PMUF树脂胶黏剂的制备与性能

以尿素和三聚氰胺作为酚醛树脂改性单体制备苯酚-三聚氰胺-尿素-甲醛(PMUF)树脂胶黏剂,研究甲醛、苯酚、尿素、三聚氰胺及氢氧化钠用量对PMUF树脂胶黏剂性能的影响,并采用DSC和13C-NMR对其进行表征.结果表明:PMUF树脂游离甲醛含量低,能满足耐水、耐候性能要求较高的人造板产品的生产.当甲醛、苯酚、尿素、三聚氰胺、NaOH的摩尔比为3.1∶1∶0.7∶0.3∶0.5时胶黏剂性能最佳,其最佳固化温度为135.5℃.     

木材用改性淀粉胶黏剂的制备

以玉米淀粉、三聚氰胺、尿素和甲醛为原料,利用交联共聚的方法,制备木材用改性淀粉胶黏剂.分别研究配比中三聚氰胺、尿素和甲醛对改性后的淀粉胶黏剂干状胶合强度、湿状胶合强度和游离甲醛含量3个性能指标的影响.利用傅里叶转换红外光谱技术对其结构进行表征.     

酚化木质素改性酚醛树脂胶黏剂的制备及性能表征

在碱性条件下,酸性木质素先经苯酚处理,再用于对酚醛树脂进行改性,制备得到木质素改性酚醛树脂(LPF)胶黏剂,考察了木质素用量、苯酚处理时间及温度、苯酚处理木质素时氢氧化钠水溶液用量(第一批次氢氧化钠)、酚醛物质的量比对LPF胶黏剂性能的影响。研究结果表明:在木质素用量25%、苯酚处理时间2 h、苯酚处理温度80℃、第一批次氢氧化钠水溶液用量8%、苯酚与甲醛的物质的量比1.0∶2.0时,LPF胶黏剂的胶合强度为1.57 MPa,较未经改性的酚醛树脂(PF)胶黏剂的1.35 MPa提高了16.3%,游离苯酚为0.58%,比PF的0.72%降低了19.4%,游离甲醛0.16%、固体质量分数51.2%、pH值11.4、黏度80 mPa·s、贮存期为60天。FT-IR分析表明:LPF在2893和1213 cm~(-1)处吸收峰明显减弱,表明木质素分子中甲氧基部分脱落;在1505、1320、1114和875 cm~(-1)处吸收峰消失,表明合成酚醛树脂过程中,木质素中的磺酸基消失;在1018 cm~(-1)处的吸收峰明显增强,表明有新的醚键生成。     

利用苯酚液化大豆粉制备耐水性木材胶黏剂

以硫酸/磷酸为催化剂和苯酚液化,将大豆粉转化为胶黏剂的制备原料,并制备得到耐水性木材胶黏剂。采用GPC,HPLC,FTIR等手段结合胶合板压制,对豆粉苯酚液化产物及其与甲醛缩聚得到的胶黏剂进行表征。结果表明:以苯酚/豆粉质量比为3/1～2/1、5%硫酸为催化剂下,将豆粉在130～150℃下液化90min,90%以上的豆粉转化成相对分子质量为250～7250的产物,部分苯酚以1,4-取代和1,2-取代方式与豆粉反应形成结合酚;苯酚液化不仅破坏大豆蛋白的紧密球形结构,还使液化豆粉的活性基团增加,由此通过苯酚液化豆粉与甲醛缩聚,制得低游离甲醛释放的、胶接性能满足国家标准要求的Ⅰ类胶黏剂,由此所制备胶合板的28h煮-烘-煮湿强度在1.24～1.81MPa之间,达到耐候胶合板要求;苯酚/豆粉的比例对液化产物以及苯酚液化豆粉-甲醛胶黏剂的许多特性都有不同的影响,其中以苯酚/豆粉比例为3的胶黏剂胶接强度最好。     

绿色人造板关键技术的一点思考(续)

5.降低甲醛释放量的措施 5.1改进胶粘剂合成工艺 采用2次或3次添加尿素的合成工艺可以减少胶粘剂中游离甲醛的含量.当总摩尔比F/U为1.20,尿素分三批(70%,25%和5%)加入,可制得游离甲醛含量为0.4%的低毒UF.降低F/U比,分批加尿素的本质是运用化学平衡的原理,依靠增大反应物尿素的量,从而提高甲醛的转化率,达到减少胶液中游离甲醛的含量.由于脲醛树脂(UF)的结构还未彻底搞清,分子量分布和化学的均匀性可能是造成UF树脂主要特点的重要因子.一般地说,F/U越低,板的胶合强度越低,胶的固化速度下降(特别使用NH4Cl作固化剂),树脂的贮存稳定性较差.因此,靠降低F/U来降低甲醛释放量是有限度的.     

