脲醛樹脂相變微膠囊

『壹』 什麼是脲醛樹脂膠粘劑

由脲醛樹脂、固化劑、助劑等配製而成的膠粘劑。而脲醛樹脂系由尿素與甲醛在催化劑作用下，縮聚而製得的熱固性樹脂。又稱尿素樹脂。是一種重要的氨基樹脂。由於脲醛樹脂製造簡單，使用方便，成本低廉，膠合性能良好，廣泛用於膠合板、刨花板、中密度纖維板、細木工板等生產中。

尿素與甲醛樹脂的縮合產物——脲醛樹脂於1896年為戈爾德施米特（C.Goldschmidt）研究獲得，1929年德國I.G.染料公司，把尿素和甲醛的初期縮聚物用銨鹽在室溫下使其固化並作為木材膠粘劑。在第二次世界大戰期間作為飛機、船舶等軍事工業用膠粘劑在美國、德國、日本等國得到了迅速發展。中國於1957年開始工業性生產，60年代初即廣泛應用於木材工業。

分類

脲醛樹脂從產品外觀形式可分為液狀樹脂（透明糖漿狀或乳狀）和粉狀樹脂。液狀樹脂的固體含量隨製造工藝不同而異，樹脂穩定性較差，貯存期約15天至6個月；粉狀樹脂是液狀樹脂經噴霧乾燥製得，貯存期可長達1～2年，運輸方便。

反應機理

脲醛樹脂的化學反應非常復雜，因為在反應系統中，平行地進行著多種形式的加成、縮合和水解反應，以不同速度常數和平衡常數不斷地發生官能團或鍵的變遷。其反應機理尚不十分清楚，一般認為分3個階段。第一階段是尿素與甲醛在弱鹼性或中性條件下進行加成反應，生成一、二、三羥甲基脲（四羥甲基脲很少生成）。其反應式為：

表3

『貳』 格拉布催化劑的Hoveyda-Grubbs催化劑

Grubbs催化劑對熱的穩定性較差，在較高的溫度下易發生分解。Amir H. Hoveyda等人在分子中引入具有較大體積的親核性異丙氧螯絡合物配體，提高了催化劑的熱穩定性，這些催化劑稱為「Hoveyda-Grubbs催化劑」。它也分為第一代和第二代兩種，分別由相應的Grubbs催化劑衍生出來，但原Grubbs催化劑中一個三環己基膦基團被苯環鄰位的異丙氧基所替代。這些催化劑的缺點是催化活性一般，反應結束後催化劑與反應體系的分離比較困難。
第一代Hoveyda-Grubbs催化劑適用於末端烯烴的關環復分解反應。第二代Hoveyda-Grubbs催化劑適用於缺電子烯烴的關環、開環和交叉復分解反應。
格拉布催化劑的一個有趣的應用是航天器外殼所用的聚合物材料雖然強度很大，但在使用過程中及周圍環境的作用下，會不可避免地產生微裂痕和局部損傷，導致力學性能下降或功能喪失。S. R. White等人報道了一種用新型聚合物材料進行自修復的技術，即運用埋植技術將雙環戊二烯包裹在脲醛樹脂製成的微膠囊里，和Grubbs催化劑一起分散在環氧基體中，當聚合物材料出現裂紋時，微膠囊破裂，釋出的雙環戊二烯由於裂紋的虹吸作用迅速滲入裂紋，遇到Grubbs催化劑後發生開環復分解聚合反應生成高分子的聚雙環戊二烯，以達到修復裂紋的目的。實驗測試表明，這種復合材料有75%的修復率。

『叄』 環保脲醛膠主要成分及比例是多少

膠得寶自問世三年以來，經過多次改進和提高，得到了不斷完善，這離不開廣大新老用戶的認可和支持，在此表示衷心的感謝。2012年推出了最領先的膠得寶第三代，我們將致力於向用戶提供更優質的產品和更貼心細致的服務。現將更新後的使用說明公布如下：

一、 膠得寶澱粉膠的製作：

1、 在反應釜加水1000公斤，開攪拌，加玉米澱粉60公斤，（用戶可在50~70公斤之間調整，多加則稠度大，固體含量高；少加則反之，可根據下游用戶對脲膠的稠度喜好，自主調節。）

