加尿素(3),在65℃下保持30min.冷却并调PH=7.0-7.6,在35℃下放料.(3)树脂质量指标包括外观,密度,固体含量,粘度,PH值,游离甲醛,固化时间,粘度变化率,贮存期,水混合性等.这些指标的测定按照标准(GB/T 14074.1-93——14074.18-93)进行测定.(4)应用:胶合板生产等.(三)浸渍用脲醛树脂合成合成实例:(1)合成工艺:用氢氧化钠调甲醛水溶液(155份)PH值为8.5-9.0,加尿素(占总尿素100份的57.5%).加热到55-60 ℃,停止加热,反应液自升到78-82 ℃,在此温度保持10-15min.用醋酸(醋酸:水=1:1)调PH值为4.5-4.6,在90-95 ℃保温20-30min.用氢氧化钠调PH值为8.7-9.2,同时降温到70-75 ℃,加余下的全部尿素.在60-65 ℃下保温35-40min.冷却到20-25 ℃,树脂液用120-200目/cm2筛网过滤.(2)树脂质量指标:固体含量,粘度,比重,PH值,游离甲醛,固化时间,渗透能力等.(3)应用:该树脂渗透能力强,用于浸渍纸,制造胶膜纸;也可作脲醛树脂与聚酯树脂的混合浸渍液的主要成份.3.1.6 脲醛树脂的调制脲醛树脂在加热加压条件下,虽然自身也能固化,但时间很长,固化后的产物,由于交联度低,固化不完全,胶接质量差.因此,在实际使用时都要加入固化剂(亦称促进剂,有时也有例外,如木材酸性较强时,可以不加)使UF迅速固化,保证胶接质量;其次,为了改变UF的某些性能(如增加初粘性,提高耐水性及耐老化性,降低游离醛等),还需加入某种助剂.以上过程称为UF的调制(简称为调胶).一般来说,UF的调制需要根据用途和需要进行.(一)固化剂UF的固化剂有酸和酸性盐两类.酸类固化剂有草酸,磷酸,苯磺酸,酒石酸,柠檬酸,无水苯甲酸等;酸性盐类有氯化铵,氧化锌,硫酸铁胺,盐酸苯胺等.不宜采用强酸固化剂,但强酸性盐(尤其是强酸铵盐,如氯化铵,硫酸铵)可行.以上这些固化剂的性质不同,效果不一,使用时应根据UF的理化性能,气温条件及胶接制品的要求等酌情应用.(1)单组分固化剂:如氯化铵,硫酸铵.使用最广的是氯化铵,其加入量一般为UF树脂量(固体含量)的0.2-2%.我们常加入1%的氯化铵(固体计),且有时还要将氯化铵调成水溶液(如20%). (2)多组分固化剂:如氯化铵与尿素,氯化铵与氨水,或氯化铵与六亚甲基四胺及尿素3组分混合物等.目的有两:一是为了延长树脂的适用时间,特别是夏季,由于室温较高,单独使用氯化铵(或硫酸铵)时,树脂的适用期往往不能满足要求;二是在冬季,采用常温固化方式时,为加速树脂固化,常使用氯化铵与浓盐酸合用,可使固化时间大大缩短.(3)潜伏性固化剂:是指在常态下呈化学惰性,在某种特定温度下起作用的固化剂.如酒石酸,草酸,有机酸盐等,但效果不太理想,国内目前正开始研究使用.(4)微胶囊固化剂:就是在固化剂的表面有一层保护膜——胶囊,在低温下由于表层胶囊的隔离,不起固化作用;而在高温或受压下,表层胶囊被破坏,胶囊内的固化剂即与UF接触,使之固化.目前国内还没有这种固化剂.注意:氯化铵对冷固化的UF来说,并不是很好的固化剂.这是因为铵盐在UF中释放酸速度与气温有关.且冬季施加氯化铵的量应比夏季多.还应注意的一点是:由于UF的固化过程中,主要变化有化学反应和水分和移动,此时还应考虑木材含水率,固化剂的性质,气温高低,空气湿度和风力大小等因素.固化剂的选择原则:(1)根据不同的用途要求和气候条件进行适当的选择.如胶合板用氯化铵固化剂,冬天一般加入量0.4-0.8%,春秋天加0.3-0.5%,夏天加0.2-0.3%,还要加一些延缓剂(如氨水,尿素等),因为温度愈高,湿度愈低,固化愈快,适用期愈短.(2)选择的固化剂,固化后的胶层PH值不宜过低或过高,一般胶层的PH值在4-5之间,其胶合性能最理想.PH值过低,胶层易老化,过高会造成固化不完全.(3)根据胶接制品的工艺要求选择.如较厚的刨花板生产,要求表层刨花中的胶固化时间要长,中(芯)层刨花中的胶固化时间要短,为了使表芯层胶液同时固化,就得在固化剂上做些文章.如表层刨花用胶的固化剂由氯化铵25份,氨水35份和水45份组成,加入量为树脂质量的5-6%,其固化时间为110-130s;芯层刨花用胶的固化剂为20%的氯化铵溶液,加入量为5-6%,其固化时间为35-45s,这样可使表芯层胶液达到同时固化.