脲醛树脂简单介绍.docx

月尿醛树脂锁定本词条由“科普中国”百科科学词条编写与应用工作项目审核O胭醛树脂又称胭甲醛树脂。英文缩写UF,是尿素与甲醛在催化剂（碱性或酸性催化剂） 作用下，缩聚成初期胭醛树脂，然后再在固化剂或助剂作用下，形成不溶、不熔的末期热固性树 脂。固化后的服醛树脂颜色比酚醛树脂浅,呈半透明状，耐弱酸、弱碱，绝缘性能好，耐 磨性极佳，价格便宜，它是胶粘剂中用量最大的品种.特别是在木材加工业各种人造板的制 造中,腺醛树脂及其改性产品占胶粘剂总用量的90%左右。然而，遇强酸、强碱易分解，耐 候性较差，初粘差、收缩大、脆性大、不耐水、易老化，用胭醛树脂生产的人造板在制造和 使用过程中存在着甲醛释放的问题，因此必须对其进行改性。中文名掘醛树脂外文名urea-formaldehyde resins 别名版甲醛树脂生产尿素与甲醛反应英文缩写UF商品名Beetle目录1概述1. 2特点3组成2. 4应用5用途1. 6改性7包装2. 8储运9备注3. 10生产工艺流程原料配比1. 生产工艺树脂质量指标2. 工艺特点概述NHCNHC胭醛树脂urea-formaldehyde resins商品名Beetle。又称尿素甲醛树脂，简称UF,平均分子量约10000。尿素与37%甲 醛水溶液在酸或碱的催化下可缩聚得到线性胭醛低聚物，工业上以碱作催化剂,95c左右 反应，甲醛/尿素之摩尔比为1.52.0,以保证树脂能固化。反应第一步生成一和二羟甲基 胭，然后羟甲基与氨基进一步缩合，得到可溶性树脂，如果用酸催化，易粉状胭醛树脂导致凝胶。产物需在中性条件下才能贮存。线性胭醛树脂以氯化镂为固化剂时可在室 温固化。模塑粉则在130在0加热固化,促进剂如硫酸锌、磷酸三甲酯、草酸二乙酯等 可加速固化过程。胭醛树脂主要用于制造模压塑料，制造日用生活品和蝇零件，还可作板 材粘合剂、纸和织物的浆料、贴面板、建筑装饰板等。由于其色浅和易于着色，制品往往色 彩丰富瑰丽。胭醛树脂成本低廉，颜色浅，硬度高,耐油，抗霉，有较好的绝缘性和耐温性，但耐 候性和耐水性较差。它是开发较早的热固性树脂之一。1924年，英国鼠氨公司研制，1928 年始出售产品，30年代中期产量达千吨，80年代世界年产量已超过制作塑狗制品所用的胭醛树脂的数量仅占总产量的10%左右。在甲醛与尿素的摩尔比 较低的情况下制得的胭醛树脂，与填料（纸浆、木粉）、色料、润滑剂、固化剂、稳定剂（六 亚甲基四胺、碳酸钱）、增塑剂（胭或硫胭）等组分混合，再经过干燥、粉碎、球磨、过筛，即得胭醛压塑粉。压制胭醛塑料的温度140150、压力2535MPa,压制时间依制品 的厚度而异，一般为1060min。塑料制品主要是电气照明设备和电话零件等。胭醛树脂一般为水溶性树脂，较易固化，固化后的树脂无毒、无色、耐光性好，长期 使用不变色，热成型时也不变色，可加入各种着色剂以制备各种色泽鲜艳的制品。胭醛树脂坚硬，耐刮伤，耐弱酸弱碱及油脂等介质，价格便宜，具有一定的韧性，但 它易于吸水，因而耐水性和电性能较差，耐热性也不高。特点胭醛树脂主要用于和醇酸树脂配制氨基醇酸烘漆，以提高漆膜的硬度和干性。它与不 干性醇酸树脂配合可制成酸固化氨基漆作为木材家具罩光之用。但耐候性、耐水性、保光性 稍差。可占环氧树脂和醇酸树脂配制不同性能的底漆和室内用漆。主要特点包括：1 .价格便宜，原料充足。2 .胭醛树脂分子结构上含有极性氧原子，所以对物面附着力好。可以用于底漆，中间 层涂料，以提高面漆之间的结合力。3 .由于用酸性催化剂时可在室温固化，可用于双组分木器涂料。4 .以麻醛树脂固化的漆膜，挠曲性较好。5JK醛树脂的粘度较大，酸值较高，贮藏稳定性较差。