[发明专利]一种苯酚改性脲醛树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子聚合物技术领域，尤其涉及一种苯酚改性脲醛树脂的制备方法。

背景技术

脲醛树脂是由尿素和甲醛为主要原料合成的热固性树脂，它是氨基树脂的一种，也是最古老的合成树脂之一，由于其成本低廉、颜色浅、不污染木材、硬度高、粘结强度高、耐油、抗霉、较好的绝缘性和耐温性等特点，被广泛应用于木材加工、胶合板等行业。在木材胶粘剂中占总量的80%以上，占据了相当重要的地位。但是脲醛树脂也存在严重的缺点，如耐水、耐老化、机械强度差、甲醛含量高。

现有技术为了克服脲醛树脂的缺点，采用苯酚对其进行改性，通过在脲醛树脂上引入苯环改善脲醛树脂的耐水、耐老化和机械性能等。苯酚改性脲醛树脂的合成原理如下：在碱性催化剂的存在下，苯酚和甲醛首先发生加成反应生成多种羟甲基酚等缩聚中间体，尿素和甲醛发生亲核加成反应生成稳定的一羟基脲或二羟基脲；然后在弱酸性条件下，一羟基脲、二羟基脲和羟甲基酚等缩聚中间体脱水缩聚，形成初期树脂然后进一步脱水缩聚成相互交联的高分子聚合物。

本发明人研究发现，现有技术公开的合成工艺得到的苯酚改性脲醛树脂，由于苯酚的对位比邻位反应活性高，苯酚的对位更易与甲醛发生加成反应生成对羟甲基苯酚；而生成对羟甲基苯酚后，酚羟基的邻位的活性会显著下降，更难与甲醛发生加成反应，导致消耗的甲醛较少，得到的苯酚改性脲醛树脂中的游离甲醛的含量较高；而且由于溶液在贮存过程中残留的甲醛氧化以及羟甲基被还原成酸性物质使得胶粘剂的酸性增加、缩聚反应加快、引起胶粘剂的老化，贮存期过短；现有技术公开的苯酚改性脲醛树脂发泡得到的发泡体固化后的闭孔率很低，开孔严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种苯酚改性脲醛树脂的制备方法，本发明提供的方法得到的脲醛树脂具有较低的游离醛和游离酚含量，贮存期较长，且发泡固化后具有较高的闭孔率。

本发明提供了一种苯酚改性脲醛树脂的制备方法，包括以下步骤：

a）将苯酚、甲醛和碱性催化剂混合后进行反应，得到反应产物，所述反应产物包括酚醇混合物和甲醛；

b）将所述步骤a）得到的反应产物与尿素、醇类化合物和弱酸类化合物混合，进行反应，得到苯酚改性脲醛树脂。

优选的，所述步骤a）中苯酚、甲醛与所述步骤b）中尿素的摩尔比为（0.15～0.8）:（1.5～2.5）:（0.5～1.5）。

优选的，所述步骤a）中苯酚、甲醛和碱性催化剂混合得到的混合溶液的pH值为7.5～9.5。

优选的，所述步骤b）中醇类化合物为甲醇、乙二醇、异丙醇、聚乙烯醇和糠醇中的一种或几种。

优选的，所述醇类化合物与尿素的质量比为（0.2%～10.0%）:1。

优选的，所述步骤b）中弱酸类化合物为甲酸、乙酸、苯磺酸和氨基酸中的一种或几种。

优选的，所述步骤b）中所述步骤a）得到的反应产物与尿素、醇类化合物和弱酸类化合物混合后得到的混合溶液的pH值为4.0～6.5。

优选的，所述步骤a）中反应的温度为60℃～100℃；

所述步骤a）中反应的时间为1h～5h。

优选的，所述步骤b）中反应的温度为90℃～98℃。

优选的，所述步骤b）为：

b1）将所述步骤a）得到的反应产物与尿素混合后进行反应；

b2）将所述步骤b1）得到的反应产物与醇类化合物和弱酸类化合物混合，进行反应，得到苯酚改性脲醛树脂。

本发明提供了一种苯酚改性脲醛树脂的制备方法，包括以下步骤a）将苯酚、甲醛和碱性催化剂混合后进行反应，得到反应产物，所述反应产物包括酚醇混合物和甲醛；b）将所述步骤a）得到的反应产物与尿素、醇类化合物和弱酸类化合物混合，进行反应，得到苯酚改性脲醛树脂。本发明提供的方法首先将苯酚和甲醛在碱性催化剂存在的条件下进行反应，然后将得到的酚醇混合物与尿素、醇类化合物和弱碱类化合物进行反应，在反应的过程中醇类化合物中的羟基与过量的甲醛反应生成醇缩甲醛，而且醇类化合物还能够和脲醛树脂交联成为大分子，从而降低了游离甲醛含量，延长了贮存期，而且本发明提供的方法得到的苯酚改性脲醛树脂发泡和固化后得到的发泡体具有较高的闭孔率。实验结果表明，本发明提供的方法制备的苯酚改性脲醛树脂的游离醛含量可低至0.65%，其贮存期可高于40d，将本发明得到的苯酚改性脲醛树脂与阴离子表面活性剂混合，进行机械搅拌发泡，固化后得到的发泡体的闭孔率可高达84.59%。

具体实施方式