脲醛树脂胶黏剂（水基型）
【摘要】:脲醛树脂胶黏剂由于胶合强度好，使用方便，原料丰富，成本低廉，已成为占人造板工业用合成树脂胶粘剂总量的70%左右的主要胶种。但是，脲醛树脂胶制成的人造板存在甲醛释放量高、环境污染、有害人体健康的缺点。欧洲、美国、日本等发达国家对人造板甲醛的释放量限量均有严格规定，而且逐步提高甲醛释放限量要求。研究降低脲醛胶制的人造板甲醛释放量问题，一直是各国科技工作者的研究热点。目前，我国对人造板甲醛释放限量的规定已与世界发达国家接轨。此外脲醛树脂在模塑粉、纸张和纤维处理、涂料、铸造、包装材料、皮革加工、迟效性肥料等方面也有应用。
【关键词】：脲醛树脂甲醛尿素胶合胶黏剂
脲醛树脂胶黏剂的组成
一主要原料及规格
甲醛36%
尿素97%
氢氧化钠30%水溶液
氯化铵20%水溶液
脲醛树脂胶黏剂的特点
脲醛树脂胶粘剂的特点如下：
1)含有大量的羟甲基和酰胶基，能溶于水，并有较好的粘接性能。
2)在室温或加温至100℃以上均会迅速固化。
3)与脲醛树脂胶粘剂相比，固化后的胶层没有颜色，不会污染所粘接的物品，
4)粘接强度比动植物胶粘剂高。
5)毒性低，只是在固化时会释放有刺激性的甲醛。
6)配制容易，价格便宜。
7)耐老化。
8)工艺性好，使用方便。
它的缺点是：
1)脆性大，固化过程中易产生内应力而引起龟裂，
2)耐水性和粘接强度都低于酚醛树脂脂胶粘剂。
脲醛树脂胶粘剂广泛应用于木材、胶合板、层压板干玎竹术制品的粘接，如家具、包装箱、纺织器材、收音机和时钟的禾制外壳等。[3]、[4]
脲醛树脂胶黏剂的应用
一脲醛树脂在胶合板生产中的应用
传统的胶合板用脲醛树脂是由尿素和甲醛以摩尔比1:（1.4—2.0）缩聚合成。有浓缩型（脱水）和非浓缩型（不脱水）两种。为了适应胶合板生产多层压机自动装卸的工艺要求，胶合板用脲醛树脂应有良好的初粘性，即预压性。通常采用两种方法：一种是使用普通的脲醛树脂，通过加入一定量的豆粉或面粉（加量为树脂的6%—10%），改善胶的预压效果，已达到无垫板装卸的目的；另一种是在制备脲醛树脂过程中，加入聚乙烯醇改性，增加初粘性，已达到预压目的。
传统的脲醛树脂胶黏剂，其甲醛与尿素的摩尔比较高，游离甲醛含量常在1%—2%左右，甚至更高，在胶合板生产过程中有大量甲醛析出，污染环境，危害操作工人的健康，即使在产品使用过程中也仍会有甲醛释放出来。为了减少环境污染，保护消费者的健康，各国对人造板的甲醛释放制定了严格的法规。
近年来，为提高胶合板的质量推行二次预压成型工艺，即先在芯板一面涂胶与表板复合预压30—60min，对一次预压的板柸进行修补，然后对芯板未涂胶面进行二次涂胶，复上表板二次预压20—30min，再进行热压。制得的胶合板避免了叠芯和离缝现象，胶合板的外观及胶合质量大大提高。同时对脲醛树脂的试用期和预压性也提出新的要求，从一次涂胶到预压、修补、二次涂胶、二次预压至
进热压机压板的时间长达4—6个小时，就要求调好的脲醛胶液的试用期与之匹配。而一次涂胶后的板柸，修补时要搬运并翻动，要求预压后的修补板柸有较好的冷胶合强度，修补时不致开裂，影响二次涂胶工艺。通常在调胶时，添加适当草酸、甲酸等有机酸类，降低脲醛胶液的ph值，使其在预压时有一定的冷胶合强度，满足修补工艺要求。[2]、[5]
二脲醛树脂在刨花板生产中的应用
刨花板用脲醛树脂的特点是甲醛与尿素的摩尔比较低，一般在1.2—1.6范围内。近年来继续向低摩尔比方向发展，可达1.05，甚至0.9.为了适应刨花板生产工艺要求，如树脂要求脱水，固体含量较高，一般要求60%—70%；树脂的粘度较低，但初粘性要好，以防止生产刨花板时出现散坯现象；树脂的水混合性要好，树脂能与石蜡乳液混溶，并且尽量不影响脲醛树脂胶黏剂的固化时间；要求具有较长的试用期，以保证拌胶刨花的胶的固化时间应大于用于芯层刨花用胶。[2] 三脲醛树脂在中密度纤维板生产中的应用
中密度纤维板的特性与生产工艺对脲醛树脂性能的要求与胶合板和刨花板不同。MDF用脲醛树脂胶有在纤维干燥前施胶，也可以在纤维干燥后施胶，也要适用于管道施胶。要求脲醛树脂的粘度控制在较窄范围内，胶的粘度低，初粘性小。渗透性好，以免纤维相互粘结成团，堵塞输送管道。所用脲醛树脂的固化速度比刨花板用的慢一些，有时用潜伏性固化剂。不同的施胶方式所用的脲醛树脂可以是相同的，但固化剂不同，纤维干燥前施胶要用潜伏性固化剂。MDF的胶合强度要求较高，如果胶结强度不够，热压后卸板时MDF容易分层。[5]、[6] 四脲醛树脂在细木工板生产中的应用
细木工板是在芯板两面覆盖一层或两层单板，经胶压而成的一类特殊胶合板，它的主要特性决定于芯板的结构和组成。细木工板根据芯板的结构，分为实心细木工板和空心细木工板两类。
细木工板表层材料的制造与普通胶合板相同，为了使细木工板强度高，型状稳定性好，通常控制芯层厚度为总厚度的60%—80%，所以有时细木工板俗称大芯板。
胶合板用脲醛树脂可用于生产细木工板。细木工板用胶属于冷固性脲醛树脂，要求固体含量高，粘度大为了是树脂具有较大的活性，甲醛与尿素的摩尔比
比一般胶合板用的高。使用固化剂的用量也较多，一般氯化铵的用量为液体脲醛树脂重的1%—2%，因此固化快，胶合强度好，适用于冷压胶合。[5]、[8] 脲醛树脂的发展史
氨基树脂是热固性合成树脂中比较重要的一大类，而脲醛树脂则是目前用量最大的氨基树脂。脲醛树脂具有悠久的历史，早在1844年，B.Tollens首次合成脲醛树脂；1884年，Holzer从尿素与甲醛反应得到的缩聚产物中分离出亚甲基脲；1896年，C.Goldschmidt已经开始进行脲醛树脂生成机理的研究；接着Einhorn Hamburger在1980年分离并鉴别出脲醛加成反应生成的一羟甲基和二羟甲基脲等初期产物；直到1918年，John发表专利，用尿素与过量工业甲醛加热反应，制成树脂状物质，并提出将所得到的粘稠溶液，用于织物浸渍和做胶黏剂等方面才激发起工业应用的兴趣。
在1920到1924年之间，Pollak Ripper二人在澳大利亚，G和N在德国先后获得一系列专利，揭示出多种树脂形成过程中的控制因素。P的研究主要是研制没有纤维填充剂的脲醛塑料粉，所研究的材料具有透明性，但非常脆、耐水性差、收缩性也大，没有使用价值。G和N则明确指出生产脲醛塑料粉的可能性。1924年，英国有限公司着手硫脲的研究，该公司研制出几种硫脲衍生物，并得到它们与甲醛的反应产物，他得到第一个有实验价值的成果是尿素与硫脲以相同的摩尔比与甲醛缩聚生成的化合物。1926年，英国有限公司首先制造出采用填充剂的脲醛塑料粉。此后有多种尿素—硫脲—甲醛树脂塑料粉问世。
