專利名稱：苯酚-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種苯酚-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑及其制備方法，屬木材加工 中人造板生產技術領域。
背景技術：
酚醛樹脂(PF)和脲醛樹脂(UF)是人造板生產最重要的膠粘劑，其中酚醛樹脂 主要用于結構人造板和室外型人造板的生產，酚醛樹脂雖然具有一系列優點，但其固化 速率低，同時成本高，而脲醛樹脂具有固化速度快和制造使用成本低等顯著優點。因此， 通過引入尿素單體實施苯酚-尿素-甲醛共縮聚，不僅可顯著降低成本，同時也有利于提 高酚醛樹脂的反應速度。
萬秀平[l]曾對PUF樹脂發生共縮聚反應的可能性作了初步的探討，指出了各種羥 甲基酚及酚醛樹脂的低聚物處在各種羥甲脲或脲醛樹脂低聚物水深液的氛圍之中，有充 分的反應條件和機率，相互之間可以進行交聯反應，形成亞甲基交聯鍵或亞甲基醚鍵交 聯鍵。Pizzi等[2]人用低聚合度PF與占質量42%的尿素在堿性條件下反應的方法合成了 PUF共縮聚樹脂，該樹脂的固化速度及其性能比在同等條件下合成的PF樹脂更好。他 同時還認為在堿性條件下，往PF樹脂中加入尿素，鄰/對位酚羥基基團均能與尿素反應， 使PF分子鏈增長，鄰位和對位酚羥基與尿素反應的速度均快于不加入尿素時的縮聚反 應速度，樹脂結構分析證實了-CH2-NH-的存在。Kim等[3]也發現向PF樹脂中加入少量 的尿素，PF樹脂的聚合度迅速加大，此外，Tomita[4]提出一種以先制得聚羥甲基酚再 加入尿素而合成的PUF樹脂的結構。
上述文獻中PUF合成以脲醛樹脂或酚醛樹脂的低聚物為起點，專利申請人[5]首先 以苯酚、尿素和甲醛為起點合成了一種苯酚-尿素-甲醛(PUF)共縮聚樹脂，并對樹脂 性能和結構進行了全面的分析評估。結果表明所合成的共縮聚樹脂Jfc存穩定，固化速 度快，差熱分析和熱重分析表明苯酚-尿素-甲醛共縮聚樹脂的熱行為與酚醛樹脂十分相 似而與脲醛樹脂顯著不同。同時，結構分析表明PUF樹脂中存在著o-ph-CH2-NHCO 和p-ph-CH2-NHCO-結構單元，從而證明了共縮聚反應的存在。
中國專利CN1974624A[6]公開了傅深淵等人尿素-苯酚-甲醛共縮聚樹脂生產方法， 該方法合成線路與傳統脲醛樹脂相似，即堿-酸-堿合成方法。
經文獻檢索，未見與本發明相同的公開報道。 參考文獻
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2. A 。 Pizzi et al。
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3. Moon G Kim et al。
Effects of Urea Addition to Phenol-formaldehyde Resin Binders for Oriented strandboard. Wood Chemistry and Technology. 1996, 16(1): 21~34。
4. Tomita。 Synthesis of Phenol-Urea-Formaldehyde Cocondensed Resins from UF-concentrate and
Phenol, Holzforschung. 1994,48(6):522~526。
5. 杜官本等。苯酚-尿素-甲醛共縮聚樹脂研制J]合成與分析。林業科學。2000, 36 (5): 73~77。
6. CN 1974624A尿素-苯酚-甲醛共縮聚樹脂及其生產方法。
發明內容
本發明的目的在于提供一種單一介質環境的技術路線，有效實施苯酚、尿素、甲醛 共縮聚，所合成的苯酚-尿素-甲醛(PUF)共縮聚樹脂與酚醛樹脂性能相似，成本更低， 固化效率更高的苯酚-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑及其制備方法。
本發明的膠粘劑由苯酚、尿素、甲醛共縮聚而成，其中
a. 苯酚與尿素的摩爾比為1:0. 1~0.9;
b. 苯酚-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑外觀淡黃或淡紅褐色液體，固含量是 45-55%， pH是9. 0-11.0，儲存期7天以上。
本發明的苯酚-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑制備方法步驟如下(以下份數為重 量份數)
a. 取94份苯酚，加0. 1-0.8摩爾NaOH水溶液和100份37%的甲醛水溶液，攪拌下 分次加入尿素總量90%的第一次尿素，反應10分鐘后逐漸升溫到90~99°C;
b. 在90 99。C條件下保溫反應30分鐘后，第二次加入37%的甲醛水溶液42份，繼 續保溫反應；
c. 粘度達到100 800Pa/s后第二次加入尿素總量10%的尿素，繼續反應20分鐘后 冷卻放料。得到苯酚-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑。
本方法所用的設備為常規設備。
本發明所合成的苯酚-尿素-甲醛(PUF)共縮聚樹脂與酚醛樹脂性能相似，但成本 更低，固化效率更高，可替代目前廣泛使用的酚醛樹脂木材膠粘劑，并適合各種人造板 的生產。
具體實施例方式
本方法實施例所用的設備為常規設備。 實施例l:(每份為重量份數，克或千克) 該膠粘劑由苯酚、尿素、甲醛共縮聚而成，其中
a. 苯酚與尿素的摩爾比為1:0.1;
b. 苯酚-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑外觀為淡黃或淡紅褐色液體，固含量是
