專利名稱：：脲醛樹脂的添加劑、含該添加劑的脲醛樹脂及其制備方法
技術領域：
：本發明涉及一種粘合劑的添加劑、含該添加劑的基于有機高分子化合物的粘合劑及其制備方法，特別涉及一種人造板用脲醛樹脂的添加劑、含該添加劑的脲醛樹脂及其制備方法。
背景技術：
：30年來，我國的木材工業得到了快速發展。2006年，人造板總產量7428萬立方米，其中膠合板2729萬立方米、細木工板1155萬立方米。人造板總產量、膠合板產量、家具產量均位居世界第一位。由于人造板生產中普遍采用的是甲醛系膠粘劑，特別是大量使用脲醛樹脂膠粘劑，導致人造板及其制品(家具、木地板、室內木質裝飾材料等)存在著甲醛釋放問題，是室內空氣污染中甲醛污染的主要來源。隨著人們健康意識、室內環境意識、生活質量意識的日益提高，人造板甲醛釋放造成的污染空氣、損害健康問題越來越受到人們的重視。在我國的城市，繼"煤煙型"、"光化學煙霧型"污染后，現代人正陷身于以"室內空氣污染"為標志的第三污染時期。一項北京城區居室污染物檢測結果表明，室內空氣污染程度比室外高4-8倍；被稱為"四大隱形殺手"之一的甲醛的平均濃度超標6-7倍。甲醛對眼、粘膜和呼吸道有刺激作用，會引起慢性呼吸道疾病、過敏性鼻炎、免疫功能下降等；被認為是潛在的致癌物質，可能是鼻癌、咽喉癌、皮膚癌的誘因。據統計，我國每年由室內空氣污染引起的超額死亡數達ll.l萬人，超額門診數22萬人次，超額急診數430萬人次。解決人造板甲醛釋放問題已經到了刻不容緩的地步。目前，降低人造板甲醛釋放量的方法主要有1)采用低摩爾比改性脲醛樹脂膠粘劑；2)采用其他環保型膠粘劑；3)在人造板用脲醛樹脂膠粘劑中加入甲醛捕捉劑；4)對人造板進行后處理。但是，這些技術方法都存在著這樣或那樣的缺陷。如，1)采用低摩爾比改性脲醛樹脂膠粘劑雖然能夠有效降低人造板產品的甲醛釋放量，但是產品的膠合強度也往往降低，不能滿足要求；固化時間延長，生產效率降低；2)采用其他環保型膠粘劑，如異氰酸酯類膠粘劑，導致人造板的生產成本往往大幅度增加，企業和用戶都難以接受；3)在人造板用脲醛樹脂膠粘劑中加入甲醛捕捉劑，雖然能夠有效降低人造板游離甲醛釋放量，但是往往同時降低人造板的膠合強度；同時，一般甲醛捕捉劑價格往往遠遠高于脲醛樹脂膠粘劑，其加入就提高了產品成本，降低了產品競爭力，例如日本大鹿振興株式會社生產的FC-5號甲醛捕捉劑售價為50000元/噸，如果在膠中加入1%-2%，則每噸脲醛樹脂成本就會提高5001000元；4)對人造板進行后處理，如公開號為CN1526528的發明專利申請中公開了一種El/EO級環保型人造板的制造工藝，采用氨氣真空法，公開號為CN2394770的實用新型專利中公開了一種降低人造板甲醛釋放量的處理裝置，但是后處理設備往往投資較大。
發明內容本發明的目的是針對以上現有技術存在的問題，提供一種人造板用膠粘劑的添加劑、其制備方法及含該添加劑的脲醛樹脂。本發明添加劑中含有脫脂豆蛋白粉，在脲醛樹脂中加入該添加劑，不但保證所制備的膠合板的膠合強度，而且能夠有效降低所制備膠合板中的甲醛釋放量。為實現本發明的目的，本發明一方面提供一種脲醛樹脂的添加劑，其原料包括分散介質、脫脂豆蛋白粉和絡合劑。其中，上述原料的重量份配比為分散介質70-80、脫脂豆蛋白粉20-35、絡合劑1-3。特別是，原料的重量份配比選擇分散介質72-76、脫脂豆蛋白粉25-30、絡合劑1.2-2.6。其中，分散介質選擇為軟化水。其中，絡合劑包括硫酸鋁和碳酸鋯，硫酸鋁和碳酸鋯之間的重量份配比為0.4-2.4:1，優選0.6-1.8:1。本發明另一方面提供一種脲醛樹脂的添加劑的制備方法，包括如下順序進行的步驟1)使脫脂豆蛋白粉分散在分散介質中；2)加入絡合劑使其進行絡合反應。其中，在所述步驟l)中，將脫脂豆蛋白粉加入所述分散介質后攪拌均勻，并使獲得的混合物在40-8(TC下保溫3-6小時；在所述步驟2)中，使所述混合物降溫至25-35'C時加入絡合劑并攪拌均勻。其中，原料的重量份配比為分散介質70-80、脫脂豆蛋白粉20—35、絡合劑l-3。