2、 待澱粉攪拌均勻後，停止攪拌，加入2公斤膠得寶，重新啟動攪拌，開始升溫。（此步驟一定要確保膠得寶完全加入溶液中，注意不要粘到釜壁上，造成工藝比例的不準確。）

3、 在85℃左右停止加熱，自升溫到87℃~90℃（以此溫度為准），保溫反應15-20分鍾。

4、 開始降溫到50℃以下，膠得寶脲醛樹脂添加劑完成。

二、 膠得寶澱粉膠的使用方法：

在製作脲醛樹脂的過程中，膠得寶澱粉膠添加劑有三種加入方式：

①在投料初期與製作脲膠的各種原料同時加入，即在加完甲醛後就可加入。

②在脲膠反應中期加入，即在調酸以前20分鍾加入。

③在脲膠反應期加，即在成膠後，降溫到70℃以下時加入。

三、 三種加入方式的工藝特點以及如何選擇：

1、 在投料初期，與各種原材料同時加入：澱粉膠與脲膠的各種原料共聚的時間長；它參與了脲醛的全部反應過程，所以形成的膠體均一度好、粘接力好、保存期長、共聚程度高；比調酸前20分鍾加入添加劑，溫度好控制，不含造成澱粉膠加完後，反應溫度的下降，這種加入方式特別適合於冬天及秋末春初寒冷低溫季節使用。個別用戶反映對脲膠的防水性能還有所改善。

2、 在調酸前20分鍾加入，這種加入方式的優點是，澱粉膠不會影響到脲素和甲醛的加成反應，尿脲和甲醛在無任何外干擾的前提下，會形成更好的一羥甲基脲、二羥甲基脲和三羥甲基脲，這些物質形成後再與澱粉膠共同參與縮聚反應，形成高度共聚體。產品均一度好、分子量大、粘接強度高、保存期好，適合各種工藝的脲醛樹脂使用。它的缺點是，冬季加入常溫的澱粉膠，會使脲膠的反應溫度下降，如果下降太多，還須再次加溫，給操作帶來不便。但在其他季節，在此加入，正好為調酸降一點溫，可有效緩沖縮聚反應放出的熱，使整個制膠過程更加順暢。

3、 在脲醛樹脂成膠後加入，一般是降溫到70℃以下加入，這種方式稱之為共混，只是一種簡單的物理混合，雖然膠得寶澱粉膠和脲膠匹配性很好，在此加入也不會產生分層、沉澱、凝膠以及影響保存期，在相對低比例加入時，使用效果也很好，但這兩種膠畢竟沒有經過共聚反應，粘接強度，初粘度等指標都較原膠有明顯下降，更談不上分子量的增加，這種方式是一種落後的方法，現在一般逐步淘汰不再採用。（市面上一些落後的所謂添加劑還在採用此法）

綜上所述，我們推介採用第一和第二種方式，在冬季低溫季節或者生產三胺改性的模板膠，首選第一種加入方式，次選第二種加入方式。 在其他季節和一般的脲醛樹脂首選第二種加入方式次選第一種加入方式。用戶可以根據自己的實際情況任選其一均可。

四、 製作和使用中的注意事項：

1、製作澱粉膠：加膠得寶時注意停攪拌均勻，以防粘壁造成工藝比例不準。反映溫度最終控制在87℃~90℃盡量准確，還要定期檢查溫度計的准確度。

2、在脲醛膠中使用澱粉膠：因為在調酸過程中會出現泡沫，所以，調酸速度不易過快。注意需准備消泡劑，一般採用「殺泡大王第二代」或磷酸三丁酯等，也可用植物油代替。（用一噸甲醛制膠約20~50克，具體用量以去除泡沫為准）。

五、 在大比例加入時，如何通過微調取得更好的使用性：

通常我們會採取：提高火候；增加聚乙烯醇；減少成膠後的尿素來獲得更好的使用性。

1、提高火候：在16℃~18℃水中點膠，可做到8個左右大碎片狀（注此為較老的火候），如果因為火候提高而降低了保存期，可將調酸前尿素比例下降1%~1.5%一般控制在36%~37%為宜（占甲醛的比例） 。

2、增加聚乙烯醇：建議採用甲醛的千分之四以上的加入量，它作為內增塑劑會提高脲膠的初粘度，獲得更好的使用性。常用比例是4‰~8‰，隨澱粉膠的比例增加而增加。

3、適量減少成膠後的尿素：當大比例加入澱粉膠時，脲膠的氣味會隨之減小，可以適量減少酸後部分尿素。以獲得更好的初粘度和熱固性。（註：酸後尿素越多氣味越小，但使用性越差）