(二)助剂UF常用的助剂有填充剂,发泡剂,甲醛结合剂,防老化剂,耐水剂,增粘剂等.下面重点讲讲填充剂.(1)填充剂作用:降低成本,提高UF初粘性,减少UF渗透量,延长适用期,降低内应力,减少UF体积收缩率,提高耐老化性,降低游离甲醛含量等.要求:化学性质上应是不活泼的中性或近于中性的物质;能与水充分混合,水分蒸发后能转变为固体的物质;能与树脂混合,不产生分层沉淀;无副作用或副作用低(如保持胶的粘度,对固化时间,耐水性能,胶接强度及耐久性影响应尽可能小);原料易得,价格低廉,易加工成粉末(细度要求在100目以上).种类:淀粉类(常用的有面粉,淀粉,高梁粉,木薯粉等);蛋白质类(常用的有豆粉和血粉);纤维素类(常用的有树皮粉,花生壳粉,木粉,水解玉米芯粉等);矿石粉类(石英粉,白垩土粉,高岭土粉等) 用量:视UF的质量和人造板要求而定,一般来说,施加量在5-20%以内为宜.(2)其它助剂发泡剂:如血粉,拉开粉(烷基磺酸钠),用量0.5-1.0%(质量).甲醛结合剂:如尿素,三聚氰胺,含单宁的树皮粉,豆粉,面粉,聚乙酸乙烯乳液等,用量5-15%.防老化剂:如1-5%(用量)的聚乙烯醇或15-20%(用量)的聚乙酸乙烯酯乳液.耐水剂:苯酚,间苯二酚,三聚氰胺,硫脲等.三聚氰胺生产防水,防潮UF胶.增粘剂:聚乙烯醇,面粉,豆粉等,增加初粘性.(三)UF的调胶工艺主要根据人造板及木制品的工艺要求而定.如普通胶合板用胶调胶工艺:注:混合固化剂配方为:氯化铵25,尿素30,六亚甲基四胺45,水50(质量)3.1.7 脲醛树脂的改性(一)降低胶接制品释放的甲醛量胶接制品所释放的甲醛来源:(1)UF树脂中的游离甲醛;(2)树脂固化中分解的甲醛;(3)木材等被胶接材料所释放的甲醛.降低甲醛含量的途径:(1)从树脂合成配方入手:采用低摩尔比U/F;加入能与尿素,甲醛共聚的苯酚或三聚氰胺,双氰胺等;尿素分次加入;改变反应PH值等反应条件.(2)从调胶入手:加入甲醛结合剂(捕捉剂),如尿素,三聚氰胺,含单宁的树皮粉,豆粉,面粉,聚乙酸乙烯乳液等.(3)从制品后续处理入手:如封边,贴面;氨气处理等.(二)改善脲醛树脂的耐水性在UF中加入三聚氰胺或间苯二酚,可提高其耐水性能,并在较小程度上提高耐沸水性能;UF与PF或三聚氰胺树脂或聚醋酸乙烯酯乳液等混合,也可改善其耐水性.(三)改善脲醛树脂的胶接强度和耐久性从用UF胶合某些非木质材料如麦秆,棉秆,稻草等来说,有必要改善其胶接强度,可加入苯酚,间苯二酚,三聚氰胺等,可对UF起增强作用.对于改善UF的耐久性来说,可加入增塑剂(如橡胶乳),聚醋酸乙烯乳液,柠檬酸,填充剂等.。
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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END
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
ห้องสมุดไป่ตู้ 16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
胶粘剂与涂料之四-脲醛 树脂胶粘剂
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
胶黏剂脲醛树脂讲解
树 脂 性 能
1
2
3
加料次数
树脂贮存稳定性
游离F含量 胶合产品F释放量
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（二） 反应介质的pH值
大多数工厂采用弱碱－弱酸－弱碱合成工艺。 1、加成阶段 pH值在7-9，常用 pH值在4-6，节省合成时间、酸碱用量 pH值<3，不常用，合成温度低、时间短、F低。但 树脂固化困难，产品性能较差。 2、缩聚阶段 （加成阶段 pH值在7-9的情况下，）缩聚pH值在46。 3，脱水及贮存
防水剂、阻燃剂、甲醛捕捉剂等，可根据需要加入。 调胶实例 ： 刨花板表层与芯层的调胶工艺不同。