1929年，美国Toledo Scale公司（后来的Plaskon责任有限公司）引进专利，并做了许多改进，使其尺寸稳定性、强度、韧性、耐水性和耐老化性有所提高，而且可以制成任意染色的模塑制品，其产品多种多样，被应用于很多工业部门。由于原料易得、价格便宜，第二次世界大战后在美国、前苏联、日本及西欧国家得到较大发展，广泛用于无线电路板、电器零件、餐具、玩具和日用品等方面，成为与人们日常生活密切相关的工业材料。
脲醛树脂发展初期，主要用于模塑粉，随后有广泛用于胶黏剂、纸张处理、纤维处理、涂料、迟效性肥料等很多方面。
1929年，德国IG公司的Farbenindustire将尿素和甲醛的初期缩聚物，在室温下用铵盐固化，得了第一个用作木材胶黏剂的专利，最初的商品名叫Kanrit
Leim。第二次世界大战期间作为飞机、船舶等军用胶合板的胶黏剂，在美国、德国、日本等国得到迅速发展。其后，脲醛树脂的应用范围从胶合板逐步扩大到刨花板、细木工板、中密度纤维板等领域，成为人造板工业用的主要胶种。目前，无论在我国还是世界，脲醛树脂胶都是人造板工业中占绝对优势的胶种。
在脲醛树脂发展初期，无论纸膜塑粉还是胶黏剂，缩聚反应都在含水介质中进行。后来Farbenindustire探索了在非水溶剂（一般为醇类）中完成缩聚的影响因素，发表了一系列专利，得到的脲醛树脂作为烤漆基料。后来，Hodgins也研制了脲醛树脂基料，用酸性催化剂常温也可固化，在50—60摄氏度时固化迅速。而且，脲醛树脂涂料比三聚氰胺涂料的韧性好。但是在高温烘烤时，易发生褪色现象，是它的不足之处。为了弥补其缺点，现在多数是与三聚氰胺树脂混合使用。
纤维加工是脲醛树脂具有重要意义的应用，用脲醛树脂处理纤维和棉纱，可以改善纺织品的抗皱性能；通过脲醛树脂与纸浆纤维结合，可以提高纸张的湿强度。
1947年，美国的Rohner和Wood提出用尿素与甲醛反应生成亚甲基脲，作为迟效性肥料，以改善尿素施肥后流失大的缺点，获得了第一项迟效性肥料的专利。美国、日本及西欧各国先后将这种肥料用于谷类栽培试验中。
此外，脲醛树脂还可以用于皮革加工、无机纤维的粘结、铸造车间砂芯的粘结、石墨电阻和石膏增强、泡沫结构和离子交换树脂等方面，虽然用量少，却充分体现了脲醛树脂多种用途的性能。[1]、[5]、[6]、[7]
脲醛树脂的发展方向
脲醛胶是一种成本低廉、应用广泛的胶粘剂，主要用于人造板材料。脲醛胶具有较好的粘合强度、耐热性和耐腐蚀性；低分子量聚合物能溶于水，不需要有机溶剂；固化时间较短，在室温和加温条件下均能较快固化，固化后颜色浅，不污染制品。这些优点使脲醛胶成为人造板材用胶的主要品种，占人造板用胶量90%以上。但脲醛胶也有其弱点，固化时收缩率较大，胶层易发生裂缝，耐水性差，而且含有游离甲醛。由于脲醛胶主要用于制造人造板，而人造板主要用于家具和室内装修，游离甲醛从人造板中挥发出来的速度较慢，使室内空气中甲醛含量长期超标，对人的健康不利。高游离甲醛含量的脲醛胶是造成“装修病”的主要原因，也是室内装修主要污染源。只有采用先进生产工艺，降低游离甲醛含量，
才能符合日益严格的环保法规要求，保障消费者身体健康，因此环保型脲醛胶是脲醛胶发展方向。[3]、[9]
游离甲醛含量一般依据国际公认的欧洲标准，即用脲醛胶制成人造板后，利用钻空法测量板材中游离甲醛的含量，以此反映脲醛胶游离甲醛的指标。其中，游离甲醛级别指标E1 <10毫克/100克（下同），E2<30，E3<60，环保型脲醛胶是指E1和E2级脲醛胶。
脲醛胶主要有液体胶和粉状胶两种，液体胶浓度一般为50%，少量为80%浓度的浓缩液。液体胶能耗低、价格低，但运输费用高，销售半径小，贮存时间一般为1-2个月；粉状胶能耗高，价格高，但运输费用低，销售半径大，贮存时间可达2年。
脲醛胶消费主要集中在亚洲、西欧和北美。2000年，西欧脲醛胶消费量为200万吨（干重，下同），中国为100万吨，美国为75万吨，印度尼西亚为70万吨。2000年世界脲醛胶生产能力约为700万吨。在发达国家，脲醛胶生产厂一般独立于木材加工厂，生产专业化水平高，能力大，产品质量好。发达国家脲醛胶生产比较集中，年产能力在万吨以上的厂家有50多家，约占总年产能力的90%以上。目前发达国家主要使用E1级产品，E2级产品也有一定用量。
2000年我国脲醛胶生产能力约为120万吨，产量约为100万吨。目前国内生产的脲醛胶基本上是液体胶，浓度一般为50%，实物产量约为200万吨。目前我国主要使用E3级产品，E1和E2级用量不足20%，甚至还有一部分连E3级也达不到的劣质产品在大量使用。[8]
我国大约80%的脲醛胶是由木材加工企业自产自用，只有大约20%是由化工企业生产的。我国木材加工企业多达3000多家，脲醛胶生产高度分散，专业化水平低，产品质量差，特别是游离甲醛含量高，污染严重。近年来，随着室内装修和家具市场对人造板材质量特别是游离甲醛含量要求越来越高，国家从2000年开始对人造板材厂实行生产许可证管理，有关建材卫生标准的相关法规即将出台，脲醛胶生产格局正在发生变化：一是环保型脲醛胶脲醛胶产量迅速提高。国内脲醛胶生产企业和科研部门积极攻关，目前采用国内技术已能生产E2级产品，但生产E1级产品只能采用引进技术。二是脲醛胶生产向化工企业集中，脲醛胶商品化率不断提高。由于环保型脲醛胶生产技术难度较高，经济规模为1
万吨/年，所以普通木材加工企业无法自己配套生产。三是粉状胶生产比例逐渐提高，销售可以面向全国甚至国际市场。[10]
随着国家生态保护措施的加强，禁伐天然林，需要大力提高木材综合利用率，发展人造板材。“十五”期间，我国家具业和室内装修将会快速发展。在家具行业，板材家具比例将逐渐提高，实木家具比例逐渐降低，在室内装修领域，人造板材用量也将迅速增长。另外，随着环保型脲醛胶的普及，人造板材游离甲醛含量的降低，会进一步加快人造板材消费增长。预计在“十五”期间，我国人造板材年产量将以10%左右的速度快速增长，到2005年人造板材产量将达到2500万立方米，脲醛胶消费量将达到160万吨。根据我国合成胶粘剂行业“十五”发展规划，我国将实现脲醛胶环保化，即全部达到E2级标准，并力争50%以上达到E1级标准。目前脲醛胶消费约占我国合成胶粘剂总消费量的2/3，环保型脲醛胶是我国“十五”期间合成胶粘剂发展的重中之重，也是整个化学工业的发展热点之一。从市场需求看，随着国家有关环保法规的推行，环保型脲醛胶市场需求将呈现爆炸式增长。从技术角度看，我国已开发出E2级产品生产技术，E1级产品生产技术引进也比较顺利，从原料配套情况看，我国新改进的银法甲醛生产工艺已能够生产高浓度甲醛。从企业发展的需要看，许多化肥企业生产尿素联产甲醇，加入WTO 后，尿素和甲醇市场将面临很大冲击，如果以尿素和甲醇为原料，生产市场前景广阔的环保型脲醛胶，将使企业拥有新的发展空间。[4]、[6]