特別是，原料的重量份配比選擇分散介質72-76、脫脂豆蛋白粉25-30、絡合劑1.2-2.6。其中，絡合劑包括硫酸鋁和碳酸鋯，硫酸鋁和碳酸鋯之間的重量份配比為0.4-2.4:1，優選0.6-1.8:1。其中，分散介質選擇為軟化水。本發明另一方面提供一種脲醛樹脂膠粘劑，含有上述的脲醛樹脂的添加劑。其中，脲醛樹脂的添加劑與脲醛樹脂的重量份配比為0.25-4:1。特別是，脲醛樹脂選擇尿素與甲醛摩爾比為1:1.1-2.0的脲醛樹脂。本發明的優點體現在以下方面1、脫脂豆蛋白為一種可再生的資源，作為人造板用膠粘劑的原料，有助于解決常規人造板膠粘劑中使用的合成化石原料的枯竭問題，可以有效節省脲醛樹脂制造中的化石資源用量，符合環境保護與可持續發展原則。2、本發明制備的脲醛樹脂，能夠在保證不降低脲醛樹脂粘合劑固化速度、膠合強度前提下，大大降低膠接制品的甲醛釋放量。3、本發明方法的添加劑以及含有添加劑的脲醛樹脂的制備方法簡單，工藝條件溫和，操作簡便，成品質量容易控制，生產成本低。具體實施例方式下面通過具體實施例詳細描述本發明的內容。本發明采用尿素與甲醛的摩爾比為1:1.2的脲醛樹脂，脲醛樹脂的性能指標如下固體含量50-55%pH值7.0-7.2粘度(20°C)150-300mPas游離甲醛含量<0.3%貯存期20-30天本發明使用的脲醛樹脂不限于上述脲醛樹脂，工廠普遍采用的各種普通脲醛樹脂和改性脲醛樹脂也都適用。實施例1本發明的脲醛樹脂的添加劑按照以下步驟生產1)按照以下重量配比備料軟化水70kg脫脂豆蛋白粉20kg硫酸鋁0.8kg碳酸鋯0.5kg2)將全部的脫脂豆蛋白粉加入裝有軟化水的反應釜中，攪拌均勻；3)加熱升溫至40°C,保溫反應6小時；4)然后降溫至3(TC，向反應釜中順序加入硫酸鋁、碳酸鋯，攪拌均勻，制得豆蛋白添加劑。其中，豆蛋白添加劑的性能指標如表l所示。本實施例中的改性脲醛樹脂粘合劑按照如下方式配制而成豆蛋白添加劑與上述脲醛樹脂按重量份比為30:70的比例混合均勻。配制的改性脲醛樹脂粘合劑的質量指標如表2所示。實施例2本發明的脲醛樹脂的添加劑按照以下步驟生產1)按照以下重量配比備料-軟化水80kg脫脂豆蛋白粉35kg硫酸鋁1.0kg碳酸鋯1.5kg2)將全部的脫脂豆蛋白粉加入裝有軟化水的反應釜中，攪拌均勻；3)加熱升溫至50°C，保溫反應3小時；4)然后降溫至3(TC，向反應釜中順序加入硫酸鋁、碳酸鋯，攪拌均勻，制得豆蛋白添加劑。其中，豆蛋白添加劑的性能指標如表l所示。本實施例中的改性脲醛樹脂粘合劑按照如下方式配制而成豆蛋白添加劑與上述脲醛樹脂按重量份比為50:50的比例混合均勻。配制的改性脲醛樹脂粘合劑的質量指標如表2所示。實施例3本發明的脲醛樹脂的添加劑按照以下步驟生產1)按照以下重量配比備料-軟化水75kg脫脂豆蛋白粉30kg硫酸鋁1.1kg碳酸鋯1.2kg2)將全部的脫脂豆蛋白粉加入裝有軟化水的反應釜中，攪拌均勻；3)加熱升溫至6CTC，保溫反應5小時；4)然后降溫至3(TC，向反應釜中順序加入硫酸鋁、碳酸鋯，攪拌均勻，制得豆蛋白添加劑。其中，豆蛋白添加劑的性能指標如表l所示。本實施例中改性脲醛樹脂粘合劑按照如下方式配制而成豆蛋白添加劑與上述脲醛樹脂按重量份比為70:30的比例混合均勻。配制的改性脲醛樹脂粘合劑的質量指標如表2所示。表1本發明豆蛋白添加劑的性能指標檢測結果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2本發明改性脲醛樹脂粘合劑的質量性能指標檢測結果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>對照例1采用上述尿素與甲醛的摩爾比為1:1.2的脲醛樹脂作為對照例1。實驗例1分別利用本發明實施例的改性脲醛樹脂膠粘劑和對照例1-2的膠粘劑來制造七層膠合板，采用以下制備工藝參數楊木單板含水率58%;厚1.6mm;調膠各膠中按總重量的10%加入面粉，調和均勻；施膠芯板雙面涂膠，涂膠量為220300g/m2。