4、如需要有針對性的調整方案，可咨詢我們專業技術人員。

『肆』 脲醛樹脂膠粘劑的助劑的作用

雖然脲醛樹脂在加熱或室溫下也能固化，但固化時間長，固化不完全，膠粘質量差。通常在實際應用時都要加放固化劑和其他助劑，配製成脲醛樹脂膠粘劑，以加速固化。改善性能，這種工藝過程稱為脲醛樹脂膠粘劑的調配。
1、固化劑
脲醛樹脂可用的固化劑種類很多，不同的固化劑具有不同的固化溫度和性能，根據使用要求有單組分固化劑、多組分固化劑、潛性固化劑、微膠囊固化劑等。
①單組分固化劑
有酸(如鹽酸、草酸、醋酸等)和酸性鹽(氯化銨、硫酸銨、氯化鋅等)。應用最廣泛的是銨鹽如氯化銨或硫酸銨，具有水溶性好、價格低廉、無毒無味、使用方便等優點。氯化銨與脲醛樹脂混合後，與游離甲醛或縮合過程中放出甲醛反應：4NH4CL+6H2O → 4HCL+(CH2)6N4+6H2O。用量一般為樹脂質量的0.2~2.0%。 氯化銨用量/% PH值變化 適用期 10min 60min 0.2
0.4
0.8
1.0 4.8
4.5
4.4
4.3 4.0
3.8
3.7
3.6 250
90
70
60 ②混合型固化劑
為了延長樹脂的適用期或加速樹脂的固化，可採用混合型固化劑，如氯化銨與尿素、氯化銨與氨水、氯化銨與六次甲基四胺、氯化銨與鹽酸等二元固化劑或氯化銨、尿素和六次甲基四胺等三元固化劑。使用權用氯化銨和氨水二元固化劑的適用期300min，要比單獨氯化銨的適用期40min延長很多，以15%氯化銨100份與濃鹽酸10份混合均勻勻配成二元固化劑，按液狀樹脂質量的10%加入，60C時的凝膠時間為40min，加快了低溫條件下脲醛樹脂的固化速度。
③潛性固化劑
常態下呈現化學惰性，某種特定溫度下起固化作用的物質，稱為潛化固化劑，如酒石酸、草酸、檸檬酸、有機酸等。因效果不太理想很少被採用。
④微膠囊固化劑
這種固化劑表面用微膠囊包覆，在低溫下由於表面層膠囊的隔離，不起固化作用，而高溫或受壓時，膠膠囊補破壞則使固化劑與樹脂接觸，引起固化。固化劑的用量應根據氣溫的高低和空氣濕度的大小進行適當的調整，因為溫度越高濕度越低，固化越快、適用期愈短。對氯化銨固化劑而言，冬天加入量為液體樹脂的0.4%~0.8%，夏天為0.2~0.3%。有時還要加一些氨水或尿素等以延長適用期。
2、助劑
為改善脲醛樹脂的物理機械性能而加入的物質稱為助劑，常用的有填充劑、耐水劑、甲醛結合劑、增粘劑、發泡劑、防老劑等。
①填充劑
加入填充劑可防止膠層收縮減少內應力，提高耐老化性能。增大膠固含量、粘度和初粘性，延長適用期。降低游離醛含量，減少公害。節約膠料，降低成本。常用的填充劑有麵粉、澱粉、血粉、豆粉、木粉、石英粉、高嶺土、輕質碳酸鈣等，填充劑的用量應根據用途和要求確定，一般為液體樹脂量的10~100%。幾種填充劑混合使用，效果更好。
②耐水劑
在合成時加入苯酚、間苯二酚、三聚氰胺、硫脲等形成共聚物，可提高脲醛樹脂的耐水性。
③甲醛結合劑
脲醛樹脂中的甲醛刺激氣味，來自於合成反應時沒有參加反應的游離甲醛、固化時放出的甲醛、固化且樹脂水解放出的甲醛。在調膠時加入甲醛結合劑，如尿素、三聚氰胺、豆粉、麵粉、白乳膠等，對降低甲醛放出量明顯效果。加入量為樹脂液質量的5%~15%為宜。
④增粘劑
脲醛樹脂的初粘性較低，加放聚乙烯醇、麵粉、豆粉等，可增加樹脂的初粘性。
⑤發泡劑
加入發泡劑形成泡沫膠，可防止膠液過多地滲入木材內部造成局部缺膠。同時還可節省膠料，降低成本。常用的發泡劑有血粉、拉開粉等，用量為樹脂質量的0.5~1%。
⑥防老劑
脲醛樹脂的老化，是指固化後的膠層漸產生龜裂、開膠脫落的現象。這是由於固化後的脲醛樹脂中，仍含有部分游離羥甲基，具有親水性，並進一步分解放出甲醛，引起膠層收縮。在大氣作用下隨時間延續，亞甲基鍵斷裂導致膠層開膠。加入1%~5%的聚乙烯醇或15%~20%的聚醋酸乙烯乳液，可提高脲醛樹脂的耐老化性能。此外加入少量的氫氧化鈣，可以延長脲醛樹脂的活性期。加入氫氧化鋁可提高耐熱性 。

『伍』 脲醛樹脂膠是什麼

脲醛樹脂膠是一種性能較佳、成本低廉、製造簡便、應用廣泛的氨基樹脂膠粘劑。內脲容醛樹脂膠的主要應用領域是木材加工工業，主要作碎木板的膠粘劑，在膠合板、木製傢具和細木工製品生產中作粘合劑。少量用於生產模塑粉、裝飾用層壓板以及紙張和紡織加工業的處理劑。

