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1、2015膠黏劑脲醛樹脂2講解幾個概念:1.摩爾比(molarratio)2.縮合(condensation)、縮聚(condensationpolymerization)3.樹脂(resin)4.固體含量(solidcontent)5.官能度(functionality)平均官能度(averagefunctionality)6.游離甲醛(含量)(freeformaldehyde)(content)第二章氨基樹脂膠粘劑生產(chǎn)工藝第一節(jié)脲醛樹脂膠粘劑Ureaformaldehyde(UF)resin定義:尿素與甲醛在一定條件
2、下縮聚而成的初期樹脂(UF)。優(yōu)點:膠接力好;中等耐水;固化快(常溫、高溫);顏色淺;水混溶性好;易調(diào)制合適的粘度和濃度;成本低;合成易。一、原料O(一)尿素H2N-C-NH2Urea(二)甲醛H-C-HFormaldehydeO三、UF樹脂膠粘劑合成反應(yīng)的影響因素合成工藝、配方直接決定樹脂的結(jié)構(gòu)、膠接性能和最終膠合產(chǎn)品的甲醛釋放量。(一)、甲醛與尿素的摩爾比樹脂性能1.01.21.41.61.82.0摩爾比游離F含量膠合產(chǎn)品F釋放量樹脂固化時間膠合產(chǎn)品(PB、FB)內(nèi)結(jié)合強度樹脂羥甲基含量、貯存期分批加料:產(chǎn)品性能多
3、次優(yōu)于1次每批加入量(摩爾比1.2,3次加料)第一批加入太多,制造的樹脂貯存穩(wěn)定性差;第三批加入量太多>25%時,由于生成大量的羥甲基脲和游離尿素,使膠合產(chǎn)品濕強度下降嚴(yán)重。樹脂性能123加料次數(shù)樹脂貯存穩(wěn)定性游離F含量膠合產(chǎn)品F釋放量(二)反應(yīng)介質(zhì)的pH值大多數(shù)工廠采用弱堿-弱酸-弱堿合成工藝。1、加成階段pH值在7-9,常用pH值在4-6,節(jié)省合成時間、酸堿用量pH值<3,不常用,合成溫度低、時間短、F低。但樹脂固化困難,產(chǎn)品性能較差。2、縮聚階段(加成階段pH值在7-9的情況下,)縮聚pH值在4-6。3,脫水及貯
4、存pH值在7-7.5(三)反應(yīng)溫度大多數(shù)工廠采用弱堿-弱酸-弱堿合成工藝時,開始是緩慢升溫,然后在90度反應(yīng),最后在70-80度脫水。(四)反應(yīng)時間與反應(yīng)溫度、介質(zhì)pH值等直接相關(guān)。實際就是反應(yīng)終點的控制問題。(五)原料尿素:硫酸鹽含量<0.01%,縮二脲<0.7%,游離氨<0.015%。甲醛:工業(yè)濃度約37%。甲酸<0.1%;甲醇應(yīng)盡可能少。(UF預(yù)縮液)鐵加速康尼查羅反應(yīng),影響樹脂顏色。應(yīng)<0.0005%(四)脲醛樹脂合成工藝摩爾比、加料次數(shù)、反應(yīng)溫度、pH控制、脫水。(一)原料計算設(shè)U為尿素摩爾數(shù),F(xiàn)為甲醛摩爾數(shù)
5、,X為摩爾比,W為重量,Q為純度,M為分子量。U/F=1/X,則F=U×XWf×Qf/Mf=Wu×Qu/Mu×XWf=Mf×[X×(Wu×Qu)/Mu]/Qf如:尿素100g,摩爾比1.1,則:Wf=30×[1.1×(100×0.98)/60]/0.37=145.68(g)如果確定了裝料系數(shù),混合液密度,反應(yīng)罐容積,最后脫水量,如何計算一次的最大產(chǎn)量?(二)反應(yīng)終點控制直接測定分子量是不可能的。1、測定、觀測與水的相溶性A.水?dāng)?shù)測定法5ml膠粘劑常溫發(fā)生沉淀時加入的水量。B.憎水溫度(霧點法)將一滴膠液滴入水中發(fā)生云霧
6、狀沉淀時的溫度。C.濁點膠液冷卻出現(xiàn)混濁時的溫度。2、測定粘度旋轉(zhuǎn)粘度計、涂-4杯粘度計,氣泡粘度計,恩格拉粘度計、改良奧氏粘度計等。(三)工藝類型選擇1、加料次數(shù)A,尿素一次加入B,尿素多次加入,甲醛1次或2次加入。一般工廠采用尿素3次加入,甲醛1次加入。2、溫度低溫縮聚45-60℃反應(yīng)高溫縮聚90℃以上縮聚。工廠普遍采用。3、pH值堿-酸-弱堿,弱酸-弱堿,強酸-弱堿(三)工藝類型選擇4、脫水與不脫水A,脫水濃縮粘度大、固含高、游離F低、膠合性能好。B,不脫水、不濃縮粘度小、固含低、游離F高、生產(chǎn)成本低。(四)合成
7、實例膠合板用UF膠粘劑:摩爾比較高1.4~1.8,游離甲醛含量高;一般加入少量聚乙烯醇(也可不加);樹脂多數(shù)不脫水;要求初粘性好,使用時可加入10-20%的填料。刨花板用UF膠粘劑:摩爾比較低,一般在1.2~1.6,最低可達(dá)1.05。樹脂一般脫水,固含量高(60-70%);樹脂粘度小,初粘性高;樹脂的水混溶性好、能與石蠟乳液混溶。中密度纖維板用UF膠粘劑:摩爾比不可過低,以保證有足夠的強度,防止卸版時分層;樹脂粘度小,初粘性小(防止纖維粘連,堵塞管道)。細(xì)木工板用脲醛樹脂膠粘劑:固含量高(65-70%),摩爾比高(1.
8、8-2.0)。脲醛樹脂膠粘劑制造工藝1)將1000kg甲醛(37%)加入反應(yīng)釜中,用氫氧化鈉(30%)溶液調(diào)pH值至7.0~7.5,升溫至35℃;2)加尿素362公斤,聚乙烯醇10公斤,60min升溫至90℃;保溫60min,pH為7.0~7.5;3)用甲酸(20%),調(diào)pH=4.2~4.8,在90?2℃反應(yīng)至粘度為涂-4杯19~