50%， pH是9.0,儲存期7天以上；
該膠粘劑制備方法步驟如下(以下份數為重量份數)
a. 取94份苯酚，加O. 1摩爾NaOH水溶液和100份37%的甲醛水溶液，攪拌下分次 加入第一次尿素5. 4份，反應10分鐘后逐漸升溫到9(TC;
b. 在90。C條件下保溫反應30分鐘后，加入第二次甲醛水溶液42份，繼續保溫反
本發明的帶-NCO基團的聚氨酯丙烯酸酯為芳香族聚氨酯丙烯酸酯或/ 和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，如UAXPLS2396、 UAXP2510,重量分數比沒有限 制。
本發明的帶羥基基團的聚氨酯丙烯酸酯為芳香族聚氨酯丙烯酸酯或/和 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，如UAXPLS2265等。
本發明的聚氨酯丙烯酸酯為芳香族聚氨酯丙烯酸酯或/和脂肪族聚氨酯 丙烯酸酯，如6141-100、 6121F-80，重量分數比沒有限制。
本發明的環氧丙烯酸酉旨為雙酚A環氧丙烯酸酯或/和脂肪酸改性環氧丙 烯酸酯，如621A-80、 624A-75，重量分數比沒有限制。
本發明的改性納米二氧化硅為十二酸改性納米二氧化硅或/和十二醇改 性納米二氧化硅，重量分數比沒有限制。
本發明的活性稀釋劑為單官能團稀釋劑、雙官能團稀釋劑或三官能團稀 釋劑其中之一，或任意其中二種的混合物，或三種的混合物。如單官能團稀 釋劑選用丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙 烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、 丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯。而 雙官能團稀釋劑選用鄰苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、鄰苯二甲酸三丙二醇 二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯 酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、1， 6-己二醇二丙烯酸酯、1， 4丁二 醇二丙烯酸酯、乙氧基化雙酚A 二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙 二醇二丙烯酸酯。三官能團稀釋劑選用三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化 三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、或丙氧基化甘油三丙烯酸 酯等。當為任意其中二種的混合物或三種的混合物其重量分數比不限。
而芳香酮光引發劑為二苯甲酮和叔胺的混合物或四甲基米蚩酮;烷基芳 基酮類光引發劑為2-羥基-2-甲基-l-苯基-l-l丙酮或1-羥基-環己基苯酮。
本本發明的雙組分底漆其底漆A的具體組分及重量分數見表1、表2，
底漆B的具體組分及重量分數見表3、表4，
權利要求
1、一種苯酚-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑，其主要特征在于單一介質環境以及甲醛、尿素分次加入；其中a.苯酚與尿素的摩爾比為1∶0.1～0.9；b.苯酚-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑外觀為淡黃或淡紅褐色液體，固含量是45-55％，pH是9.0-11.0，儲存期7天以上。
2、 權利要求1所述木材膠粘劑的制備方法，其特征在于制備方法步驟如下a. 取94份苯酚，加O. 1-0.8摩爾NaOH水溶液和100份37%的甲醛水溶液，攪拌下 分次加入尿素總量90%的第一次尿素，反應10分鐘后逐漸升溫到90~99°C;b. 在90 99t:條件下保溫反應30分鐘后，第二次加入37%的甲醛水溶液42份，繼 續保溫反應；c. 粘度達到100 800Pa/s后第二次加入尿素總量10%的尿素，繼續反應20分鐘后 冷卻放料,得到苯酚-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑。
全文摘要
本發明涉及一種苯酚-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑及其制備方法，屬木材加工中人造板生產技術領域。該膠粘劑由甲醛、尿素、苯酚共縮聚而成，其主要特征在于單一介質環境以及甲醛、尿素分次加入。在熔化的苯酚中加0.1-0.8摩爾NaOH水溶液和濃度為37％甲醛水溶液，攪拌下加入第一次尿素，反應10分鐘后逐漸升溫到90～99℃，保溫反應30分鐘后，加入第二次甲醛水溶液，繼續保溫反應，粘度達到100～800Pa/s后加入第二次尿素，繼續反應20分鐘后冷卻放料。本發明的苯酚-尿素-甲醛共縮聚樹脂木材膠粘劑具有與純酚醛樹脂相似的膠合性能，同時具有固化速度快、成本低等優點，可替代目前廣泛使用的酚醛樹脂木材膠粘劑，并適合各種人造板的生產。
文檔編號C09J161/14GK101100591SQ20071006605
公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月23日 優先權日2007年7月23日
發明者群 方, 君 李, 杜官本, 趙偉剛, 趙超超, 鄭志鋒, 洪 雷 申請人:西南林學院