『陸』 什麼是微膠囊自修復技術

聚合物材料因其價格低、易成型、絕緣性好、密度小、比強度高等特性而廣泛應用於建築、通訊、交通、國防、醫療和日用品等領域。但是聚合物材料在使用過程中，由於外力、環境等作用下的老化和失效問題嚴重，特別是在材料表面和內部不可避免會產生裂紋，使材料的性能下降、壽命縮短。若能夠使聚合物的微裂紋自動修復，使其不至於發展成破壞，勢必能夠延長材料的使用壽命，提高使用安全可靠性。受生物自修復特性的啟發，科學家將自修復概念引入到聚合物材料中，模仿生物體損傷修復的原理，使材料產生的微裂紋自動修復。

通常根據是否需要外加修復劑，自修復材料可以分為本徵型和埋伏型兩大類。本徵型自修復材料可利用材料中的可逆化學反應進行修復，而埋伏型自修復材料主要包括液芯纖維型和微膠囊型兩類。與液芯纖維自修復體系相比，微膠囊技術和把微膠囊復合到基體材料的技術都已工業化，而且從感知微裂紋和容易封裝的角度考慮，微膠囊作為修復劑容器更具有應用價值。

微膠囊技術

微囊化即微膠囊技術，該技術是指將具有特定功能的單體或者其他物質，與外界的物質隔開，將其作為芯材包覆於微小的容器中的方法。White等[1]根據被動模式的埋植式自修復體系的概念，首先提出如圖1所示的微膠囊埋植式高分子自修復模型。微膠囊自修復材料的修復過程為：基體中的裂紋擴展使微膠囊破裂，微膠囊中的修復劑在毛細作用下流到裂紋處，在催化劑的作用下修復劑發生聚合反應修復裂紋。修復反應必須滿足如下條件：修復劑為低粘度液體，和斷裂面有良好的潤濕性，可以包覆在微膠囊中；聚合反應的催化劑(固化劑)不和基體發生反應，或可包裹在微膠囊中；修復劑在催化劑作用下室溫發生聚合反應，生成產物具有良好的力學性能和粘結強度。

圖14 鉑催化乙烯基PDMS和聚二甲基硅氧烷共聚體交聯反應

Cho[17]利用羥基功能化的聚二甲基硅氧烷(HOPDMS)和聚二乙氧基硅烷(PDES)液滴分散到乙烯基酯樹脂集體中，在微膠囊包裹的二月桂酸二丁基錫的催化劑作用下，可實現自修復反應。

結論與展望

目前，微膠囊修復材料的修復反應種類很多，通過對體系優化實現了較高的修復效率，但是也存在著成本較高，修復速率慢，微膠囊制備工藝困難等問題。自修復反應未來的發展方向可歸納為：(1)採用高活性的催化劑提高自修復效率，例如稀土三氟甲磺酸酯、SbF5等。(2)發展新的微膠囊制備工藝，例如採用滲入法將中空微膠囊、玻璃球，納米管作為載體來制備高活性的催化劑微膠囊。(3)點擊化學以其快速，簡單的特點，成為自修復材料設計和開發的研究工具。其中，疏基由於具有很高的化學活性，可以和環氧、烯烴、氰酸酯以及馬來醯亞胺等在室溫下快速反應，在自修復反應中得到廣泛應用。但是疏基化合物不穩定，污染環境，限制了其發展。將來，我們需要拓寬點擊化學在自修復材料中的應用，開發更加綠色環保穩定的修復劑，快速高效地實現材料的自修復功能。

『柒』 脲醛樹脂膠，酚醛樹脂膠和三聚氰胺膠的區別

加工人造板使用的膠黏劑主要有：脲醛樹脂膠、酚醛樹脂膠、三聚氰胺膠三種。

一、脲醛樹脂膠是人造板最常使用的一種人造板膠黏劑
脲醛樹脂膠以甲醛和尿素為主要原料，配以其他輔劑和填充物加工而成的一種膠黏劑，脲醛樹脂膠全稱為脲醛樹脂粘合劑，簡稱脲醛膠、脲甲醛樹脂，英文簡稱UF（urea-formaldehyderesins）。
脲醛樹脂膠製成品為不溶、不熔化的半透明固體，顏色比較淺。具有耐弱酸弱鹼、絕緣性能好、初粘差、收縮大、脆性大、不耐水、耐侯性（指對溫濕度壓力變化下的穩定性）較差的特點，遇到強酸強鹼易分解，遇潮遇熱就容易分解。脲醛樹脂膠是一種性能好、價格低廉、製造簡便、應用廣泛的膠黏劑。

二、酚醛樹脂膠是最早工業化的合成樹脂
酚醛樹脂膠也是最早出現的合成膠粘劑，還是改性製得的第一種結構膠粘劑，最先用於航空工業。
酚醛樹脂膠是由苯類與醛類在催化劑存在下經縮聚反應製得。酚醛樹脂膠製成品可以為液體、粉狀及膠膜三種，化學穩定性高不受菌蟲侵蝕，膠合強度高、耐水、耐油、耐磨、耐腐蝕耐老化、耐熱性好（長期使用情況下可耐120度高溫）、絕緣性能好，顏色較深。