参考文献
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脲醛树脂粘合剂的制备 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
脲醛树脂粘合剂的制备院系：材料科学与工程学院专业：材料化学 姓名：田文 班级：材化1401 学号： 指导教师：李佳锡
脲醛树脂粘合剂的制备 田文 （沈阳化工大学材料科学与工程学院） 摘要：介绍了含游离甲醛低的粘结强度大的建筑行业用脲醛树脂粘合剂的制备方法。研究了树脂合成过程中材料纯度、尿素和甲醛的摩尔比、反应温度以及反应时间等对粘度和固含量等性能的影响。在一定酸度和温度条件下分批加入尿素进行阶段反应，得到一种胶液性能稳定、粘结强度高的建筑板材用粘合剂。 关键词：脲醛树脂；粘合剂；PH值；制备 Preparation of urea formaldehyde resin adhesive Tian Wen (School of Material Science and Engineering, Shenyang University of Chemical Technology) Abstract: A preparation method of urea-formaldehyde resin adhesive with low free formaldehyde content and high adhesive strength was presented. Effects of purity of raw materials, molar ratio of urea and formaldehyde, reaction temperatures and reaction time on the properties of urea-formaldehyde resin adhesive were studied. After addition of formaldehyde,urea was added in three portions respectively at proper PH value and temperatures to react, then adhesive with stable adhesive performance and good product quality for construction was obtained. Key words:urea-formaldehyde; adhesive; PH parameter; preparation 脲醛树脂（UF树脂）粘合剂因其价格低廉、原料易得、粘结强度高、耐水性和抗老化性能优异，且产品无色而被广泛应用于木材加工。用于制造胶合板和刨花板的大批量脲醛树脂胶黏剂的配方较为简单。脲醛树脂的主要优点是在固化之前是水溶性的，对许多种基材使用都很方便，并且能同其他许多种材料一起使用，树脂无色，可得到无色胶层，也可以使用染料和颜料任意着色，耐溶剂性
三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂的合成Synthesis of Urea Formaldehyde Resin Adhesive Modified by Melamine 目录 摘要 ........................................................................................................... 错误！未定义书签Abstract ................................................................................................... 错误！未定义书签引言 ........................................................................................................... 错误！未定义书签第１章绪论.......................................................................................................................... 1.1 尿素产品概述及其用途 ............................................................................................ 1.2 三聚氰胺的性能及用途 ............................................................................................ 1.3 脲醛树脂的发展现状 ................................................................................................ 1.3.1 脲醛树脂胶黏剂的优缺点 ..................................................................................... 1.3.2 脲醛树脂的合成工艺............................................................... 错误！未定义书签 1.3.3 游离甲醛的危害性 ................................................................................................. 1.3.4 降低游离甲醛含量的方法 ..................................................................................... 1.4 三聚氰胺改性脲醛树脂概述 ....................................................................................