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六、脲醛树脂胶粘剂的改性
UF树脂胶粘剂的缺点： 耐沸水性差，不能用作室外人造板；耐老化性差；胶接制品有甲醛释放，污染
空气。 改性方法：
共聚或与其他树脂共混；加入改性剂。 （一）提高耐水性
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（三）降低人造板及其制品甲醛释放量
甲醛释放原因： 1，胶粘剂本身的F残留； 2，UF树脂的合成反应是可逆反应，
如R－CH2OH RH+CH2O，热压时放出甲醛； 3，胶接产品使用时，由于胶层是弱酸性受外界湿温影响会放出F。 凡是能提高耐老化性的方法都可以降低甲醛释放量。
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性
树脂羟甲基含量、贮存期
能
树脂固化时间
1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 摩尔比
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分批加料：产品性能多次优于1次 每批加入量（摩尔比1.2，3次加料）第一批加入
太多，制造的树脂贮存稳定性差；第三批加入量太多 >25%时，由于生成大量的羟甲基脲和游离尿素，使胶 合产品湿强度下降严重。
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脲醛树脂粘合剂
脲醛树脂粘合剂1. 用途本剂是由尿素、甲醛、乌洛托品等为原料，经混合调制而成，专门用于粘合木质材料，例如刨花板、三合板等。
同时，对粘合竹制品及家具等也有较强的粘合效果。
2. 原料（1）尿素：又称脲、碳酰胺。
无色晶体。
大量存在于人类及哺乳动物的尿中。
溶于水、乙醇和苯，几乎不溶于乙醚和氯仿。
水溶液几乎呈中性。
用于肥料、炸药等工业中。
本剂中用作制备缩聚物的原料。
选用工业品。
（2）甲醛：无色气体。
有特别的刺激臭味，对人的眼、鼻等有刺激作用。
易溶于水和乙醇。
水溶液的浓度最高可达55%，通常为44%，称为甲醛水，俗称福尔马林。
有强还原作用，特别是在碱性溶液中。
本剂中用作制备缩聚物的原料。
选用工业品。
（3）乌洛托品：学名六亚甲基四胺。
白色结晶粉末或无色有光泽的晶体。
几乎无臭，溶于水、丙酮、乙醇和氯仿，不溶于乙醚。
用作树脂和塑料的固化剂及橡胶的硫化促进剂、纺织品防缩剂，并用于制药物、杀菌剂、炸药等。
选用工业品。
（4）氢氧化钠：亦称苛性钠、烧碱。
白色固体，呈粒状、片状、棒状或块状。
是强碱，对皮肤、织物、纸张等有强腐蚀性。
吸湿性较强，在空气中易吸收水分和二氧化碳逐渐变成碳酸钠。
易溶于水，同时强烈放热，广泛用于造纸、人造丝、染色、肥皂、石油和其它化学工业。
本剂中用作pH值调节剂。
（5）氨水：气体氨溶于水形成的水溶液。
氨气易挥发逸出，故有强烈的氨刺激臭味。
呈弱碱性。
一般常称为氢氧化铵（NH4OH）溶液。
最浓的氨水含氨35.28%。
主要用作液体肥料。
在本剂中用作pH值调节剂。
选用工业品。
（6）盐酸：又称氢氯酸，氯化氢的水溶液。
纯的盐酸为无色，工业品含杂质而呈黄色。
商品浓度为37%氯化氢水溶液。
在本剂中用作pH值调节剂。
选用37%工业品。
（7）氯化铵：俗称硇砂。
白色晶体，易潮解，溶于水和甘油，微溶于乙醇，医疗上用作祛痰剂。
本剂中用作固化剂。
选用工业品。
3. 配方（重量份）4. 制备方法（1）将甲醛和乌洛托品加入反应釜中，在搅拌下升温至30℃，然后加入氨水，将pH值调至8左右，并不断搅拌。
胶粘剂与涂料之四-脲醛树脂胶粘剂共66页文档
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
脲醛树脂胶黏剂
脲醛树脂胶黏剂（水基型）【摘要】:脲醛树脂胶黏剂由于胶合强度好，使用方便，原料丰富，成本低廉，已成为占人造板工业用合成树脂胶粘剂总量的70%左右的主要胶种。
但是，脲醛树脂胶制成的人造板存在甲醛释放量高、环境污染、有害人体健康的缺点。