三、三聚氰胺膠是一種比較環保的膠黏劑
三聚氰胺膠由三聚氰胺和甲醛縮聚而成，特點是化學活性高、熱穩定性好、耐沸水性，耐化學葯品性和電絕緣性好；耐熱性和耐水性優於酚醛樹脂皎和脲醛樹脂膠，但固化後三聚氰胺膠層脆性大，未固化的膠貯存期短。液體三聚氰胺膠為乳白色均勻粘性物，固化後的三聚氰胺膠為無色透明、富有光色。三聚氰胺樹脂膠粘劑包括三聚氰胺甲醛樹脂膠和三聚氰胺尿素甲醛樹脂膠，使用較多的是三聚氰胺甲醛樹脂膠，簡稱三聚氰胺樹脂膠。

『捌』 能不能幫忙下載論文天下 的一篇論文

發了,收到採納

『玖』 闡述木質素脲醛基微膠囊優缺點

咨詢記錄 · 回答於2021-10-17

『拾』 脲醛樹脂的配製方法

這是轉發別人的：

(2)
可室溫或加溫
100
℃以上很快固化
;

(3)
與
PF
相比
,
固化後膠層無顏色
,
不污染製品
;

(4)
膠接強度比動
,
植物膠高
;

(5)
毒性較小
,
但固化時會放出刺激性的甲醛
;

(6)
製造容易
,
價格便宜
;

(7)
耐光性好
,
較耐老化
;

(8)
工藝性好
,
使用方便
;

(9)
脆性大
,
固化過程易產生內應力引起龜裂
;

(10)
耐水性和膠接強度低於酚醛樹脂膠
.

脲醛樹脂膠粘劑的特性

3.1.2
合成脲醛樹脂的原料

尿素
:

分子式
:CO(NH2)2;
分子量
:60.06;
熔點
:135
℃

為無色針狀結晶或白色結晶
,
極易溶於水
,
水溶液呈弱鹼性
;
易吸濕結塊
.
在水
,
稀酸或稀鹼中不很穩定
.

甲醛
:

分子式
:CH2O
分子量
:30.03;
沸點
:-19.5
℃

是一種重要的有機原料
,
為無色
,
強烈特殊刺激性氣味的氣體
,
有毒
.
易溶於水
,
工業用甲醛水溶液
(
福爾馬
林
)
為無色透明液體
,
混入鐵等物質為淡黃色
,
其甲醛含量一般為
36-37%.

此外
,
還有氫氧化鈉
,
甲酸
,
氯化銨
,
六次甲基四胺等
.

3.1.3
脲醛樹脂形成原理

(
一
)
加成反應

加成反應過程
:
尿素與甲醛水溶液在廣泛的酸性或鹼性條件反應的第一階段是加成反應
,
首先生成一羥
甲脲
.

一羥甲脲的生成
:

NH2CONH2 + CH2O NH2CONHCH2OH (3-1)

二羥甲脲的生成
:

NH2CONHCH2OH + CH2O HOCH2NHCONHCH2OH(3-2)

上述反應若尿素與甲醛為等摩爾比且在中性條件下進行
,
最終達到尿素
,
甲醛
,
一羥甲脲和二羥甲脲四
個組分的平衡
.

但若尿素與甲醛的摩爾比大於
1:1
時
,
上述平衡組成就會發生變化
,
尤其是摩爾比大於
1:2
時
,
二羥甲脲
進一步與甲醛加成生成三羥甲脲
:

HOCH2NHCONHCH2OH + CH2O

HOCH2NHCON(CH2OH)2 (3-3)

反應
(3-1)
和
(3-2)
可同時被酸
(H+)
和鹼
(OH-)
所催化
,
但鹼的催化效應較大
.
正反應和逆反應都能被催化
到大致相同的程度
,
所以
PH
值的變化
,
平衡常數改變不大
,
但在實際的脲醛樹脂的合成中
,
由於反應中間
都在酸性條件下進行的
,
羥甲脲參加縮聚反應或生成不溶於水的次甲脲沉澱
,
這樣平衡常常不能達到
.

加成反應機理
:
在酸性和鹼性條件下
,
其加成反應可通過不同的反應機理進行
,
其反應歷程和產物也有
所不同
.

鹼性條件下
,
加成反應生成較為穩定的初期產物羥甲脲
.

NH2CONH2 + OH-
→NH2CONH
- + H2O

NH2CONH- + H2C+=O-
→NH2CONHCH2O
-

NH2CONHCH2O-
+ H2O→NH2CONHCH2OH + OH
-

從反應動力學的角度來看
,
生成一羥甲脲
,
二羥甲脲和三羥甲脲的速度比為
9:3:1,
即其反應能力隨引入
羥甲基而依次降低
.
因此
,
生成一羥甲脲和二羥甲脲是決定脲醛樹脂理化性能有意義的產物
.

