[发明专利]一种木材胶粘剂树脂及其制备方法

说明书

本发明提供一种新型木材胶粘剂树脂及其制备方法，属于木材胶粘剂技术领域，所制备的胶粘剂树脂名称为尿素‑乙二胺‑甲醛树脂。制备原料包括：乙二胺、尿素和甲醛；尿素与乙二胺的摩尔比为2.0～2.5；甲醛与尿素的摩尔比为0.85～1.0。制备过程中，首先通过将乙二胺和尿素在无溶剂、无催化剂条件下进行脱氨缩合反应，合成尿素‑乙二胺聚酰胺，再将尿素‑乙二胺聚酰胺与甲醛合成，制得最终的木材胶粘剂树脂；最终制得的木材胶粘剂树脂外观为乳白色均匀液体，固含量为60‑65％，储存期为7天以上。本发明提供的尿素‑乙二胺‑甲醛树脂木材胶粘剂合成方法简单，且具有固化温度低、性能优异、甲醛释放量低等优点，可用于胶合板、刨花板等人造板的生产。

技术领域

本申请属于木材胶粘剂技术领域，具体地说，涉及一种木材胶粘剂树脂及其制备方法。

背景技术

脲醛树脂(UF)由于成本上的巨大优势而成为目前人造板工业中用量最大的木材胶粘剂树脂。然而，脲醛树脂存在胶合制品耐久性差、甲醛释放量较大等显著缺陷。随着社会进步，人们的健康和环保意识日益增强，世界各国相继出台了严苛的人造板产品甲醛释放标准，使脲醛树脂的应用面临严峻的挑战。为了降低人造板的甲醛释放量，目前普遍采用低摩尔比合成工艺。甲醛对尿素的摩尔比甚至降到了理论极限，即1.0左右。然而，甲醛释放量显著降低的同时，树脂性能也急剧劣化。其中，固化时间延长、耐水性能下降是摩尔比降低导致的两个直接结果。固化时间延长导致生产效率低下，为保证生产效率就必须采用更高的固化温度而导致能耗的升高。耐水性能下降使脲醛树脂仅能应用于室内用人造板的生产。

另外，传统脲醛树脂的合成包括两个主要阶段：1)碱性条件下甲醛与尿素发生加成反应，生成小分子羟甲基脲；2)羟甲基脲在酸性条件下发生缩聚反应生成分子量较大的树脂分子。通常用“加成-缩聚”来简单描述这一过程。在固化前的脲醛树脂分子中，尿素结构单元由亚甲基桥键(-CH₂-)及亚甲基醚键(-CH₂-O-CH₂-)连接，这两种结构都由甲醛生成，消耗40％-50％的甲醛。剩余20～30％左右的甲醛形成分子的支链结构(-N(-CH₂-)-CH₂-NH-)或(-N(-CH₂-)-CH₂-N(-CH₂-)-)，其余甲醛以羟甲基及游离甲醛形式存在。完全固化后的树脂主要以缩聚结构存在。游离甲醛可在较短时间内释放，但由于缩聚结构的化学稳定性低，在使用周期中逐步解聚并释放甲醛是一个缓慢的过程，对人体健康构成长期潜在威胁。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本申请提供一种木材胶粘剂树脂及其制备方法。

本发明提供的木材胶粘剂树脂，制备原料包括：乙二胺、尿素和甲醛；尿素与乙二胺的摩尔比为2.0～2.5；甲醛与尿素的摩尔比为0.85～1.0。如上所述的木材胶粘剂树脂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在室温条件下将尿素和乙二胺混合于反应容器中，控制尿素与乙二胺的摩尔比为2.0～2.5；持续搅拌反应物，在油浴中持续升温至110℃，并在110℃进行保温反应，反应过程中用氨气吸收装置吸收溢出的氨气；待反应容器中的反应物由液体变为固体时停止搅拌，并将油浴温度升高至115℃，继续保温反应3小时，然后冷却反应物，得到白色固体；

步骤二、将经步骤一获得的白色固体取出，捣碎为颗粒状，置于敞口容器中，于60℃的温度条件下脱氨5小时，得到尿素-乙二胺聚脲固体；

步骤三、根据合成尿素-乙二胺聚脲所使用的尿素的用量，计算浓度为37％的甲醛溶液用量，使甲醛与尿素的摩尔比为0.85～1.0；根据计算出的甲醛溶液用量称量出甲醛溶液，并在室温下用NaOH溶液将甲醛溶液的pH调至8.0～9.0；