欧洲、美国、日本等发达国家对人造板甲醛的释放量限量均有严格规定，而且逐步提高甲醛释放限量要求。
研究降低脲醛胶制的人造板甲醛释放量问题，一直是各国科技工作者的研究热点。
目前，我国对人造板甲醛释放限量的规定已与世界发达国家接轨。
此外脲醛树脂在模塑粉、纸张和纤维处理、涂料、铸造、包装材料、皮革加工、迟效性肥料等方面也有应用。
【关键词】：脲醛树脂甲醛尿素胶合胶黏剂脲醛树脂胶黏剂的组成一主要原料及规格甲醛36%尿素97%氢氧化钠30%水溶液氯化铵20%水溶液脲醛树脂胶黏剂的特点脲醛树脂胶粘剂的特点如下：1)含有大量的羟甲基和酰胶基，能溶于水，并有较好的粘接性能。
2)在室温或加温至100℃以上均会迅速固化。
3)与脲醛树脂胶粘剂相比，固化后的胶层没有颜色，不会污染所粘接的物品，4)粘接强度比动植物胶粘剂高。
5)毒性低，只是在固化时会释放有刺激性的甲醛。
6)配制容易，价格便宜。
7)耐老化。
8)工艺性好，使用方便。
它的缺点是：1)脆性大，固化过程中易产生内应力而引起龟裂，2)耐水性和粘接强度都低于酚醛树脂脂胶粘剂。
脲醛树脂胶粘剂广泛应用于木材、胶合板、层压板干玎竹术制品的粘接，如家具、包装箱、纺织器材、收音机和时钟的禾制外壳等。
[3]、[4]脲醛树脂胶黏剂的应用一脲醛树脂在胶合板生产中的应用传统的胶合板用脲醛树脂是由尿素和甲醛以摩尔比1:（1.4—2.0）缩聚合成。
有浓缩型（脱水）和非浓缩型（不脱水）两种。
为了适应胶合板生产多层压机自动装卸的工艺要求，胶合板用脲醛树脂应有良好的初粘性，即预压性。
通常采用两种方法：一种是使用普通的脲醛树脂，通过加入一定量的豆粉或面粉（加量为树脂的6%—10%），改善胶的预压效果，已达到无垫板装卸的目的；另一种是在制备脲醛树脂过程中，加入聚乙烯醇改性，增加初粘性，已达到预压目的。
脲醛树脂胶粘剂PPT学习教案
（8）工艺性好，使用方便；
（9）脆性大，固化过程易产生内
应力引起龟裂；
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（10）耐水性和胶接强度低于酚醛
★主要问题 游离甲醛释放 耐水性 老化性
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UF树脂游离甲醛及制品中甲醛释放量
随着改性UF树脂胶粘剂研究的不断深入，树脂
综合性能得到明显提高，应用领域也随之拓宽。 我
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在充分交联的理想的固化结构中，分 子链间应该完全由次甲基链连接起来，并 不存在（—NH—）和羟甲基（— CH2OH），但实际的固化结构十分复杂， 当中还保留有相当数量的亚氨基（—NH—） 和羟甲基（—CH2OH）基团，同时存在一 些醚键。
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酚醛树脂的研究方向是降低碱含量，减 少游离酚的含量，提高树脂的固化速度和 降低成本。
三聚氰胺主要是提高树脂的韧性和降低 成本，开发新型浸渍用树脂。
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2. 脲醛树脂胶粘剂（UF） 2.1 概述 2.2 合成脲醛树脂的原料 2.3 脲醛树脂合成原理 2.4 影响脲醛树脂形成和性能的因素 2.5 脲醛树脂的合成 2.6 脲醛树脂胶粘剂的改性 2.7 脲醛树脂胶粘剂性能指标检测
2H2O
NH CH2OH
二羟甲基脲
白色微晶体，熔点121-126℃
NH CH2OH
+CH2O O C
N CH2OH
C H2O H
三羟甲基脲
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通常合成脲醛树脂时，此阶段多是在弱碱
性条件下进行。生成物稳定，H+易缩聚。例如，
用碱溶液将甲醛水溶液的pH值调节至8～9，然
后根据摩尔比确定加入尿素量，由于尿素的加
脲醛树脂胶配方
脲醛树脂胶配方脲醛树脂胶是一种常用的高强度胶水，适用于多种材料的粘接，如木材、金属、陶瓷等。
它的主要成分是脲醛树脂和固化剂，通过混合配制而成。