酸性條件下
,
是甲醛受氫離子的作用
,
首先生成帶正電荷的次甲醇
:
_

CH2O + H2O HO
—
CH2
—
OH

HO
—
CH2
—
OH + H+ +CH2OH +H2O

帶正電荷的次甲醇與尿素反應
,
生成不穩定的羥甲脲
,
它進而縮聚脫水
,
生成次甲基鍵連接的低分子縮
聚物或次甲脲
:

NH2CONH2 + C+H2OH→NH2CON+H2CH2OH

NH2CON+H2CH2OH→NH2CONHCH2OH + H+→

NH2CONHC+H2 + H2O

NH2CONHC+H2 + NH2CONH2→NH2CONHCH2N+H2CONH2

→NH2CONHCH2NHC
ONH2 + H+
或者

NH2CONH2 + 2CH2O CH2NCONCH2 + 2H2O

PH1%
時就顯示出影響了
;
含量越高
,
樹脂在貯存期間的羥甲基含量下降越明顯
,
貯存穩定性越差
.
不應超
過
0.8%.

游離氨
:
能提高縮聚反應初期階段及補加尿素再縮聚階段的介質
PH
值
;
但當含量高於
0.015%
時
,
樹脂的
固化時間延長和貯存穩定性降低
.
不應超過
0.015%.

(
四
)
反應溫度和反應時間

在反應體系中
,
反應溫度和反應時間既有單獨作用又有聯合其它因素共同作用
.

反應溫度
:
對反應速度
,
游離甲醛含量膠樹脂貯存穩定性等的影響較為明顯
;
過高
(
酸性介質
),
出現凝膠
,
易形成次甲脲沉澱
;
過低
,
反應時間過長
,
樹脂聚合度低
,
粘度低等
.
應視各反應階段的具體條件而定
,
酸性
加成階段
,
應為
40-60
℃
,
鹼性加成階段
,
應為
80-95
℃適宜
.

反應時間
:
關繫到樹脂的聚合度
,
游離甲醛含量
,
粘度及樹脂的力學性能等
;
過短
,
反應不完全
,
固體含量低
,
粘度小
,
游離甲醛含量高
,
樹脂機械強度低
;
過長
,
聚合度過高
,
粘度過高
,
樹脂水混和性下降
,
貯存期短
.
應
考慮反應時間與其它條件的共同作用
.

3.1.5
脲醛樹脂的合成

(
一
)
原料計算

所需尿素量為已知
,
按下式計算其它原料量
:

式中
:
——
所計算的原料量
(Kg)

——
所計算原料的分子量

——
所計算原料的摩爾數

——
尿素純度
(%)

——
尿素量
(Kg)

——
所計算原料的濃度
(%)

60.06
——
尿素分子量

(
二
)
膠接用脲醛樹脂合成

合成實例
:

甲酸
:
水
1: 2

甲醛水溶液

1000

尿素
(1)
377.6

尿素
(2)
66.6

尿素
(3)
59.2

六次甲基四胺

3.9

聚乙烯醇

11

氫氧化鈉

適量

甲

酸

適量

(2)
合成工藝

甲醛水加入反應釜後加六次甲基四胺
.
用氫氧化鈉調
PH=7.8-8.2,
加熱升溫並加入尿素
(1)
和聚乙烯醇
(
提高
UF
的耐老化性能
,
增加初粘性
),
在
30-50min
內升到
88-92
℃
,
並保溫
30min.
用甲酸調
PH=5.2-5.4,
在溫度
88-92
℃下保溫
30min.
用甲酸調
PH=4.7-4.9,
反應
20min
後不斷測定粘度
,
當粘度達到
19-21s(
塗
-4
杯
,30
℃
).
加尿素
(2)
並用氫氧化鈉調
PH=4.9-5.1,
在溫度為
85-87
℃下反應到粘度為
25.5-28.5s.
用氫氧
化鈉調
PH=7.5-8.0,
並冷卻到溫度為
80
℃
,
加尿素
(3),
在
65
℃下保持
30min.
冷卻並調
PH=7.0-7.6,
在
35
℃
下放料
.

(3)
樹脂質量指標

包括外觀
,
密度
,
固體含量
,
粘度
,PH
值
,
游離甲醛
,
固化時間
,
粘度變化率
,
貯存期
,
水混合性等
.
這些指標的
測定按照標准
(GB/T 14074.1-93
——
14074.18-93)
進行測定
.

(4)
應用
:
膠合板生產等
.

(
三
)
浸漬用脲醛樹脂合成

合成實例
:

(1)
合成工藝
:
用氫氧化鈉調甲醛水溶液
(155
份
)PH
值為
8.5-9.0,
加尿素
(
占總尿素
100
份的
57.5%).
加熱
到
55-60
℃
,
停止加熱
,
反應液自升到
78-82
℃
,
在此溫度保持
10-15min.
用醋酸
(
醋酸
:
水
=1:1)
調
PH
值為
4.5-4.6,
在
90-95
℃保溫
20-30min.
用氫氧化鈉調
PH
值為
8.7-9.2,
同時降溫到
70-75
℃
,
加餘下的全部尿
素
.
在
60-65
℃下保溫
35-40min.
冷卻到
20-25
℃
,
樹脂液用
120-200
目
/cm2
篩網過濾
.

