[发明专利]一种游离甲醛含量低的脲醛树脂的生产方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及脲醛树脂的生产方法及设备，更具体的说是关于游离甲醛含量低的脲醛树脂的生产方法及设备。

背景技术

脲醛树脂是木材工业中应用最广泛的胶粘剂，产量居于首位。用常规的生产方法制得的脲醛树脂中，游离甲醛的含量很高、占脲醛树脂重量的1-3％，使用这种高含游离甲醛的脲醛树脂制造人造板时，会有大量的甲醛逸出，严重地污染环境，损害工人的健康。用这样的人造板装修房屋、制造家具后，室内带有甲醛气味，给使用者带来危害。为此，专利号为US2467212、特公昭43-20476和特公昭48-17877的专利提出以低甲醛的摩尔比制取脲醛树脂，脲醛树脂中游离甲醛的含量可以减少到1％以下，当甲醛与尿素的摩尔比低于1.25∶1时，人造板的游离甲醛释放量达到或接近30mg/100g。但是，低摩尔比的脲醛树脂，其胶合强度、储存稳定性、水溶性等性能指标均较差，且工艺操作难度大，单位胶耗高，综合成本大，严重制约着人造板的质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种胶合强度高、稳定性好、游离甲醛含量低的脲醛树脂的生产方法。

本发明的另一目的是提供该生产方法的设备。

这种游离甲醛含量低的脲醛树脂的生产方法，包括按常规的方法生产出游离甲醛含量高的脲醛树脂后，再依次进行以下的步骤：

a、直接除醛，在温度低于80℃和搅拌条件下向游离甲醛含量高的脲醛树脂中加入脲醛树脂重量的0.05％-2.5％的直接除醛剂氨，进行直接除醛，按重量份计使脲醛树脂中游离甲醛的含量降到0.1％-0.01％；

b、潜性除醛，在搅拌条件下，向直接除醛后的脲醛树脂中加入脲醛树脂重量的0.01％-5％的潜性除醛剂，进行潜性除醛；

c、pH调节，用碱性物质pH调节剂或酸性物质pH调节剂将潜性除醛后的脲醛树脂的pH值调到6.5-8.0，即为成品。

上述向游离甲醛含量高的脲醛树脂中加入直接除醛剂氨的方法有两种：一种是直接缓慢均匀地通入氨气，另一种是在搅拌条件下向脲醛树脂中加入脲醛树脂重量的0.2％-3.5％的氯化铵，并立即用30％-60％的氢氧化钠将脲醛树脂的pH值调到6.5-9.5，按重量份计使脲醛树脂中游离甲醛的含量降到0.1％-0.01％。

上述的潜性除醛剂可以是尿素，也可以是三聚氰胺。

上述的碱性物质pH调节剂包括氢氧化钠、氨水，酸性物质pH调节剂包括盐酸、磷酸、氯化铵、草酸和柠檬酸。

实现上述的游离甲醛含量低的脲醛树脂生产方法的设备，包括釜内法生产设备或釜外法生产设备，釜内法生产设备包括底部安装有气体分布器的反应釜，气体分布器通过管路与液氨储罐连通，管路上接有带有流量计的减压阀；釜外法生产设备包括一个反应釜单元和一个底部安装有气体分布器的专用除醛反应罐，气体分布器通过管路与液氨储罐连通，管路上接有带有流量计的减压阀。

上述的气体分布器包括一环形管盘，该环形管盘的顶面上均布有氨气出孔，氨气出孔的孔径为1-20mm。

本发明的一个重要特点是按常规的方法先生产出游离甲醛含量高的脲醛树脂后，再向游离甲醛含量高的脲醛树脂中加入直接除醛剂氨，进行直接除醛，氨可以是氨气，也可以是由氯化铵与氢氧化钠反应放出的氨。

直接投入氨气与游离甲醛反应，生成六亚甲基四胺和水：

    

由氯化铵与氢氧化钠反应生成氨和氯化钠，氨再与游离甲醛反应，生成六亚甲基四胺和水：

    

    

氨的加入了消除脲醛树脂中的游离甲醛，所生成的六亚甲基四胺并不影响脲醛树脂的质量，它可以在用脲醛树脂作为胶粘剂制作产品时起到固化剂的作用。

本发明的另一个重要特点是在消除脲醛树脂中的游离甲醛后，再通过加入作为潜性除醛剂的尿素或三聚氰氨，来消除在人造板制作的热压过程中脲醛树脂热解产生的游离甲醛和木材热压时木材本身热解放出的游离甲醛，从而保证了制出的人造板中游离甲醛的含量接近于零，达到国家标准。

潜性除醛剂尿素在热压时发生如下反应：