[发明专利]E0级室外型胶合板用苯酚-尿素-甲醛树脂胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保型I类胶合板用酚醛树脂胶的制备方法，尤其涉及一种E₀级I类胶合板用，以尿素改性的低成本酚醛树脂胶的制备方法。

背景技术

2007年中国人造板产量8838.58万m³，据林产工业协会估算人造板工业用胶粘剂535.68万吨(100％固体计)，其中脲醛树脂胶504.49万吨，占94.18％；酚醛树脂胶25.67万吨，占4.79％。酚醛树脂胶的胶接强度高，具有优良的耐候、耐水性能，成为室外级人造板的首选胶种，主要用于混凝土模板、车厢板、集装箱底板等室外级胶合板。酚醛树脂也存在颜色较深，固化速度慢，固化后胶层硬脆，成本高等缺点。尤其近年来石油危机，酚醛价格猛涨，使酚醛树脂价格居高不下，限制其广泛应用。国外酚醛树脂胶广泛用于生产建筑领域用的胶合板、刨花板、MDF等。国内酚醛树脂胶主要用于生产室外级胶合板，由于成本较高，很少用于生产刨花板、MDF。

降低酚醛树脂胶的成本成为科技人员的研究热点。ZL92107343.7，ZL92107344.5介绍了二种制备室外级胶合板用中国黑莉单宁胶的方法，目前我国黑莉单宁数量少，无法推广。CN101157834介绍了苯酚花生壳粉液化产物与甲醛反应制备性能与普通酚醛树脂胶相当的室外级胶合板用胶，花生壳粉与苯酚的液化工艺麻烦，未见工业化生产的报导。CN101492522介绍了碱木质素改性酚醛树脂的制备方法，用碱木质素替代30-50％苯酚的改性酚醛树脂能制备E₀级I类胶合板，由于改性酚醛胶有难闻气味，妨碍其工业化推广。

由于尿素价格低廉，来源广泛，许多科技人员用尿素改性酚醛树脂，以降低成本。综观前人尿素改性酚醛树脂的合成工艺，有以下三种：

1.按PF树脂的制备工艺，在碱性条件下进行加成反应、缩聚反应制备PUF树脂；

2.按UF树脂的制备工艺，先将苯酚、尿素在弱碱性条件下与甲醛进行加成反应，然后在弱酸性条件下缩聚成PUF树脂；

3.分别制备UF树脂预聚液和PF树脂预聚液，再加两者缩聚成PUF树脂。

目前仅见到用苯酚质量40-50％的尿素改性的酚醛树脂能生产室外级胶合板。

发明内容

为了解决现有技术存在的尿素改性酚醛树脂的成本高、颜色深、贮存期短的缺点，本发明提供一种E₀级室外型胶合板用苯酚-尿素-甲醛树脂胶的制备方法，采用此胶压制的胶合板，胶合强度符合I类胶合板的要求，甲醛释放量符合E₀级要求。该尿素改性酚醛树脂的制备工艺简单，反应平和操作易控制、再现性好、成本较低、贮存期长。

本发明的技术方案：一种E₀级室外型胶合板用苯酚-尿素-甲醛树脂胶的制备方法，

第一步：将苯酚、甲醛溶液、尿素混合，加入占苯酚质量0.2～0.4％的二价金属离子的氧化物或盐为催化剂，升温至85～95℃反应40～60min，其中甲醛/苯酚的摩尔比为0.84～0.99，甲醛/(苯酚+尿素)的摩尔比为0.64～0.85；

第二步：再次加入甲醛溶液和尿素，或者这部分尿素也可在第三步时再加入，效果相同，再加入碱金属氢氧化物溶液，碱金属氢氧化物溶液中碱金属的质量占苯酚质量的5％，控制体系中甲醛/苯酚的摩尔比为1.68～2.28，甲醛/(苯酚+尿素)的摩尔比为1.46～1.68，80～90℃反应60～90min；

第三步：继续加入甲醛溶液和碱金属氢氧化物溶液，碱金属氢氧化物溶液中碱金属的质量占苯酚质量的5％，若前一步没有加入尿素，则此时加入尿素，控制体系中甲醛/苯酚的摩尔比为2.30～3.00，甲醛/(苯酚+尿素)的摩尔比为1.48～1.95，80～90℃反应50～80min；

第四步：再次加入尿素和碱金属氢氧化物溶液，碱金属氢氧化物溶液中碱金属的质量占苯酚质量的14～21％，控制体系中甲醛/(苯酚+尿素)的最终摩尔比为1.30～1.66，60～80℃反应至粘度达到格式管倒泡测定法1.5～2.0s，冷却出料。

第一步中的二价金属离子的氧化物或盐为CaO、MgO、BaO、Zn(Ac)₂中的任意一种。

所述的碱金属氢氧化物为NaOH或KOH。

有益效果