本文将介绍脲醛树脂胶的配方和制作方法。
一、脲醛树脂胶的配方脲醛树脂胶的配方主要包括以下几个方面：1. 脲醛树脂脲醛树脂是脲和醛类化合物的缩合物，具有优异的耐热、耐腐蚀和耐化学性能，是一种常用的工业化学品。
在脲醛树脂胶中，脲醛树脂的含量通常在30%~60%之间。
2. 固化剂脲醛树脂胶的固化剂可以选择多种，如甲醛、乙醛、丁醛等。
不同的固化剂会影响脲醛树脂胶的性能和固化时间。
一般来说，固化剂的用量为脲醛树脂的5%~20%。
3. 填料填料可以增加脲醛树脂胶的体积和稠度，提高其粘度和强度。
常用的填料有氧化铝、硅灰石、碳酸钙等。
填料的用量一般为脲醛树脂的10%~30%。
4. 溶剂溶剂可以使脲醛树脂胶的流动性更好，便于涂布和粘接。
常用的溶剂有水、甲醇、乙醇等。
溶剂的用量一般为脲醛树脂的5%~20%。
二、脲醛树脂胶的制作方法1. 准备材料首先需要准备好脲醛树脂、固化剂、填料和溶剂等材料。
2. 按配方调配按照上述配方，将脲醛树脂、固化剂、填料和溶剂等材料按照一定比例混合调配，直至均匀。
3. 搅拌将混合好的材料放入搅拌机中，进行搅拌。
搅拌时间一般为10~20分钟，直至混合均匀。
4. 过滤将搅拌好的脲醛树脂胶通过过滤器过滤，去除其中的杂质和颗粒。
5. 灌装将过滤好的脲醛树脂胶灌装到包装容器中，并密封保存。
三、脲醛树脂胶的应用脲醛树脂胶具有高强度、高温度和耐腐蚀等优异性能，广泛应用于建筑、汽车、航空航天、电子电器等领域。
常用的应用包括：1. 木材粘接脲醛树脂胶可以用于木材的粘接，能够提供高强度和耐久性，适用于木制品的生产和修复。
2. 金属粘接脲醛树脂胶可以用于金属的粘接，能够提供高强度和耐腐蚀性，适用于汽车、航空航天等领域。
3. 陶瓷粘接脲醛树脂胶可以用于陶瓷的粘接，能够提供高强度和耐高温性能，适用于陶瓷制品的生产和修复。
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★ 加成反应机理
带正电荷的亚甲醇再与尿素反应，生成不稳定的羟甲 基脲正离子，进而脱水缩聚，生成以亚甲基键连接的 低分子缩聚物或亚甲基脲沉淀。
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3.3.2 缩聚反应
缩聚反应在碱性和酸性条件下都能进行，但碱性条件下
种能在常温固化胶接木材的脲醛树脂预聚体，引起人们的重视。1931年
脲醛树脂首次在市场销售。从此以后，UF树脂在木材加工行业中得到了 广泛应用和迅速发展。
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3.1 概述
○ UF树脂胶粘剂由于其成本低廉、原料来源丰富、固化胶层无色、
操作性能好，以及良好的胶接性能等一系列优点，成为我国人造板生
○ 3.2.1尿素（Urea）
○ 别名：脲，学名碳酰胺。 ○ 分子式：CO(NH2)2 ○ 分子量：60.06 ○ 熔点：133℃
○ 外观：为无色针状结晶或白色结晶 ○ 溶解性：易溶于水，水溶液呈弱碱性；也易溶于甲 ○ 醛、乙醇和液态氨。晶体尿素的吸湿性很强，吸湿后结 块。
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3.2.1 尿素（Urea）
稳定性：尿素在稀酸或稀碱中很不稳定，在稀碱中加热50℃ 上时放出氨，在稀酸液中放出二氧化碳：
主要用途:农业肥料及树脂、塑料、医药、食品等工业原料 。
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3.2.2 甲醛（Formaldehyde）
○ 分子式： CH2O ○ 分子量： 30.03 ○ 沸点： -19.5 ℃ ○ 外观：无色、强烈特殊刺激性气味的气体
○ 第二阶段在酸性条件下进行缩聚反应，当分子量达到一 定程度时，将反应液的pH值调至8～9，并降温至常温，得 到脲醛树脂的初期缩合液。
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3.3.1 羟甲基脲的形成
尿素与甲醛水溶液在中性或弱碱性介质中，首先进行的羟甲 基化反应（加成反应），生成一羟、二羟和三羟甲基脲同系 物。