对氨基酚改性脲醛树脂胶黏剂合成工艺及性能研究

通过正交实验研究了对氨基酚改性脲醛树脂胶黏剂合成工艺及性能.探讨了甲醛/尿素(F/U)最终摩尔比、对氨基酚加入量和尿素分批加入比例对脲醛树脂游离甲醛含量及胶黏剂性能的影响.结果表明:F/U终摩尔比为1.3、对氨基酚加入量为尿素总量的2％、尿素分批加入比例为70∶20∶10得到的脲醛树脂游离甲醛含量降低到了0.485 0％,剪切强度达到了3.65MPa,提高了一倍,而且耐水性也明显提高.     

苯酚-尿素-甲醛树脂的合成和机理研究

制备合成了不同尿素用量的系列尿素改性酚醛(PUF)树脂胶黏剂,探讨了一种PUF树脂胶黏剂较优的配方和合成工艺,并通过~(13)C NMR、TG对PUF树脂的反应过程和分解过程进行了研究。结果表明:合成过程中尿素分三批加入,以CaO和NaOH为复合催化剂,在碱性条件下制备的5组尿素用量不同的PUF树脂,以这5组PUF树脂作胶黏剂压制的杨木三合板胶合强度全部符合Ⅰ类胶合板要求,甲醛释放量≤0.5 mg/L;~(13)C NMR分析结果显示,树脂合成过程中的羟甲基、亚甲基、亚甲基醚键的含量随着尿素添加量和反应时间的不同而变化,PUF树脂合成过程的主要反应为甲醛的亲电加成,TG分析表明热稳定性呈先提高后降低的趋势。     

纳米二氧化锰改性脲醛树脂胶黏剂试验

脲醛(UF)树脂胶黏剂是人造板和木制家具行业应用最广泛的胶黏剂之一,其缺点是耐水性差、游离甲醛含量高等.因此,如何降低其人造板的甲醛释放量问题一直以来都是研究的重点.采用经氧化法合成的纳米MnO2改性UF树脂,探究了不同添加量的纳米MnO2对UF树脂性能及所制胶合板甲醛释放量和胶合强度的影响.借助傅里叶红外光谱仪分析改...     

无机添加剂改性脲醛树脂胶黏剂研究进展

脲醛树脂胶黏剂在人造板工业中占有重要地位,具有成本低廉、固化迅速、生产工艺简单、原料易得等优点,但缺点是固化胶层脆性大、耐水性和抗老化性能差、游离甲醛含量较高。我国新颁布的GB 18580—2017《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》,提高了甲醛释放限量要求,使得以"醛类"树脂胶黏剂为主导的人造板行业受到严峻挑战,因此开发低毒或无毒化高性能脲醛树脂胶黏剂尤为迫切。在胶黏剂中加入添加剂,是一种简便有效的改性手段,可增加树脂初黏性、提高板材预压性、防止透胶、减少树脂收缩、降低游离甲醛含量等。在使用脲醛树脂制备胶合板时,一般添加质量分数20%～30%面粉作为填料,极大地浪费了可食用资源。而无机添加剂如无机矿物来源丰富、价格低廉、工业生产技术成熟和具有吸附性等优点,作为木材胶黏剂添加剂具有广阔前景。笔者根据无机添加剂组成及形态,将脲醛树脂用无机添加剂分为硅酸盐类无机添加剂、纳米无机氧化物类添加剂和其他类无机添加剂(碳酸盐类和稀土类),综述了脲醛树脂用无机添加剂的研究与应用进展,并对其发展趋势进行了展望。     

液化木质素磺酸钙基环保酚醛胶黏剂的合成

探讨了加料方式对传统酚醛树脂(PF)胶黏剂游离酚、醛的影响因素.在此基础上,采用热化学酚化技术活化木质素磺酸钙得到木质素磺酸钙酚化产物,将酚化产物代替苯酚制备低成本的木质素基酚醛胶黏剂(LPF).实验结果表明,当甲醛分3次加入、碱液分2次加入时,制备的PF胶黏剂具有较低的游离酚、醛,且以苯酚为液化试剂,液化温度140℃、液化时间15min、苯酚与木质素磺酸钙的质量比(酚木比)为2∶1,酚化工业木质素磺酸钙,将得到的酚化液代替苯酚在酚醛物质的量之比为1∶1.7时,制得的LPF具有更低的游离酚、醛含量、较长的储存期和优异的胶合性能.     

C NMR 定量分析

按酚醛(PF)树脂的制备工艺,采用CaO和NaOH为复合催化剂,在碱性条件下制备了95%～200%的系列尿素改性酚醛(PUF)树脂,贮存期达30 d以上。该系列PUF树脂压制的杨木三合板,胶合强度符合Ⅱ类胶合板要求,甲醛释放量<0.5 mg/L,符合E0级。其中选用尿素/苯酚(U/P)质量比为1.5∶1,甲醛与尿素-苯酚(F/(U+P))物质的量的比值为0.97的配方制胶,结合13C NMR分析手段,监控投料甲醛在反应过程中形成的亚甲基、羟甲基和亚甲基醚键的含量变化,以及最终PUF树脂的亚甲基(32.4%)、羟甲基(57%)和亚甲基醚键(10%)的结构比例。     

人工林木材的苯酚液化及树脂化研究Ⅱ.液化木基酚醛树脂的制备和性能表征

研究液化产物树脂化合成工艺,表征液化木基酚醛树脂的物化性质,评价树脂的胶合强度和木破率.结果表明,采用一次缩聚的投料方式能简化操作工艺,缩短合成时间.木材液化产物中残渣的过滤与否,对树脂性能有一定程度的影响:残渣含量高时,影响较大;残渣含量低时,影响较小.当甲醛与苯酚的量比为1.5和1.8时,利用含11.0%残渣的杉木液化产物和含16.5%残渣的杨木液化产物,制备了性能优良的酚醛树脂.     