组成（1）树脂用作压塑粉的胭醛树脂要求采用反应程度较浅的缩聚物，此时树脂粘度小, 便于浸渍填料，并可保证在较长的生产周期和进行干燥后仍有适当的流动性，在工业上多采 用尿素与甲醛在低温下的缩合物（一、二羟甲基腺的混合物）。通常采用胭与甲醛的配比为 1： 1.5（摩尔比），在PH=8（及温度）3035度下全部溶解后，再加入月尿量0.3%0.54% 的草酸及0.33%0.88%的草酸酯，随即发生放热反应，温度上升，温度保持在55-60度， 并严格控制PH=5.56.5,经6075min即得所需的胭醛树脂。由于缩聚度较低，实际上 仅刚过加成反应阶段，主要的缩聚反应是在固化过程中进行的。（2）固化剂压塑粉中所用的固化剂要求具有一定的潜伏性，常用的有草酸、邻苯二甲 酸、苯甲酸、一氯乙酸等。（3）填料最常用的填料是纸浆，其次为木粉或无机填料（石棉、玻璃纤维、云母等）。 所用的纸浆是以木材为原料，经亚硫酸盐处理，溶去木材生韭纤维素杂质，再经漂白即得的 纯净的纤维素。填料的用量为总物料量的25%-32%,用量过小，压塑粉流动性大，制品强 度低；反之，用量过多时，压塑粉流动性减小，制品表面不光滑，耐水性降低。（4）着色剂着色剂可赋予塑料鲜艳的色彩，选用着色剂时要注意，所用着色剂的着色 能力强，在塑料中能分散均匀，在加工温度下和长期的日光照射时不变色，不从制品中析出。 通常用的着色剂是颜料，染料较少使用，用量为物料量的0.01%-0.2%。（5）润滑剂润滑剂在压制成品时可提高料的流动性，并可从制品中析出，在制品和模 具间形成隔离膜，使制品不易粘模。常用的润滑剂为硬脂酸的金属盐（如锌、钙、铝、镁等 的金属盐）、有机酸的酯类（如硬脂酸环己酯、硬脂酸甘油脂等）。其加入量为物料量的 0.1%-1.5%,过多时会污染制品的外观，减少光泽；过少则制品难于脱模。(6)稳定剂在压塑粉中加入的催化剂虽说是潜伏性的催化剂，但是在室温的存放过程 中仍会有少量的酸放出，从而影响到压塑粉的质量，因此通常加入一些碱性的物质以吸收放 出的酸，常用的碱为六亚甲基四胺或碳酸镂。(7)增塑剂在压塑粉中一般不用增塑剂，只在特殊的场合使用，目的是提高料的流动 性，并降低固化时的收缩率。可用的增塑剂有胭及硫胭。应用用作乳液胶黏剂的交联剂。可与聚醋酸乙烯乳液中的一0H反应交联，提高耐水性和 耐热性。腺醛树脂分子的一CH20H和NFk能与丙烯酸改性的乳液分子中的-C00H在一定 程度上进行缩合交联，减少了亲水基团，耐水性改善，抗冻能力也增强。用途可用于耐水性和介电性能要求不高的制品,如插线板、开关、机器手柄、仪表外壳、 旋纽、日用品、装饰品、麻将牌、便桶盖，也可用于部分餐具的制造。胭醛树脂是胶粘剂中用量最大的品种.特别是在木材加工业各种人造板的制造中，胭醛 树脂及其改性产品占胶粘剂总用量的90%左右。改性由于胭醛树脂存在初粘差、收缩大、脆性大、不耐水、易老化、释放甲醛和固化放出 甲醛污染环境，损害健康等缺点，必须对其进行改性，提高性能，扩大应用。而就其改性方 法简单罗列如下：1、提高初粘性提高胭醛树脂的初粘性，可加入聚乙烯醇、聚乙二醇、羟甲基纤维素等改性剂,但这 些物质价格较高，因此可选用淀粉类物质，尤其是淀粉在服醛树脂合成开始就加入，效果更 好。在合成过程中淀粉可能发生水解作用，生成各种糊精等，由于淀粉相对分子质量很大, 溶解后粘度也很大，加入少量就可制得粘度较大的胭醛树脂。同时淀粉分子链上的羟基、羟 甲基以及因水解产生的醛基等可能参与服醛树脂的合成反应，不仅提高了初粘性，而且粘接 强度和储存稳定性也有提高。2、减小收缩性麻醛树脂固化收缩率大，容易产生裂纹，胶层产生内应力，使粘度强度下降。