常用胶粘剂 合成胶粘剂的几种分类 酚醛-氯丁橡胶胶粘剂 由树脂&tracelog=pd_info_promo" target="_blank">酚醛树脂和氯丁橡胶混炼胶溶于苯或醋酸乙酯和汽油的混合溶剂中配制而成的。由于初粘力强，又能在室温下粘接和固化，使用简便，所以应用较广，适用于粘接金属和非金属材料。市售的商品有铁锚801强力胶、百得胶、JX－15－1胶、FN－303胶、CX－401胶、XY－401胶、CH－406胶等。 有机硅胶粘剂 它的主要组分是有机硅氧烷。它有优良的耐紫外线、耐臭氧、耐化学介质和耐潮湿，还有很好的热稳定性和低温柔韧性。它能粘接金属、玻璃、陶瓷等材料，特别能粘接通常不易粘接的硅橡胶、氟橡胶等。主要用于电子工业中的灌封、电器元件连接部位和接头处的密封，以防止灰尘和潮气等的侵害。还可作建筑工程的防水密封材料。有机硅胶粘剂分单组分、双组分、室温硫化和加热硫化等多种，室温硫化型的主要产品牌号有703、704、D－05、FS－203、GD－400等。 瞬间胶粘剂
是由α-氰基丙烯酸酯单体和少量稳定剂、增塑剂等配制而成的。这类胶组分简单，不用配料，能在常温常压下迅速固化，因此获得瞬间胶粘剂的美称。使用时，被粘物表面不需特殊处理，能满足工业自动化流水线的需要。它无毒，因而应用范围广，不仅适合粘接各种金属、非金属材料，还用于医疗方面的粘结。这种胶的缺点是不适宜于大面积和多孔材料的粘接。常用的是α-氰基丙烯酸乙酯，商品牌号为502胶，医用的α-氰基丙烯酸丁酯，商品牌号为504胶。 厌氧胶 该胶的主要成分是甲基丙烯酸双酯。它在室温、有空气时不能固化，排除空气（即无氧条件）就能迅速固化。根据不同需要，可加入引发剂、促进剂、增稠剂和染料等组分。它的主要用途是作螺纹的紧固密封和轴承的装配。对非活性金属，如不锈钢、锌、银等需加入促进剂以加速固化。它不宜粘接多孔材料和填充较大缝隙。产品分高、中、低档强度和粘度，牌号有铁锚300系列，GY－100、200、300系列，Y－150胶等。 聚醋酸乙烯酯 聚醋酸乙烯酯乳液是醋酸乙烯的聚合物。它就是市售的白胶。这种胶粘剂能在室温下自干，化学稳定性好，容易跟填料、增塑剂等相互混合，粘接度可自由调节，有较好的早期粘接强度。它可以单独使
酚醛树脂胶黏剂综述 08高分子一班08206020118 李兆峰 摘要：综述了酚醛树脂的性状、发展历史，合成原理及工艺，和其作胶黏剂的主要性能，一些改性研究情况及在各领域的应用和发展趋势。 关键字：酚醛树脂胶黏剂改性应用发展趋势 一、概述 酚醛树脂，phenolic resin,简称PF。酚醛树脂是酚类与醛类在催化剂作用下形成树脂的统称，酚类主要是苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚等，醛类主要是甲醛、乙二醛、糠醛等。 1872年德国化学家拜尔首先合成了酚醛树脂，1907年比利时裔美国人贝克兰提出酚醛树脂加热固化法，使酚醛树脂实现工业化生产，1910年德国柏林建成世界第一家合成酚醛树脂的工厂，开创了人类合成高分子化合物的纪元。由于采用酚、醛的种类、催化剂类别、酚与醛的摩尔比的不同可生产出多种多样的酚醛树脂，它包括：线型酚醛树脂、热固性酚醛树脂和油溶性酚醛树脂、水溶性酚醛树脂。 直线型酚醛树脂结构图 固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离酚而呈微红色，比重1.25~1.30，易溶于醇，不溶于水，对水、弱酸、弱碱溶液稳定。液体酚醛树脂为黄色、深棕色液体。 二、合成 由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。因酚与醛的摩尔比、选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类：醛与酚的摩尔比大于一，用碱类物质作催化剂，生成热固性酚醛树脂，醛与酚的摩尔比小于一，用酸类物质作催化剂，生成热塑性酚醛树脂。 酚醛树脂的合成和固化过程，完全遵循体型缩聚反应的规律。控制不同的合成条件(如酚和醛的比例，所用催化剂的类型等)，可以得到两类不同的酚醛树脂：一类称为热固性酚醛树脂，它是一种含有可进一步反应的羟甲基活性基团的树脂，如果合成过程不加控制，则会使体型缩聚反应一直进行至形成不熔、不溶的具有三向网络结构的固化树脂，因此这类树脂又称为一阶树脂；另一类称为热塑性酚醛树脂，它是线型树脂，在合成过程中不会形成三向网络结构，在进一步的固化过程中必须加入固化剂，这类树脂又称为二阶树脂。这两类树脂的合成和 固化原理并不相同，树脂的分子结构也不同[1]。 生产酚醛树脂的最主要工艺是间歇釜式常压合成法，反应开始是溶液均相体系，当缩聚体树脂分子量达一定程度后，反应体系转为非均相，这时分子量增长 反应主要在树脂相中进行[2]。
环保型脲醛树脂粘合剂 的研究 Revised as of 23 November 2020
环保型脲醛树脂粘合剂的研究 作者：佚名文章来源：不详点击数：更新时间：2005-12-22 粘合剂是国内外木材加工业中最主要的粘合剂,因其原料丰富,生产简便,使用方便,成本较其它合成树脂胶粘剂低,粘合强度高等一系列优点而得到广泛的应用。常用于加工制造胶合板、刨花板、碎木板、细木工板、纤维板、稻草板、积木等。但现在市场所用的所含的游离甲醛远远超标,在其生产、制品制造以及制品应用过程中会不断释放出甲醛,污染环境,对人体眼、鼻、喉等器官均有刺激作用,有时还出现过敏性反应,甚至还可致癌。2002年1月国家颁布了强制标准《室内装饰材料、人造板及其制品中甲醛释放量》,这使低毒环保型粘合剂的研制迫在眉睫。 1的合成机理 合成反应理论上分两个阶段:首先甲醛与尿素在碱性条件下进行加成反应,生成羟甲基脲:
在使用粘合剂时,再加入固化剂,在酸性介质作用下,含有的羟甲基、酰氨基等活性基团互相交联或与纤维素上的羟基交联形成大分子网状结构。而二羟甲基脲的形成,直接影响树脂的交联密度,严重影响胶合强度和胶粘剂的稳定性。所以必须创造有利于二羟甲基脲生成的条件。 相同摩尔比的树脂采用尿素分批投料工艺,综合性能提高,游离甲醛减少。第一批尿素的加入保证了实际的ＦＵ比大,甲醛过量,有利于形成大量的二羟甲基脲,提高了树脂的交联度,第二批、第三批尿素的加入,实际摩尔比低于配方摩尔比,有利于甲醛的进一步反应,减少树脂中游离甲醛的量。最后一批尿素的加入有利于捕捉树脂中游离的甲醛。 2试验部分 主要原料
常规脲醛树脂生产工艺 脲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.但是脲醛树脂所含的游离甲醛具有毒性,树脂中的游离甲醛含量越低,其毒性就越小.降低脲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,将会带来脲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.本研究采用低Ｆ/Ｕ摩尔比合成脲醛树脂,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、稳定性好的脲醛树脂. 脲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。在脲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值对脲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.当用酸或氯化铵调酸处理时，PH 值也要有一定的范围。 5．反应终点。反应终点是脲醛树脂质量的关键。反应终点一般用4号涂料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。脲醛树脂制成后，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。成品脲醛树脂最好贮存在塑料桶内，避免与铁接触，存放在阴凉处。 生产脲醛树脂的工艺流程 新型环保甲醛生产的脲醛树脂，绿色环保，无毒无味。用新型环保甲醛在不加任何添加剂的情况下，做出的脲醛树脂胶可以达到E1级或E0级。新型环保甲醛生产的脲醛树脂是普通脲醛树脂的升级换代产品。 一.原料配比