O O O O
H2N C NH CH2OH + H2N C NH CH2OH
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H2N C NH CH2 HN C NH CH2OH
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(1) 经典理论
O
O
O
H2N C NH CH2 HN C NH CH2OH + H2N C NH CH2OH O O O H2N C NH CH2 HN C NH CH2 HN C NH CH2OH
HN C NH CH2 OCH2 HN C NH CH2OH O O HN C NH CH2 HN C NH CH2OH
+H2O
+ CH2O
也有可能形成环状结构
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(1) 经典理论
O HOCH2 HN C NH CH2OH + HOCH2 O O CH2 CH2 O O CH2 CH2 HN C NH CH2 HN C NH CH2 O O O HN C NH CH2OH
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3.3.2 缩聚反应
（2）羟甲脲中的羟基与另一个羟甲脲中的羟基缩聚反应 形醚键
N CH2OH+ HOCH2 N N CH2 O CH2 N + H2O
（3）羟甲脲中的羟基与另一个羟甲脲中的羟基反应，形 成次甲基键
N
CH2OH+ HOCH2 N
N
CH2
N
+ H2O + CH2O
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○ 主要应用：重要工业原料，合成树脂、合成纤维、医 药、塑料、防腐剂及还原剂等产品领域。
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3.3 脲醛树脂合成原理
○
经典理论认为，UF树脂的合成分为两个阶段。第一阶段
在中性或弱碱性（pH=7～8）介质中，尿素与甲醛进行羟甲
基化反应即加成反应，可生成一羟、二羟 、三羟甲基脲。
子，尿素负离子再与甲醛反应，其反应机理：
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★ 加成反应机理
当尿素与甲醛的摩尔比大于 1：1 时就能生成二羟甲基脲或 三羟甲基脲。
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★ 加成反应机理
○ 酸性条件：在酸性条件下，甲醛受氢离子的作用，首 先生成带正电荷的亚甲醇。
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3.3.3 UF树脂固化机理
○ (1) 经典理论
○ 经典理论认为，UF树脂在未固化前，主要是由取代 脲和亚甲基链节或少量二亚甲基链节交替重复生成的多 分散性聚合物。固化时，树脂中活性基团（—NH—、 —CH2OH）之间或与甲醛之间反应形成不溶不熔的三维 网状结构，树脂的固化过程是连续的，且胶接强度随着 固化时间的延长而增加。
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甲醛的性质
○ 溶解性：易溶于水，但聚合度>3的聚甲醛为微溶于水的沉
淀，在<50℃下加热可溶解。 ○ 工业用甲醛水溶液（甲醛含量为37%：福尔马林）：其水 溶液为甲二醇、聚甲醛、甲醇、甲酸及水的混合物。无色 透明液体，混入铁等物质为淡黄色，工业甲醛水溶液合格
进行得很慢，故工业上合成UF均在酸性条件下进行。 在酸性条件下，羟甲基与氨基或羟甲基及羟甲基之间
进行缩聚反应。
(1) 羟甲脲中的羟基与尿素中的氨基或一羟甲基脲上的氮 上氢原子进行缩聚反应
O N CH2OH + H2N C NH2
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O N CH2 HN C NH2 + H2O
