二次加甲醛,四次加尿素的脲醛胶合成法,分批加入,分步控制,取得了良好效果。 尿素,甲醛,烧碱,甲酸。制备:将1560kg甲醛一次加入3000L的搪瓷反应釜中搅拌,用20%的烧碱溶液调pH至7.2~7.6,夹套蒸气加热至60~65℃,加入第一批尿素530kg,自动升温反应30min,然后升温至95~98℃保温20min,自然降温至90℃。调pH至5.0~5.6,在85~90℃聚合至胶液滴入40℃的水中出现彗星状的小胶粒为止。调pH至7.2~7.6,加入第二批甲醛320kg,在70℃左右搅拌30min。加入第三批尿素240kg,在70℃左右搅拌20min,然后用甲酸调pH至6.6~6.8,于70℃搅拌30min;用20%烧碱溶液调pH至7.2~7.6,加入最后一批尿素120kg,搅拌至溶解。调pH至8.0~8.5,降至室温出料。产品性为半透明至透明、流动液体,黏度(涂4杯)冷压胶60~180s、热压胶16~21s,游离醛0.1%左右,固含量49%(热压不脱水)、55%(冷压脱水),固化速度20~40s,活性期4~8h(20g试样,加入1%的氯化铵,室温放置),pH7.2~8.0(pH试纸),贮存期不少于2个月(阴凉处)。产品粘接强度高,游离醛低,质量稳定。
主要影响因素:分批加入分步控制的影响 传统的脲醛树脂分子,一般为线型结构,由于无法解决分子的长度与水溶性(稳定性)之间的矛盾,因此,树脂分子虽为线型但不够长,更谈不上有意识地在线型分子中引入支链,合成体型树脂分子。采用二次缩聚,以增长线型分子的长度,其水溶性反而有少许增加,然后再向线型分子中引入适量的支链活性基团,在一定条件下(加入固化剂,热压等),树脂与纤维素相互交联形成网状结构的特大分子。二羟甲基脲的生成 二羟甲基脲的量直接影响产品质量,增大F/U有利于生成更多的二羟甲基脲,但F/U过大,又导致体系中游离醛含量增多;F/U过小,生成物以一羟甲基脲为主,酸性条件下反应会生成大量白色沉淀。因此,F/U比值控制在2.1为宜,低温对生成二羟甲基脲是有利的,但温度过低又会降低反应速率,延长反应时间,加成阶段的温度不宜低于50℃。首次缩聚生成线型脲醛树脂 随着反应的进行,树脂的水溶性迅速减小,黏度增大,时间提前,会使最终产品流动性变大,甚至发生尿素与二羟甲基脲环化而出现白色混浊甚至沉淀(产品不容于水),时间推后将会造成黏度过大,使贮存期变。再次缩聚大大增加线型树脂分子的长度 再引入尿素分子作为新的连接手段,增加了线型分子的长度,保持了新生成树脂的水溶性,使得树脂胶的贮存期变长。二次加甲醛向线型分子中引入支链 通过二次加甲醛可引入更多的支链,使得脲醛树脂制品剪切强度及韧性明显增加,但甲醛加入过多,分子中引入的亲水基增多,宏观上又会导致黏度迅速变小。降低产品中游离甲醛 为了降低产品中的游离甲醛,首先控制第一批尿素的加入量,使得F/U在2.1左右,确保了二羟甲基脲的生成,使体系中游离醛量降到较低的水平,以缩聚反应中游离醛参与反应生成较多的不稳定醚键,导致下游产品的甲醛超标。后三批尿素加入以后,首先在碱性条件下捕获一些游离醛,然后再行使其主要功能。这样,整个制备过程始终维持相对较低的游离醛水平,确保了其使用以后甲醛释放量降至最低程度。
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