为了降 低版醛树脂固化时的收缩率，通常向树脂胶液中加入一些填充剂，如面粉、淀粉、血粉和 a-纤维素粉、木粉、豆粉等。3、降低脆性为了降低脆性，提高韧性可加入聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛溶液、聚醋酸乙烯乳液、 VAE溶液等，同时也可提高初粘性和耐老化性。4、改进耐水性在合成胭醛树脂时加入少量的三聚氟胺、苯酚、间苯二酚、烷基胺、糖醛等都能有效 地改进服醛树脂的耐水性。加入硫酸铝、磷酸铝等作为交联剂，也可明显提高耐水性。在调 胶时加入木粉、面粉、豆粉、氧化铁、膨胀土等填料，也能提高耐水性。采用苯酚改性胭醛树脂，在树脂中引入苯环结构，封闭了树脂的吸水基团，使树脂的 耐水性和耐老化性显著改善。也可将间苯二酚或三聚氤胺加入固化剂组分之中，还可将丙烯 酸酯共聚乳液与服醛树脂共混都可以提高耐水性。5、提高粘接强度采用多元复合添加剂如聚乙烯醇和苯酚，可改善脆性，提高耐水性和粘接强度。再采 用中性-弱酸-弱碱复合工艺，在中温下进行反应，制得的胭醛树脂剪切强度是原腺醛胶的10 倍以上，耐水性和耐沸性大为提高。胭醛树脂根据不同的使用要求，加入改性剂后可明显改善性能。包装大口塑料桶或铁桶，净重20kg。储运存于阴凉通风处，储存时间自生产日期起一个月，超过储存期，经检验合格后仍可使 用。备注可根据用户要求生产多种牌号的尿醛树脂粉产品，该产品可以长期储存。胭醛树脂是国内外木材工业的主要粘合剂,由于它胶合强度高、固化快、操作性好、生 产成本低、原料丰富易得等一系列优点而得到广泛应用.但是胭醛树脂所含的游离里醛具有 毒性，树脂中的游离甲醛含量越低,其毒性就越小.降低胭醛树脂中游离甲醛的含量有各种各 样办法，其中最有效的方法是降低甲醛对尿素的摩尔比，但减少甲醛的用量，将会带来服醛树 脂生产工艺复杂化、终点控制难、树脂固化时间延长和树脂胶合强度和储存稳定性降低等缺 点.所以寻找一种有效消除低甲醛/尿素(F/U)摩尔比带来弊病的方法是很有现实意义的.通常 采用低F/U摩尔比合成胭醛树脂，从树脂合成的原理出发,通过实验找出最适宜的加料次数、 加料比、加料时间，并确定树脂合成过程中最适宜的pH值、反应温度和反应时间，从而制备 出低含醛量、稳定性好的胭醛树脂.版醛树脂的生产工艺规程有以下内容：1.原料的检验。 主要是检验甲醛和尿素的质量是否符合要求。根据甲醛的浓度和尿素的纯度，计算工艺配方 中甲醛和尿素的用量。2,备料。在服醛树脂生产时一般总是先加甲醛，用泵把甲醛打入计 量罐内，经计量后送入反应锅内，没有计量罐的可以把甲醛称量后用真空泵抽入反应锅内。 尿素一般用磅秤称量。3.搅拌与升温。经过计量的甲醛加入反应锅后，开动搅拌器加碱调 PH值至规定值，同时开蒸汽升温，由于尿素和甲醛的反应整甲醛溶液的是放热反应，因此 在加尿素后，加热至一定的温度后应立即关汽，靠反应自发热升温至规定的温度，并在规定 的温度保温一段时间。蒸汽加热时关汽的温度随设备材料及反应液用量多少而定。一般小反 应锅用量少，反应热小，关汽温度稍高，另外还和所用蒸汽压力有关，蒸汽压力大，则关汽 温度应低些。4.反应液介质的PH值反应液介质的PH值对版醛树脂合成是很重要的条件 因素，在规程中应明确地规定：在反应开始时PH值应该是多少，升温至规定温度后，PH 值又应在什么范围内，当保温结束后，PH应该是多少.当用酸或氯化钱调酸处理时，PH值 也要有一定的范围。5.反应终点。反应终点是胭醛树脂质量的关键。反应终点一般用4号途科杯测定树脂液从杯中流出的时间（S）。一般规定在某一温度下测定树脂液流出的时 间（有一个比较窄的范围）；或者用树脂液在水中的混浊度表示，如规定取出的树脂液滴在 20 的水中出现混浊时为终点等。