(2)
樹脂質量指標
:
固體含量
,
粘度
,
比重
,PH
值
,
游離甲醛
,
固化時間
,
滲透能力等
.

(3)
應用
:
該樹脂滲透能力強
,
用於浸漬紙
,
製造膠膜紙
;
也可作脲醛樹脂與聚酯樹脂的混合浸漬液的主要
成份
.

3.1.6
脲醛樹脂的調制

脲醛樹脂在加熱加壓條件下
,
雖然自身也能固化
,
但時間很長
,
固化後的產物
,
由於交聯度低
,
固化不完全
,
膠接質量差
.
因此
,
在實際使用時都要加入固化劑
(
亦稱促進劑
,
有時也有例外
,
如木材酸性較強時
,
可以不
加
)
使
UF
迅速固化
,
保證膠接質量
;
其次
,
為了改變
UF
的某些性能
(
如增加初粘性
,
提高耐水性及耐老化
性
,
降低游離醛等
),
還需加入某種助劑
.
以上過程稱為
UF
的調制
(
簡稱為調膠
).
一般來說
,UF
的調制需要
根據用途和需要進行
.

(
一
)
固化劑

UF
的固化劑有酸和酸性鹽兩類
.
酸類固化劑有草酸
,
磷酸
,
苯磺酸
,
酒石酸
,
檸檬酸
,
無水苯甲酸等
;
酸性鹽
類有氯化銨
,
氧化鋅
,
硫酸鐵胺
,
鹽酸苯胺等
.
不宜採用強酸固化劑
,
但強酸性鹽
(
尤其是強酸銨鹽
,
如氯化
銨
,
硫酸銨
)
可行
.
以上這些固化劑的性質不同
,
效果不一
,
使用時應根據
UF
的理化性能
,
氣溫條件及膠接
製品的要求等酌情應用
.

(1)
單組分固化劑
:
如氯化銨
,
硫酸銨
.
使用最廣的是氯化銨
,
其加入量一般為
UF
樹脂量
(
固體含量
)
的
0.2-2%.
我們常加入
1%
的氯化銨
(
固體計
),
且有時還要將氯化銨調成水溶液
(
如
20%).

(2)
多組分固化劑
:
如氯化銨與尿素
,
氯化銨與氨水
,
或氯化銨與六亞甲基四胺及尿素
3
組分混合物等
.
目
的有兩
:
一是為了延長樹脂的適用時間
,
特別是夏季
,
由於室溫較高
,
單獨使用氯化銨
(
或硫酸銨
)
時
,
樹脂

的適用期往往不能滿足要求
;
二是在冬季
,
採用常溫固化方式時
,
為加速樹脂固化
,
常使用氯化銨與濃鹽
酸合用
,
可使固化時間大大縮短
.

(3)
潛伏性固化劑
:
是指在常態下呈化學惰性
,
在某種特定溫度下起作用的固化劑
.
如酒石酸
,
草酸
,
有機酸
鹽等
,
但效果不太理想
,
國內目前正開始研究使用
.

(4)
微膠囊固化劑
:
就是在固化劑的表面有一層保護膜
——
膠囊
,
在低溫下由於表層膠囊的隔離
,
不起固
化作用
;
而在高溫或受壓下
,
表層膠囊被破壞
,
膠囊內的固化劑即與
UF
接觸
,
使之固化
.
目前國內還沒有
這種固化劑
.

注意
:
氯化銨對冷固化的
UF
來說
,
並不是很好的固化劑
.
這是因為銨鹽在
UF
中釋放酸速度與氣溫有關
.
且冬季施加氯化銨的量應比夏季多
.

還應注意的一點是
:
由於
UF
的固化過程中
,
主要變化有化學反應和水分和移動
,
此時還應考慮木材含水
率
,
固化劑的性質
,
氣溫高低
,
空氣濕度和風力大小等因素
.

固化劑的選擇原則
:

(1)
根據不同的用途要求和氣候條件進行適當的選擇
.
如膠合板用氯化銨固化劑
,
冬天一般加入量
0.4-0.8%,
春秋天加
0.3-0.5%,
夏天加
0.2-0.3%,
還要加一些延緩劑
(
如氨水
,
尿素等
),
因為溫度愈高
,
濕度愈
低
,
固化愈快
,
適用期愈短
.

(2)
選擇的固化劑
,
固化後的膠層
PH
值不宜過低或過高
,
一般膠層的
PH
值在
4-5
之間
,
其膠合性能最理
想
.PH
值過低
,
膠層易老化
,
過高會造成固化不完全
.