脲醛树脂 尿素与甲醛反应得到的聚合物。又称脲甲醛树脂。英文缩写UF。加工成型时发生交联，制品为不溶不熔的热固性树脂。固化后的脲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，但遇强酸、强碱易分解，耐候性较差。 概述 脲醛树脂 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脲醛低聚物，工业上以碱作催化剂，95℃左右反应，甲醛/尿素之摩尔比为1.5～2.0，以保证树脂能固化。反应第一步生成一和二羟甲基脲，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，易导致凝胶。产物需在中性条件下才能贮存。线性脲醛树脂以氯化铵为固化剂时可在室温固化。模塑粉则在130～160℃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。脲醛树脂主要用于制造模压塑料，制造日用生活品和电器零件，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。 脲醛树脂成本低廉，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，英国氰氨公司研制，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1.5Mt。 制作塑料制品所用的脲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脲醛树脂，与填料（纸浆、木粉）、色料、润滑剂、固化剂、稳定剂（六亚甲基四胺、碳酸铵）、增塑剂（脲或硫脲）等组分混合，再经过干燥、粉碎、球磨、过筛，即得脲醛压塑粉。压制脲醛塑料的温度140～150℃、压力25～35MPa，压制时间依制品的厚度而异，一般为10～60min。塑料制品主要是电气照明设备和电话零件等。 脲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。 脲醛树脂坚硬，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。 组成
脲醛树脂胶黏剂
脲醛树脂胶黏剂的改性研究 09应化卢琼32号 一、脲醛树脂的特点 脲醛树脂胶黏剂我国木材工业用量最大合成树脂胶黏剂,占木材加工业胶黏剂总消耗量60%多,占人造板用胶量90%左右。脲醛树脂胶黏剂的主要优点是在固化之前具有水溶性，对许多基材使用都很方便，并且能同其他许多材料一起使用，它也可以使染料和颜料任意着色，耐溶性能好，硬度高。胶接强度高、耐冷水性能、耐热水性能高;固化迅速;与水混溶性好,易调制合适黏度浓度等;但脲醛树脂也有其弱点：在固化时收缩率较大，胶层易产生裂缝，耐水性差;含有游离甲醛，在使用脲醛树脂或使用脲醛树脂胶黏剂制备的产品过程中，会释放出甲醛的恶臭味，并强烈地刺激人的视黏膜、鼻黏膜和上呼吸道，严重危害人的身体健康。只有对脲醛树脂进行改性，降低游离甲醛含量，才能使之符合日益严格的环保法规的要求，保障消费者的身体健康。所以，新的环保型脲醛树脂是脲醛树脂发展的方向[1]。 当前脲醛树脂黏胶剂的改性研究主要从以下几个方面入手：降低游离甲醛含量；提高脲醛树脂的耐水性；改进树脂稳定性；提高脲醛树脂胶粘接强度；减小脲醛树脂胶收缩性；改善脲醛树脂胶脆性；提高脲醛树脂胶初粘性等 二、脲醛树脂的改性 a、降低脲醛树脂毒性 随着改性脲醛树脂胶黏剂研究的不断深入，树脂综合性能的到明显提高。应用领域也随之拓宽。但随着应用领域的不断扩展，脲醛树脂胶黏剂中游离甲醛含量高，以及在生产过程中交接制品散发出来的游离甲醛对环境造成的污染，成为严重的社会问题，越来越引起环保专家和消费者的关注。所以，在不断降低产品综合性能的前提下生产和使用低毒脲醛树脂胶黏剂势在必行。脲醛树脂中游离甲醛含量一般依据欧洲标准制定，利用钻空法测量板材中游离甲醛含量，据此判定脲醛胶中游离甲醛含量，分为E1级（<10mg/100g）、E2级（<30mg/100g）、E3（<60mg/100g），其中E1级和E2级属于环保型[2] 。 （1）胶接制品甲醛释放的原因 根据甲醛释放机理不同，游离甲醛存在方式分为两种：单体游离式及复合分解式。以单体游离式存在的甲醛主要来源于加成反应的可逆性和反应的不彻底性。它以甲醛单体形式游离存在于液体胶黏剂中，与树脂的大分子链无化学键结合，一般在树脂性能指标分析中所指的游离甲醛含量即为单体游离式甲醛的含量。以复合分解式存在的甲醛主要来源于树脂中羟甲基和甲醚键的分解。这种甲醛和树脂大分子链有化学键结合，但是该化学键的稳定性差，受外界影响时容易断裂分解而释放甲醛。 胶接制品甲醛释放的原因主要有以下几个方面: 1、树脂合成过程中未参加反应的游离甲醛； 2、树脂固化过程中，在电解质的作用下，胶体粒子周围形成的吸附双离子层遭到破坏，释放出甲醛，树脂在固化过程中释放甲醛的主要原因是树脂中存在羟甲基和二亚甲基醚键，该化学键的稳定性差，受外界影响时容易断裂分解而释放甲醛，在酸性环境和水分存在的条件下，分解反应进一步加速。加入固化剂后，树脂的酸性增大，释放出甲醛。 3、制品在使用过程中，受到温度、湿度、酸碱、光照等环境因素影响，发生降解而释放出甲醛； 4、纤维素分子中含有羟甲基,在较高温度和酸性条件下,与脲醛树脂胶黏剂中含有的甲
脲醛树脂胶粘剂的改性方法 脲醛树脂胶粘剂的改性方法 木材加工工业中主要采用胶黏剂来制造胶合板、刨花板、纤维板、装饰板、家具及木器,使用胶黏剂的数量约占合成胶黏剂总量的75%,是应用胶黏剂最多的工业部门。脲醛胶、酚醛胶、三聚氰胺-甲醛胶是人造板工业三大传统用合成胶。脲醛树脂胶黏剂具有较高的粘接强度、耐水性好、固化速率快、固化后胶层的颜色浅、粘度易调等特点,在木材加工中得到广泛的应用。目前脲醛树脂胶黏剂占人造板用胶量的90%以上,占木材加工业总消耗量的60%多。 脲醛树脂虽然使用方便，用量很大，同时也存在着初粘差、收缩大、脆性大、不耐水、易老化、游离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。现将改性途径简介一下。 1、提高脲醛树脂胶初粘性 提高脲醛树脂的初粘性，可加入聚乙烯醇、聚乙二醇、羟甲基纤维素等，但价格较高，选用淀粉类物质最为合适，尤其是淀粉在脲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脲醛树脂。