6.反应终点后的处理。反应终点到达后首先应立即中和, 即在到达反应终点后立即加碱，使反应树脂液的PH值升高至规定的数值，同时应开冷却 水进行降温处理7.称量和保管。胭醛树脂制成后，冷却到规定的温度后可以放料，放料时 应过磅计量，记录每一锅胶液的产量。成品版醛树脂最好贮存在塑料桶内，避免与铁接触, 存放在阴凉处。生产工艺流程1 .原料的检验。主要是检验甲醛和尿素的质量是否符合要求。根据甲醛的浓度和尿素 的纯度，计算工艺配方中甲醛和尿素的用量。2 .备料。在服醛树脂生产时一般总是先加甲醛，用泵把甲醛打入计量罐内，经计量后 送入反应锅内，没有计量罐的可以把甲醛称量后用真空泵抽入反应锅内。尿素一般用磅秤称 量。3,搅拌与升温。经过计量的甲醛加入反应锅后，开动搅拌器加碱调PH值至规定值，同 时开蒸汽升温，由于尿素和甲醛的反应整甲醛溶液的是放热反应，因此在加尿素后，加热至 一定的温度后应立即关汽，靠反应自发热升温至规定的温度，并在规定的温度保温一段时间。 蒸汽加热时关汽的温度随设备材料及反应液用量多少而定。一般小反应锅用量少，反应热小, 关汽温度稍高，另外还和所用蒸汽压力有关，蒸汽压力大，则关汽温度应低些。4 .反应液介质的PH值。反应液介质的PH值对胭醛树脂合成是很重要的条件因素, 在规程中应明确地规定：在反应开始时PH值应该是多少，升温至规定温度后,PH值又应在 什么范围内，当保温结束后，PH应该是多少,当用酸或氯化镂调酸处理时，PH值也要有一定 的范围。5 .反应终点。反应终点是胭醛树脂质量的关键。反应终点一般用4号途性杯测定树脂 液从杯中流出的时间（s）。一般规定在某一温度下测定树脂液流出的时间（有一个比较窄 的范围）；或者用树脂液在水中的混浊度表示，如规定取出的树脂液滴在20C的水中出现 混浊时为终点等。6 .反应终点后的处理。反应终点到达后首先应立即中和，即在到达反应终点后立即加 碱，使反应树脂液的PH值升高至规定的数值，同时应开冷却水进行降温处理。7 .称量和保管。胭醛树脂制成后，冷却到规定的温度后可以放料，放料时应过磅计量， 记录每一锅胶液的产量。成品服醛树脂最好贮存在塑料桶内，避免与铁接触，存放在阴凉处。新型环保甲醛生产的胭醛树脂，绿色环保，低毒无味。用新型环保甲醛在不加任何添 加剂的情况下，做出的胭醛树脂胶可以达到E1级或E0级。新型环保甲醛生产的服醛树脂 是普通月尿醛树脂的升级换代产品。原料配比原料规格用量（公斤）备注甲醛36.5%600普通甲醛新型环保甲醛400尿素含 NN46300市售聚乙烯醇2099 或 2299型号适量氢氧化钠30%适量压碱氯化钱20%适量调酸生产工艺1 .将环保甲醛400公斤和普通甲醛600公斤，加入反应釜内，开动搅拌器。加聚乙烯 醇（2099或2299型号）24公斤。2 .加尿素300公斤，开始升温。3 .保温反应结束后，用氯化钱调节PH值。4 .成胶后，降温至45,停止搅拌，即可放料。该工艺制作简单，操作方便，容易掌握。树脂质量指标外观乳白色黏液粘度0.25 游离甲醛含量< 0.05固化时间45 65sPH值固体含量> 50%储存期限（天）> 20工艺特点1 .成本低。环保甲醛售价完全和市售普通甲醛一样。尿素用量小，占总甲醛的30%, 比普通环保服醛树脂节省约近50%尿素。2 .环保。该树脂游离甲醛含量很低，在制造过程中，味道就很小。成胶后，几乎闻不 到甲醛味道。用该树脂制成的胶合板，经技术监督局化验、检测，完全达到了国标E2级和 E1级。3 .生产工艺简单。甲醛和尿素都是一次投料，前期甚至无需调节PH值，极易操作。