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○ 液状（糖浆状或乳状）：水溶液，人造板胶粘剂最常用 ，一般可贮存 2-6 个月。
○ 粉状：开始应用较多，性能稳定，贮存期可长达1-2年。
○ 泡沫状：应用较少（主要用于胶合板生产）。 ○ 膜状：应用较少。
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脲醛树脂的性质
○ （1）由于含有大量的亲水性基团:羟甲基和酰胺基，
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(1) 经典理论
在碱性催化反应过程中，反应停止在羟甲基脲阶段。 如果在酸性的条件下，羟甲基脲中的羟甲基，可以进一步
发生缩聚反应。在PH<7时，羟甲基之间以及羟甲基与脲
之间可能会发生一系列反应。 羟甲基与胺基之间脱去一分子水，发生缩合而形成 亚甲基，使分子链增长而形成聚合物。
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3.3.2 缩聚反应
在特殊条件下也产生分子内缩合，当缩聚反应在较低的PH
值下进行，生成环状化合物糖醛(Uron) 。二羟甲基脲的两个端 羟基还有可以反应生成环状的产物，该产物被称为“Uron”尤 戎。
O HOCH2 NH C NH CH2OH
二羟甲基脲
O C NH H2C O
O
O
+ H2N
O
C NH CH2HN C NH2 O O
H2N C NH CH2 HN C NH CH2 HN C NH2 + H2O
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(1) 经典理论
○ 另外，二羟甲基脲缩聚成二甲基醚键，并析出水与甲醛。
O HOCH2 HN C NH CH2OH + HOCH2 O HOCH2 HOCH2 O HN C NH CH2OH O
品甲醛含量为36.5%～37.4%。贮存期 3个月。
○ 反应性：易被氧化成甲酸，极易聚合形成多聚甲醛 HOCH2O(CH2O)nH 。
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甲醛的性质
○ 在碱性介质中发生歧化反应生成甲酸和甲醇；与氨反
应生成六次甲基四胺和盐酸；与聚乙烯醇、淀粉和纤 维素等羟甲基化合物的反应。
第三章：脲醛树脂胶粘剂
胶粘剂与涂料之四
2013年10月
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Contents
3.1 3.2
概述 合成脲醛树脂的原料
3.3
3.4
脲醛树脂合成原理
影响脲醛树脂合成和性能的因素
3.5
脲醛树脂的制备
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2
3.1 概述
脲醛(UF)树脂是尿素和甲醛在催化剂（碱性或酸性催化剂）作用下 ，缩聚成初期脲醛树脂然后在固化剂或助剂作用下，固化后形成不溶、 不熔的末期树脂。 脲醛树脂于1844年由B.Tollens首次合成，1929年德国染料公司（IG 公司）获得UF树脂用于胶接木材的专利，其产品名叫Kanrit Leim，是一
○ 毒性：有毒，重点控制对象。
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甲醛危害
浓度0.15-0.3mg/m3 ：刺激眼睛和呼吸道粘膜
浓度2.4-3.6mg/m3 ：刺激呼吸道粘膜、皮肤，引起灼伤
严重中毒：失去知觉、死亡 我国规定：一般空气中浓度 ≤ 1.0mg/m3 ：生产车 间 ：≤ 3.0mg/m3
（1）加成反应
O H2N C NH2 HO CH2 OH O H2N C NHCH2OH H2O
甲醛水合物
一羟甲基脲 白色固体，熔点111-113℃
1mol尿素与<1mol的甲醛反应
尿素 水合甲醛
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