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脲醛树脂的合成反应，不仅提高了初粘性，而且粘接强度和储存稳定性也有提高。在这里为您推荐：胶得宝脲醛树脂添加剂！ 2、改进脲醛树脂胶耐水性 在合成脲醛树脂时加入少量的三聚氰胺、苯酚、间苯二酚、烷基胺、糖醛等都能有效地改进脲醛树脂的耐水性。加入硫酸铝、磷酸铝等到作为交联剂，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。 在碱性介质（PH>8.5）条件下,加入三聚氰胺经过加成、缩聚反应阶段，将结构稳定的三嗪环引入树脂分子中，使固化后树脂的耐水性大为提高。一般的配方和工艺为尿素：甲醛=1：（1.4~1.6），三聚氰胺加入量为尿素总量的5%~10%。具体工艺是： （1）、将甲醛加入反应釜中，用30%氢氧化钠的溶液调PH值7.5~8.5加入第一批尿素和三聚氰胺。 （2）、在40~50min内升温至89~910C，保持30min （3）、用20%氯化铵溶液调PH值为4.8~5.0保持60min （4）、以30%氢氧化钠溶液调节PH值为7.0~7.5，并通冷水冷却加入第二批尿素。
第38卷第12期东 北 林 业 大 学 学 报 V o.l 38N o .12 2010年12月J OURNA L O F NORTHEA ST FORESTRY UN I VER SI TY D ec .2010 第一作者简介:王健,男,1987年3月生,生物质材料科学与技术教育部重点实验室(东北林业大学),硕士研究生。 通信作者:张一帆,教授。收稿日期:2010年6月8日。责任编辑:戴芳天。 胶合板用快速固化酚醛树脂胶黏剂 王 健 张一帆 (生物质材料科学与技术教育部重点实验室(东北林业大学),哈尔滨,150040) 摘 要 选取氢氧化钡作为催化剂合成高邻位酚醛树脂胶黏剂,原料的物质的量比为n (苯酚) n(甲醛) n (氢 氧化钡)=1.00 1.80 0.03,反应温度为85~90 ,制得的酚醛树脂胶黏剂比普通酚醛树脂胶黏剂聚合时间缩短了30%。利用傅里叶红外光谱对酚醛树脂进行了结构表征。结果表明钡酚醛树脂的酚环之间是以亚甲基键连接,且邻位取代远高于对位取代,显示了树脂快速固化的机理。用该酚醛树脂胶黏剂热压胶合板,可以大幅减少热压时间。 关键词 酚醛树脂;快速固化;胶合板分类号 TQ 433.431:T S653.3Fast cu ri n g Ph enol For ma l dehyde Resin U sed for P l ywood /W ang Jian ,Zhang Y ifan(K ey Labo ra t o ry o f Bio based M a teria l Science and T echno l ogy (N ortheast F orestry U niversity),M i nistry of Education ,H a rbin 150040,P .R.Ch i na )//Journa l of N ortheast Fo restry U n i ve rsity .-2010,38(12).-75~76 O rt ho pheno l for m a l dehyde resin w as synt hesi zed usi ng bar i u m hydrox i de as catalysts .Prepo l ymers were synthesized un der t he contro lled conditi ons of 85-90deg rees C and mo lar rati o o f for ma l dehyde to phenol and catal yst of 1.00 1.80 0.03.T he cure ti m e o f bar i u m PF resi n was reduced by 30%compared w ith that of o rd i na ry PF resi n .T he product was charac terized by FT IR.T he FT I R resu lt show ed that t he phenolic ri ng was li nked v ia m ethy lene ,and para s ubstituted w asm uch h i ghe r t han the o rt ho substituted ,w hich i ndicates the reac ti on m echanis m o f fast cur i ng of the bari um PF resin .T he ho t pressi ng ti m e o f ply w ood m ade from Ba PF can be l arge l y reduced . K eywords Pheno l for m a l dehyde resin ;F ast cur i ng;P l yw ood 酚醛树脂以其较好的胶接性能,优良的耐候、耐沸水和耐 化学腐蚀性,而被广泛应用于制造室外级人造板。但是,酚醛树脂的固化速度比较慢,固化温度高,生产中必须靠延长热压时间,提高热压温度,才能保证产品质量,造成生产效率低、能耗大,严重制约了酚醛树脂在木材工业用的应用。 为了解决这一问题,一般采取加大甲阶酚醛树脂的反应程度,提高低聚物的平均分子量、提高酚醛树脂碱性、加入固化促进剂、酚醛树脂与快固型树脂复合等方法提高酚醛树脂的固化速度。 此外,国外已有的相关研究[1-2]表明,在一般的酸碱催化剂作用下,苯酚的对位具有比邻位有更高的反应活性。因此,一般的甲阶酚醛树脂中留下的大多是活性差的邻位。而用锰、锌、镁等二价金属的氧化物或氢氧化物作催化剂制得高邻位酚醛树脂,能使酚醛树脂的对位活性点较多地留下。这是一条提高酚醛树脂固化速度的有效途径。 何良佳等[3]对浸渍用高邻位酚醛树脂进行了初步研究,指出用Ba(OH )2催化酚醛树脂能使其在中性条件下快速固化。笔者对上述酚醛树脂做进一步研究,以期合成出胶合板用快速固化酚醛树脂。 1 材料与方法 主要原料:苯酚、甲醛(工业品)、N a OH 、Ba (OH )2(分析纯)。 酚醛树脂合成工艺:酚醛树脂的原料配比参照何良佳等[3] 制备的Ba(OH )2催化的浸渍用酚醛树脂的配方。n (苯酚) n (甲醛)=1.0 1.8,n (催化剂) n (苯酚)=0.03。原料在40 时投入三口瓶并开始搅拌,先在低温下反应一段时 间,再均匀升温至85~90 ,反应2h 。然后树脂脱水至规定黏度,用冷水浴冷却到35~40 出料。 氢氧化钠催化酚醛树脂原料的物质的量比、合成工艺同钡酚醛树脂的合成工艺相同。 为方便表述,将氢氧化钡催化酚醛树脂称为钡酚醛树脂,将氢氧化钠催化酚醛树脂称为钠酚醛树脂。 胶合板热压:在酚醛胶中加入10%面粉做填料,在不同温度和时间下胶压落叶松3层胶合板。单板含水率为8%~10%,尺寸为1.8mm !300mm !300mm,手工涂胶,施胶量260~280g /m 2(双面),压力1.1M Pa 。 树脂性能分析:酚醛树脂的理化性能测试方法及技术指标主要参照中华人民共和国国家标准G B /T 14074?2006,其中树脂黏度用涂-4杯在25 的条件下测得。 红外光谱扫描:实验合成的树脂真空干燥至无水用K Br 压片法制备样品进行红外光谱实验。红外光谱仪是美国尼高力公司的M AGNA -IR560,扫描范围:4000~500cm -1;单点反射法测试。 胶合强度测试:胶合强度试件按GB /T 9846.7?2004锯制并按GB /T 17657?1999,G B /T 9846.3?2004中#类胶合板要求测试。 2 结果与分析 2.1 酚醛树脂的性能 树脂的各项指标均能达到使用要求。钠酚醛树脂聚合时间在90s 以上,而钡酚醛树脂聚合时间为60s 左右(见表1)。 所合成的钡酚醛树脂的p H 在8~9时,固化速度较快。虽然树脂处在强酸或强碱的条件下,固化速度会更快[4],但这时会对木材产生不利影响,通常不采用。因此,酚醛树脂可以在p H =8~9下直接使用。2.2 钡酚醛树脂的结构特征 为了比较钠酚醛树脂与钡酚醛树脂在结构上的差异,对两种树脂进行红外扫描,所用样品需经过真空干燥。
