脲醛树脂的生产工艺
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组分用量/g 组分用量/g
工业甲醛(36%)960 氢氧化钠(30%)适量
尿素(含氮量46.6%)370 甲酸(20%)适量
制备将甲醛投入反应器,搅拌,用氢氧化钠溶液调PH值为7.5,加热至40℃时,加入占总量3/4的尿素,在50-60min内将温度升至90℃,保持20min。加入剩余的尿素,在90℃下反应40min。用甲酸调PH值为5.3-5.6,于92℃保温30min,之后逐渐升温至97℃。当黏度达到要求后,立即用氢氧化钠溶液调PH值为7.5-8。真空脱水,当脱水量达到甲醛含水量的65%时停止脱水。降温,同时用氢氧化钠溶液调PH值为7-8。当降温至50℃时放料。
用途本胶在家具的生产过程中主要用作锯末的黏结材料。以本胶、锯末、装饰纸为原料,制作桌面、凳椅面、建筑组合件等模压木制品,生产工艺简单,生产成本低,而且美观、牢固、耐水性能优良。
但就目前情况而言,传统工艺生产的产品存在耐水性,耐老化性和韧性较差的缺点,特别是在环境意识和要求日渐提高的今天,传统工艺产品在生产和使用过程中大量逸出游离甲醛,污染环境,将会严重地制约和限制该产品的使用。
工艺方法
工艺配方:甲醛,尿素(摩尔比)=1.36:1 三聚氰胺1%(物料总量),聚乙烯醇1%(物料总量),20%氯化铵7%(物料总量),变性淀粉3%(物料总量)
将配方中的甲醛投入反应釜,用30%的NaOH调PH值为8—8.5,加入第一批尿素(尿素总量的40%),反应15分钟,加入三聚氰胺,控制温度85℃,反应30—40分钟,以20%NH4CL调PH值5—5.5,加入PVA,再加入第二批尿素(总量的50%),控制温度85±5℃,反应40—60分钟,调PH值为7—8,加入剩余的尿素,反应10—20分钟,调PH值7—8,冷却在40℃以下,加入填料,搅拌均匀后出料。
工艺过程注意问题
1、PH值偏低时缩聚时易生成不溶性的聚甲基脲而产生沉淀,且易凝胶,故缩聚时,应严格控制PH5—5.5。
2、过程的第三步应经常测浑蚀点和注意温度控制,因为,粘度与反应终点相关,过早则粘度小,另外,温度与粘度成反比例关系,故控制温度,掌握终点,直接影响产品粘度。
3、若温度偏高,PH值偏低,则粘度过大,且易凝胶。
本工艺根据化学反应原理设计改性工艺生产的产品,耐水性、耐老化性和韧性均得到提高,剪切强度增大,游离甲醛含量降低了67%,且工艺路线进一步简化,成本降低,达到了改性的目地,但仍然有在不足之处,产品的稳定性有所提高,工艺条件的控制较传统工艺要求严格。
只以脲甲醛树脂为例.
尿素与甲醛发生亲核加成反应,反应如下:
第一步生成聚合前体:
H2N-CO-NH2 + 2H-CHO = HOCH2-NH-CO-NH-CH2OH (酸性条件)
H2N-CO-NH2 + 2H-CHO = HOCH2-N(CH2OH)-CO-N(CH2OH)-CH2OH (碱性条件)
第二步聚合:
线性结构脲醛树脂:nHOCH2-NH-CO-NH-CH2OH = HO-[-CH2-NH-CO-NH-CH2-O]n-H + (n-1)H2O (酸性条件)
体性结构脲醛树脂就是n个HOCH2-N(CH2OH)-CO-N(CH2OH)-CH2OH脱水(链上-CH2OH手尾连成链,N上-CH2OH一上一下脱水交联,形成空间网状结构)
综上,酸性条件得线性结构脲醛树脂,碱性得体型结构.