(3)
根據膠接製品的工藝要求選擇
.
如較厚的刨花板生產
,
要求表層刨花中的膠固化時間要長
,
中
(
芯
)
層刨
花中的膠固化時間要短
,
為了使表芯層膠液同時固化
,
就得在固化劑上做些文章
.
如表層刨花用膠的固
化劑由氯化銨
25
份
,
氨水
35
份和水
45
份組成
,
加入量為樹脂質量的
5-6%,
其固化時間為
110-130s;
芯層
刨花用膠的固化劑為
20%
的氯化銨溶液
,
加入量為
5-6%,
其固化時間為
35-45s,
這樣可使表芯層膠液達
到同時固化
.

(
二
)
助劑

UF
常用的助劑有填充劑
,
發泡劑
,
甲醛結合劑
,
防老化劑
,
耐水劑
,
增粘劑等
.
下面重點講講填充劑
.

(1)
填充劑

作用
:
降低成本
,
提高
UF
初粘性
,
減少
UF
滲透量
,
延長適用期
,
降低內應力
,
減少
UF
體積收縮率
,
提高耐老
化性
,
降低游離甲醛含量等
.

要求
:
化學性質上應是不活潑的中性或近於中性的物質
;
能與水充分混合
,
水分蒸發後能轉變為固體的
物質
;
能與樹脂混合
,
不產生分層沉澱
;
無副作用或副作用低
(
如保持膠的粘度
,
對固化時間
,
耐水性能
,
膠
接強度及耐久性影響應盡可能小
);
原料易得
,
價格低廉
,
易加工成粉末
(
細度要求在
100
目以上
).

種類
:
澱粉類
(
常用的有麵粉
,
澱粉
,
高梁粉
,
木薯粉等
);
蛋白質類
(
常用的有豆粉和血粉
);
纖維素類
(
常用的
有樹皮粉
,
花生殼粉
,
木粉
,
水解玉米芯粉等
);
礦石粉類
(
石英粉
,
白堊土粉
,
高嶺土粉等
)

用量
:
視
UF
的質量和人造板要求而定
,
一般來說
,
施加量在
5-20%
以內為宜
.

(2)
其它助劑

發泡劑
:
如血粉
,
拉開粉
(
烷基磺酸鈉
),
用量
0.5-1.0%(
質量
).

甲醛結合劑
:
如尿素
,
三聚氰胺
,
含單寧的樹皮粉
,
豆粉
,
麵粉
,
聚乙酸乙烯乳液等
,
用量
5-15%.

防老化劑
:
如
1-5%(
用量
)
的聚乙烯醇或
15-20%(
用量
)
的聚乙酸乙烯酯乳液
.

耐水劑
:
苯酚
,
間苯二酚
,
三聚氰胺
,
硫脲等
.
三聚氰胺生產防水
,
防潮
UF
膠
.

增粘劑
:
聚乙烯醇
,
麵粉
,
豆粉等
,
增加初粘性
.

(
三
)UF
的調膠工藝

主要根據人造板及木製品的工藝要求而定
.
如普通膠合板用膠調膠工藝
:

注
:
混合固化劑配方為
:
氯化銨
25,
尿素
30,
六亞甲基四胺
45,
水
50(
質量
)

3.1.7
脲醛樹脂的改性

(
一
)
降低膠接製品釋放的甲醛量

膠接製品所釋放的甲醛來源
:

(1)UF
樹脂中的游離甲醛
;

(2)
樹脂固化中分解的甲醛
;

(3)
木材等被膠接材料所釋放的甲醛
.

降低甲醛含量的途徑
:

(1)
從樹脂合成配方入手
:
採用低摩爾比
U/F;
加入能與尿素
,
甲醛共聚的苯酚或三聚氰胺
,
雙氰胺等
;
尿素
分次加入
;
改變反應
PH
值等反應條件
.

(2)
從調膠入手
:
加入甲醛結合劑
(
捕捉劑
),
如尿素
,
三聚氰胺
,
含單寧的樹皮粉
,
豆粉
,
麵粉
,
聚乙酸乙烯乳液
等
.

(3)
從製品後續處理入手
:
如封邊
,
貼面
;
氨氣處理等
.

(
二
)
改善脲醛樹脂的耐水性

在
UF
中加入三聚氰胺或間苯二酚
,
可提高其耐水性能
,
並在較小程度上提高耐沸水性能
;UF
與
PF
或三
聚氰胺樹脂或聚醋酸乙烯酯乳液等混合
,
也可改善其耐水性
.

(
三
)
改善脲醛樹脂的膠接強度和耐久性

從用
UF
膠合某些非木質材料如麥稈
,
棉稈
,
稻草等來說
,
有必要改善其膠接強度
,
可加入苯酚
,
間苯二酚
,
三聚氰胺等
,
可對
UF
起增強作用
.

對於改善
UF
的耐久性來說
,
可加入增塑劑
(
如橡膠乳
),
聚醋酸乙烯乳液
,
檸檬酸
,
填充劑等