脲醛树脂胶粘剂的分析检验 第一节原料的分析检验方法 一、甲醛 （一）甲醛的质量标准 甲醛的质量标准见表1 表1 甲醛的质量标准（GB9009—88） （二）测定方法 1.甲醛含量的测定 （1）原理试样与过量的中性亚硫酸钠溶液作用，生成氢氧化钠，然后以百里香酚酞作指示剂，用硫酸标准溶液滴定生成的氢氧化钠。 （2）试剂和溶液硫酸标准溶液c（1/2H2SO4）=0.5mol/L；亚硫酸钠溶液c（Na2SO3）=1mol/L；百里香酚酞指示剂，每100mL乙醇（95%）中含0.1g百里香酚酞。 （3）仪器滴瓶（60mL）。 （4）测定步骤于250mL锥形瓶中，加入50mL亚硫酸钠溶液及3滴百里香酚酞指示剂，用硫酸标准溶液中和至蓝色消失（不计读数）。用减量法称取1.3~1.5g试样（准确至0.0002g），放入上述锥形瓶中，再用硫酸标准溶液中和至蓝色消失为终点。
（5）结果的表示和计算用质量分数表示的甲醛含量X1按下式计算： X1=c×V×0.03003/m ×100% 式中 c——硫酸标准溶液的量浓度，mol/L； V——滴定消耗硫酸标准溶液的体积，mL； m——甲醛试样的质量，g； 0.03003——与1.0mL硫酸标准溶液[c（1/2H2SO4）=1.000mol/L]相当质量，g。 （6）允许差平行测定两次结果的差值不大于0.1%，取其算术平均值为测定结果。 2. 甲醛溶液密度的测定——密度计法 （1）测定步骤将甲醛溶液试样盛于100 mL量筒中，测定其温度，当试样温度达到（20±0.5）℃时，将校正过的刻度范围为1.060～1.112分度为0.002的密度计轻轻插入，1～2min至温度比较稳定时，按液面下边缘读出其视密度。 （2）结果的表示和计算20℃甲醛溶液的密度ｐ20按下式计算：ｐ20==ｐt+0.00058（t为20℃） 式中ｐt——试验温度下甲醛溶液的视密度，g/cm3； t——测定时甲醛溶液的温度，℃； 0.00058——甲醛溶液密度的温度补正系数。 （3）允许差平行测定两次结果的差值不大于0.0005，取其算术平均值为测定结果。
南京工程学院 实验报告课程名称学生创新实验周 实验名称脲醛树脂胶黏剂的制备 实验学生班级 实验学生姓名 实验学生学号 同组学生姓名 实验指导教师 实验时间—2012.03.2 实验地点实验楼D407
一、实验目的 高分子科学既是一门理论科学，又是一门应用科学。在理论的指导下具有很强的应用性，涉及到塑料、橡胶、纤维、涂料和胶黏剂等材料应用的基础知识。综合实验是培养高分子材料专业学生动手和实践能力的一门课程，是专业基础课的理论与实际相结合的课程。通过实验，是学生了解和掌握高分子合成的方法、高分子结构与性能关系的基本原理，从而在感性上进一步加深理解高分子科学的原理，掌握实验知识和技能，培养工艺资料的使用能力，为以后的学习和从事高分子学科内的工作打下基础。要求学生通过实验初步掌握高分子合成工艺设计方法。 二、文献综述 摘要：本文综述了脲醛树脂胶黏剂的合成机理及近年来脲醛树脂的研究进展。 关键词：脲醛树脂；胶黏剂；甲醛 1.引言：脲醛树脂是一种开发应用较早的木用热固性高分子胶黏剂，由于其生产成本低、色泽浅、粘接强度高、固化速度快、使用方便，以及较好的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性等优点而广泛应用于木材加工工业中，脲醛树脂（UF）胶粘剂可广泛用于各种人造板的制造，其用量占木材加工业胶粘剂总耗量的60%左右，是胶粘剂中用量最大的品种。[1]与其他胶黏剂相比，脲醛树脂也存在游离甲醛含量偏高，机械强度低等缺点。探索脲醛树脂胶黏剂新的合成和改性工艺，以扩大其使用范围，一直是研究的热点。[2] 2发展现状： 2.1脲醛树脂胶黏剂的优缺点 脲醛（ureaformaldehyde，UF）树脂占人造板工业中所用合成树脂胶总量的65%~75%，其原料丰富、价格低廉，对木质纤维素有优良的粘附力，具有优良的内聚强度，有一定的耐水胶合强度，处理和应用容易。但是，脲醛树脂存在耐水性差、储存期短、易水解、不稳定，尤其是其制造的人造板甲醛释放量大等缺点。 2.2脲醛树脂的合成工艺 由于尿素和甲醛都是富于反应性的物质，尿素与甲醛的反应十分复杂，脲醛树脂合成工艺以及合成过程中的许多因素如原料组分的摩尔比、反应进行中的pH值、反应温度、反应时间等都会直接影响产品的性能和质量[11]。目前合成脲醛树脂的工艺主要有弱碱-弱酸-弱碱和强酸-弱酸-弱碱中低温两种工艺。我国工业生产中大多数采用的是传统的弱碱-弱酸-弱碱工艺，生产的脲醛树脂稳定性较好，胶接强度好，但游离甲醛含量难以控制，且能耗高[12]。崔昆明等[15]指出如果采用强酸低温的强酸-弱酸-弱碱工艺合成的脲醛树脂的主要特征是游离甲醛含量低，能耗低，但同时羟甲基含量降低，树脂的黏合性能下降，目前在工业上还没有得到广泛应用。除了上述两种工艺外，还有一直在弱酸条件下进行加成和缩合反应的。Zhang等[17]在研究反应液pH值对脲醛树脂性质和性能的影响时，采用pH值分别为1.0、4.8、8.0等三种合成工艺，发现在不同工艺条件下，树脂的亚甲基桥键、亚甲基醚桥键Uron环等基团含量存在较大差异，并对相对分子质量的分布产生影响。结果显示弱酸合成工艺是平衡脲醛树脂甲醛释放和胶合强度的最佳选择。 2.3游离甲醛的危害性 甲醛是一种挥发性有机化合物，人长期接触或者生活在有甲醛存在的环境中可引起咽炎、鼻窦炎、嗓子发干、恶心等症状[14]。而脲醛树脂胶中含有游离甲醛对人体有致癌性，使人易患白血病、哮喘病、咽炎等[9]。在室内环境主要污染物中甲醛排在首位，2005年甲醛已经被世界卫生组织确认为人体可致癌物。装修用人造板中游离甲醛从人造板中挥发出来的速度较慢，使室内空气甲醛含量长期超标。为此我国于2002年1月发布的强制标准GB18580-2001《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放量》，强制人造板生产企业必须使用低甲醛释放量的脲醛树脂胶黏剂[10]。自2002年7月1日起执行，这就要实现脲醛现在脲醛树脂中游离甲醛含量一般依据欧洲标准判定，利用钻空法测量板材中的游离甲醛含量，椐此判定脲醛中游离甲醛含量，分为E1级（＜10mg/100g）、E2级(＜30mg/100g)、E3级(＜60mg/100g)，其中E1级和E2级属于环保型，而目前我国产品多为E2、E3级质量急待提高。 2.4降低游离甲醛含量的方法 2.4.1降低F/U物质的量比 降低人造板甲醛释放量的最有效手段就是降低甲醛与尿素的摩尔比（formaldhyde／urea），简称F／U），研究表明，随着F／U从1.60到1.05，板材的甲醛释放量可从90mg（以100g计）降到10mg以下。 Pizzi[19]认为，甲醛与尿素的摩尔比降至1.05∶1时，由于树脂中游离尿素含量过高，人造板的力学性能急剧下降，另外，其耐老化和耐水性能均有降低。但Mansouri[18]等报道了根据尿素与甲醛加成－缩聚反应机理，研究了在低甲醛脲醛树脂合成过程中原料组分的摩尔比、催化剂的用量、反应温度和反应时间等条件对产品的粘性、脆性、耐水性等性能的影响，从而开发合成了一种新型的脲醛树脂胶。该产品的试验结果表明，F／U为1、
