低游離醛樹脂與消醛劑的研究.pdf

1、社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展促使建筑裝飾人造板行業(yè)迅速發(fā)展，并在室內(nèi)裝修及家具制作方面得到廣泛應(yīng)用。人造板生產(chǎn)粘合劑用的脲醛、酚醛、三聚氰胺甲醛樹脂，通常稱為“三醛”樹脂。目前，建筑裝飾人造板是合成樹脂粘合劑用量最大的領(lǐng)域，但是仍然存在游離甲醛含量過高，膠合強(qiáng)度等理化性能下降等問題。未來相當(dāng)一段時期，“三醛”樹脂粘合劑由于其成本優(yōu)勢、粘結(jié)性能良好等優(yōu)點(diǎn)，仍將是我國人造板加工業(yè)最大用量并將要求環(huán)?；恼澈蟿?。因此降低“三醛”樹脂中的游離甲醛含量，同

2、時又不影響樹脂的使用性能，仍將是國內(nèi)外研究開發(fā)的熱點(diǎn)。
　　本文旨在合成游離甲醛含量低和粘結(jié)性能良好的脲醛、酚醛和三聚氰胺甲醛樹脂及相應(yīng)的消醛劑。
　　黃腐植酸是腐植酸中可溶于水的部分，廣泛存在于褐煤、泥炭、風(fēng)化煤及土壤中，具有較低的分子量，結(jié)構(gòu)中含有多種活性官能團(tuán)，物理、化學(xué)活性均優(yōu)于其它腐植酸。本文通過對其酚化改性以提高其與甲醛的反應(yīng)活性。既有利于降低樹脂中游離醛含量、改善其柔性和耐水性，又有利于拓寬腐植酸的應(yīng)用領(lǐng)域。<

3、br>　　首先采用正交試驗(yàn)對脲醛樹脂、酚醛樹脂和三聚氰胺甲醛樹脂的合成工藝進(jìn)行優(yōu)化，以游離醛含量作為樹脂的主要質(zhì)量指標(biāo)，來獲取低游離甲醛的最優(yōu)工藝條件。
　　為了減少酚醛樹脂中游離酚的含量，本文以酚化黃腐植酸部分替代苯酚來實(shí)現(xiàn)游離酚含量的降低。然后在正交試驗(yàn)優(yōu)化的工藝條件基礎(chǔ)上，通過單因素實(shí)驗(yàn)法，考察各種消醛劑對“三醛”樹脂游離甲醛含量的影響。
　　最后以異氰酸酯作為增強(qiáng)劑考察4，4'-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）的不同加

4、入量對樹脂膠合強(qiáng)度的影響。同時使用改性黃腐植酸和異氰酸酯來改性“三醛”樹脂，在國內(nèi)外還鮮見報(bào)道。
　　本文主要實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下：
　?。?）脲醛樹脂：反應(yīng)物料物質(zhì)的量比（nF/nU）為1:1，羥甲基化反應(yīng)時間為80min，縮聚反應(yīng)時間為80min，縮聚pH為4.5，縮聚反應(yīng)溫度為85℃，選用0.6％（占甲醛與尿素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的酚化黃腐植酸作為消醛劑，3.5%的4，4'-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）作為增強(qiáng)劑，此時游離醛含量為0

5、.09%，固含量為65.02%，樹脂膠合強(qiáng)度為1.28MPa，穩(wěn)定儲存時間超過15天。
　?。?）酚醛樹脂：反應(yīng)物料物質(zhì)的量比(nF/nP)為1.4:1，反應(yīng)時間為4小時，反應(yīng)溫度為70℃，反應(yīng)pH為10.0，催化劑選用氫氧化鈉與三乙胺復(fù)合催化劑，用酚化黃腐植酸替代12%的苯酚來降低游離酚含量，以3%的尿素作為消醛劑，1.5%的MDI為增強(qiáng)劑，并此時酚醛樹脂游離甲醛含量為0.09%，游離酚含量為5.58%，固含量為55.35%，膠

6、合強(qiáng)度為1.35MPa，穩(wěn)定儲存其大于30天。
　?。?）三聚氰胺甲醛樹脂：反應(yīng)物料物質(zhì)的量比為2.2:1，pH為8.0，溫度為70℃，時間55min，醚化劑乙二醇為5%，以3%的尿素為消醛劑，1.5%的MDI作為增強(qiáng)劑，此時游離甲醛含量為0.27%，膠合強(qiáng)度為1.56MPa。
　　(4)通過紅外表征可知黃腐植酸結(jié)構(gòu)中存在苯環(huán)結(jié)構(gòu)，且改性后得到的酚化黃腐植酸結(jié)構(gòu)中含有更多的活性位點(diǎn)，有利于與甲醛進(jìn)行反應(yīng)，起到消醛劑的作用。各

7、消醛劑和異氰酸酯均已成功引入到樹脂結(jié)構(gòu)中。由熱分析可知，經(jīng)過異氰酸酯和消醛劑改性后的脲醛樹脂和酚醛樹脂在高溫處具有較高的質(zhì)量保存率，且放熱峰和質(zhì)量損失峰均向高溫處移動，表明經(jīng)消醛劑和MDI改性后脲醛樹脂和酚醛樹脂的耐熱性能有了一定程度的提升。
　　本文在低游離甲醛“三醛”樹脂的工藝基礎(chǔ)上，采用4，4'-二苯基甲烷二異氰酸酯為增強(qiáng)劑來改性“三醛”樹脂，從而獲得低游離醛與高粘結(jié)性能兼具的“三醛”樹脂粘合劑。異氰酸酯分兩次添加，第一次在