陳化方式及時間閉合陳化，陳化30分鐘。預壓壓力及時間壓力0.8MPa,預壓30分鐘。熱壓熱壓壓力1.2MPa，熱壓溫度為120°C，熱壓時間為3niin。按上述工藝制造的七層膠合板的性能檢測結果如表3所示，其中按GB/T17657-1999《人造板及飾面人造板理化性能實驗方法》檢測方法對生產的膠合板產品進行性能檢測。表3膠合板的甲醛釋放量與膠合強度<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實驗結果表明，采用本發明改性脲醛樹脂膠粘劑制備的膠合板中甲醛釋放量顯著降低，與對照例l膠粘劑制備的膠合板中甲醛釋放量相比，實施例l-3的甲醛釋放量分別下降了55.9%、68.6%和85.3%。因此，釆用本發明方法制備的脫脂豆蛋白添加劑與脲醛樹脂混合使用，能夠有效降低膠接制品的甲醛釋放量。此外，實驗結果表明，采用經過本發明制備的豆蛋白膠粘劑添加劑與脲醛樹脂混合(重量份配比在70%以下)后，可以獲得膠接性能與普通脲醛樹脂相當的脲醛樹脂粘合劑，能夠保證膠合板的膠合強度。本發明方法制備的改性脲醛樹脂膠粘劑制備的膠合板按GB/T17657—1999《人造板及飾面人造板理化性能試驗方法》的規定，達到II類膠合板膠合強度。II類膠合板的甲醛釋放量及物理力學性能指標要求如下El級，甲醛釋放量^1.5mg/L;E2級，甲醛釋放量^5.0mg/L;楊木膠合板膠合強度^0.7MPa。表3的檢測結果還說明本發明的改性脲醛樹脂膠粘劑對膠合板的物理力學性能影響不大，不降低膠合板的等級。權利要求1、一種脲醛樹脂的添加劑，其原料包括分散介質、脫脂豆蛋白粉和絡合劑。2、如權利要求1所述的脲醛樹脂的添加劑，其特征在于所述原料的重量份配比為分散介質70-80、脫脂豆蛋白粉20-35、絡合劑l-3。3、如權利要求2所述的脲醛樹脂的添加劑，其特征在于所述原料的重量份配比選擇分散介質72-76、脫脂豆蛋白粉25-30、絡合劑1.2-2.6。4、如權利要求1至3任一所述的脲醛樹脂的添加劑，其特征在于所述絡合劑包括硫酸鋁和碳酸鋯，其中硫酸鋁和碳酸鋯之間的重量份配比為0.4-2.4:1。5、一種如權利要求1所述的脲醛樹脂的添加劑的制備方法，包括如下順序進行的步驟1)使脫脂豆蛋白粉分散在分散介質中；2)加入絡合劑使其進行絡合反應。6、如權利要求5所述的脲醛樹脂的添加劑的制備方法，其特征是在所述步驟1)中，將所述脫脂豆蛋白粉加入所述分散介質后攪拌均勻，使獲得的混合物在40-8(TC下保溫3-6小時；在所述步驟2)中，使所述混合物降溫至25-35'C時加入所述絡合劑并攪拌均勻。7、如權利要求5或6所述的酚醛樹脂的添加劑的制備方法，其特征是所述原料的重量份配比為分散介質70-80、脫脂豆蛋白粉20—35、絡合劑l-3。8、如權利要求7所述的脲醛樹脂的添加劑的制備方法，其特征在于所述原料的重量份配比選擇分散介質72-76、脫脂豆蛋白粉25-30、絡合劑1.2-2.6。9、如權利要求5或6所述的脲醛樹脂的添加劑的制備方法，其特征在于所述絡合劑包括硫酸鋁和碳酸鋯，其中硫酸鋁和碳酸鋯之間的重量份配比為0.4-2.4:1。10、一種脲醛樹脂膠粘劑，其特征在于含有如權利要求1-3任一所述的脲醛樹脂的添加劑。全文摘要本發明提供一種脲醛樹脂的添加劑、其制備方法及含該添加劑的脲醛樹脂膠粘劑。該添加劑的原料包括分散介質、脫脂豆蛋白粉和絡合劑，其中原料的重量份配比為分散介質70-80、脫脂豆蛋白粉20-35、絡合劑1-3，絡合劑包括其重量份配比為0.4-2.4∶1的硫酸鋁和碳酸鋯。本發明添加劑中含有脫脂豆蛋白粉，在脲醛樹脂中加入該添加劑，不但保證所制備的膠合板的膠合強度，而且能夠有效降低所制備人造板中的甲醛釋放量。文檔編號C08L61/00GK101205348SQ20071017921公開日2008年6月25日申請日期2007年12月11日優先權日2007年12月11日發明者周文瑞,張世鋒,張德榮,李建章,軍母,強高申請人:北京林業大學