脲醛树脂粘合剂 1. 用途 本剂是由尿素、甲醛、乌洛托品等为原料，经混合调制而成，专门用于粘合木质材料，例如刨花板、三合板等。同时，对粘合竹制品及家具等也有较强的粘合效果。 2. 原料 （1）尿素：又称脲、碳酰胺。无色晶体。大量存在于人类及哺乳动物的尿中。溶于水、乙醇和苯，几乎不溶于乙醚和氯仿。水溶液几乎呈中性。用于肥料、炸药等工业中。本剂中用作制备缩聚物的原料。选用工业品。 （2）甲醛：无色气体。有特别的刺激臭味，对人的眼、鼻等有刺激作用。易溶于水和乙醇。水溶液的浓度最高可达55%，通常为44%，称为甲醛水，俗称福尔马林。有强还原作用，特别是在碱性溶液中。本剂中用作制备缩聚物的原料。选用工业品。 （3）乌洛托品：学名六亚甲基四胺。白色结晶粉末或无色有光泽的晶体。几乎无臭，溶于水、丙酮、乙醇和氯仿，不溶于乙醚。用作树脂和塑料的固化剂及橡胶的硫化促进剂、纺织品防缩剂，并用于制药物、杀菌剂、炸药等。选用工业品。 （4）氢氧化钠：亦称苛性钠、烧碱。白色固体，呈粒状、片状、棒状或块状。是强碱，对 皮肤、织物、纸张等有强腐蚀性。吸湿性较强，在空气中易吸收水分和二氧化碳逐渐变成碳酸钠。易溶于水，同时强烈放热，广泛用于造纸、人造丝、染色、肥皂、石油和其它化学工业。本剂中用作pH值调节剂。 （5）氨水：气体氨溶于水形成的水溶液。氨气易挥发逸出，故有强烈的氨刺激臭味。呈弱碱性。一般常称为氢氧化铵（NH4OH）溶液。最浓的氨水含氨35.28%。主要用作液体肥料。在本剂中用作pH值调节剂。选用工业品。 （6）盐酸：又称氢氯酸，氯化氢的水溶液。纯的盐酸为无色，工业品含杂质而呈黄色。商品浓度为37%氯化氢水溶液。在本剂中用作pH值调节剂。选用37%工 业品。 （7）氯化铵：俗称硇砂。白色晶体，易潮解，溶于水和甘油，微溶于乙醇，医疗上用作祛痰剂。本剂中用作固化剂。选用工业品。 3. 配方（重量份）
脲醛树脂粘合剂的制备院系：材料科学与工程学院专业：材料化学 姓名：田文 班级：材化1401 学号： 指导教师：李佳锡
脲醛树脂粘合剂的制备 田文 （沈阳化工大学材料科学与工程学院） 摘要：介绍了含游离甲醛低的粘结强度大的建筑行业用脲醛树脂粘合剂的制备方法。研究了树脂合成过程中材料纯度、尿素和甲醛的摩尔比、反应温度以及反应时间等对粘度和固含量等性能的影响。在一定酸度和温度条件下分批加入尿素进行阶段反应，得到一种胶液性能稳定、粘结强度高的建筑板材用粘合剂。 关键词：脲醛树脂；粘合剂；PH值；制备 Preparation of urea formaldehyde resin adhesive Tian Wen (School of Material Science and Engineering, Shenyang University of Chemical Technology) Abstract: A preparation method of urea-formaldehyde resin adhesive with low free formaldehyde content and high adhesive strength was presented. Effects of purity of raw materials, molar ratio of urea and formaldehyde, reaction temperatures and reaction time on the properties of urea-formaldehyde resin adhesive were studied. After addition of formaldehyde,urea was added in three portions respectively at proper PH value and temperatures to react, then adhesive with stable adhesive performance and good product quality for construction was obtained. Key words:urea-formaldehyde; adhesive; PH parameter; preparation
脲醛树脂胶黏剂热分解特性研究 Studying the pyrolysis performance of the UF resin 小组成员：苟筱雯（组长）张海静姜彦菲杨洋辛意 指导老师：北京林业大学常建民教授 摘要：该课题测量了脲醛树脂的元素含量及其水分、灰分和挥发分含量；研究了在废弃人造板中的脲醛树脂胶黏剂的热解过程（热分解特性）。这些实验结果有助于从低品位的废弃人造板中安全高效地获取高活性、高抗菌性的生物油。 Abstract：T he ultimate and proximate analysis of the UF resin were investigated. The pyrolysis performance of the UF resin was studied. These results could be used in making hyperactivity and high anti-bacterial Bio-oil with waste wood-based panels. 关键词：废弃人造板，脲醛树脂，热解 Key words: waste wood-based panels, UF resin, pyrolysis 1.研究背景 随着化石能源的短缺和由于其过度使用带来的环境问题日益凸显，寻求并开发包括木材资源在内的可再生清洁能源是 21 世纪世界各国面临的最重要课题之一。木材作为生物质的主要存在形式之一，是自然界可再生资源的重要组成部分，在生物质资源中占有十分重要的地位。将木材合理地转化为能源或化工原料对于减少常规化石资源消耗、弥补化工原料不足、减少环境污染，实现资源、环境与社会的可持续发展，具有重要现实意义和广阔前景。 利用快速热解技术将低品位的木材资源转化为高品质的生物油,是目前国内外研究的热点,被认为是最具发展潜力的生物质能转换技术。快速热解是指在中温(500～650℃) 、高加热速率(104～105℃/s)和极短气体停留时间(小于2s)的条件下, 将生物质直接热裂解,然后使中间液态产物分子在进一步断裂生成气体之前快速冷凝,从而得 到高产量的生物油。生物油是一种棕褐色的液体，其含氧量极高，由醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等多种化合物组成。 随着木材工业的蓬勃发展，我国人造板产销量极具增长。然而在人造板大量、广泛使用的同时也产生了大量的废弃人造板。废弃人造板中有大量的木质纤维材料，是很有利用价值的资源，然而如果不对人造板进行合理处置，废弃在环境中或简单燃烧，会产