低温低pH尿素与甲醛反应工艺的研究

本文研究了低温低pH尿素与甲醛反应的新方法。研究表明尿素与甲醛反应有着不同的历程,反应过程明显缩短。树脂具有化学改进的骨架结构,当固化时树脂含有亚甲基比亚甲基醚键多得多,树脂的耐水解性更稳定,释放甲醛较少。同时作者提出了低温低pH下尿素与甲醛反应的生成物作为一种基本树脂,以解决脲醛树脂胶粘剂贮存期不长,在贮存与运输中因气温的变化造成树脂变质的难题。     

脲醛树脂合成工艺参数的优化

以F/U的终摩尔比、F/U的初摩尔比、缩聚阶段pH值、缩聚阶段温度为变量,UF中游离甲醛含量和羟甲基含量为考核指标来设计正交试验,优化脲醛树脂合成工艺参数。最佳工艺参数F/U的终摩尔比1.05:1、F/U的初摩尔比2.2:1、缩聚阶段pH值5.1～5.3、缩聚阶段温度88℃～90℃。其产品游离甲醛含量小于0.15%,羟甲基含量大于10.5%。     

偶氮二甲酰胺发泡剂对脲醛树脂性能的影响

采用单因素试验方法,将偶氮二甲酰胺发泡剂与脲醛树脂复配制备发泡型胶黏剂,测试胶黏剂的基本性能及拉伸剪切强度,利用热重分析仪(TG)和同步热分析仪(TG-DSC)对胶黏剂的热稳定性和固化特性进行表征。结果表明:偶氮二甲酰胺发泡剂的加入有利于提升树脂体系的流动性,降低树脂的初期固化速度,提高树脂的热稳定性,且对树脂的固体含量及黏度无明显影响;较优的发泡剂添加量为6%;拉伸剪切强度为2.45 MPa。开发的偶氮二甲酰胺/脲醛树脂发泡胶黏剂在轻质人造板领域具有较大的应用潜力。     

基于UFC和葡萄糖改性脲醛树脂的合成与性能

在碱性条件下用尿素和甲醛合成脲醛预缩液(UFC),然后用UFC与尿素制备脲醛树脂(UFC/U),并添加葡萄糖对UFC/U改性得到G/UFC/U树脂,采用DSC和FT-IR等对树脂进行分析。结果表明:与普通脲醛树脂(UF)相比,UFC/U树脂胶合强度提高5.83%,游离甲醛含量降低3.70%,G/UFC/U树脂贮存期大于30 d,综合性能较好,G_1-25/UFC/U树脂游离甲醛含量降低44.44%,胶合板湿胶合强度为1.11 MPa,优于国家II类胶合板标准;DSC结果表明:UFC/U、G_1-25/UFC/U比UF树脂的固化特征温度高;FT-IR分析表明:G_1-25/UFC/U和UF树脂相比,羟基及亚甲基醚键的峰强度增强,改性树脂的羟甲基优先和葡萄糖分子C(6)的羟基发生反应生成亚甲基醚键。     

提高竹丝板尺寸稳定性的研究

研究酚醛树脂胶黏剂固体含量、常温软化、加热软化时间以及增塑剂质量分数,对竹丝板尺寸稳定性影响。结果表明,提高树脂固体含量以及同时进行软化处理,可明显提高竹丝板的尺寸稳定性;增塑剂用量需在6%以上时,才能发挥作用。     

酶解木质素改性酚醛树脂胶黏剂的研究

利用秸秆发酵制备能源酒精的残渣中提取的酶解木质素(EHL),部分代替苯酚合成改性酚醛树脂胶,并热压制得胶合板.测定了胶合板的胶合强度,改性树脂胶的黏度、固含量、水混合比、可被溴化物、游离酚、游离醛等性能指标.结果表明:木质素替代量达20%时,各项性能仍能基本达到国家标准Ⅰ类板的要求,特别是耐水性十分良好,水煮两次后胶合强度仍远大于国家标准Ⅰ类板≥0.7MPa的要求.     

低毒耐水脲醛树脂的合成

在脲醛树脂合成中采用低摩尔比配方,反应过程中添加适量的PVA,苯酚作为改性剂,所得树脂中游离醛含量能稳定地降到0.15％以下,树脂的耐水性有所改善。