專利名稱：一種脲醛樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工原料的合成技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
脲醛樹脂膠由于膠合強(qiáng)度好，使用方便，原料易得，成本低廉等特點(diǎn)， 被廣泛用于中、高密度纖維板生產(chǎn)中，成為最重要的木材膠粘劑品種，但
UF樹脂盡管開發(fā)應(yīng)用早、應(yīng)用范圍廣，同時(shí)又是難以掌握的膠粘劑品種， 隨著人造板工業(yè)和家具工業(yè)發(fā)展的需要，對(duì)UF樹脂及其應(yīng)用后的最終效果， 不斷提出更高的要求，歐洲、美國、日本等發(fā)達(dá)國家對(duì)人造板甲醛釋放量限 量均有嚴(yán)格規(guī)定，而且逐步提高甲醛釋放量限量標(biāo)準(zhǔn)，所以近30年來，人 們對(duì)脲醛樹脂的合成機(jī)理及其所制成板的甲醛釋放量機(jī)理研究， 一直是各國 化工科技人員特別是林產(chǎn)業(yè)化工科技工作者的研究熱點(diǎn)。
傳統(tǒng)合成脲醛樹脂工藝方法是堿一酸一堿合成工藝，是目前國內(nèi)主流 的脲素醛樹脂合成工藝，無論是中高密度板，刨花板或細(xì)木工板、膠合板等 用膠皆采用此工藝。首先是將甲醛和尿素在堿性催化劑存在條件下，進(jìn)行加 反應(yīng)，主要生成一羥甲基脲、二羥甲基脲、以及少量三羥甲基脲等物質(zhì)，然 后再在酸性條件下縮聚達(dá)一定分子量的分散粒子尺寸在5 il m— lpm之間的 分散體系，形成具有亞甲基鏈節(jié)的高分子化合物，再用堿終止反應(yīng)，生成一 定用途的脲醛樹脂。
縱觀所有的現(xiàn)有工藝方法，特別是在降低游離醛方面，幾乎所有的工藝 傾向于縮聚結(jié)束后期添加各類甲醛捕捉劑，達(dá)到降醛的目的，但合成的脲醛 樹脂的游離甲醛還是極高，將其用于生產(chǎn)纖維板成品的甲醛釋放量還是大大 超過GB18580-2001的不大于30mg/100g的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于發(fā)明一種游離甲醛量低的脲醛樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)方法。 本發(fā)明經(jīng)以下步驟制成-
1) 將甲醛加入反應(yīng)釜中，用鹽酸溶液調(diào)整pH值至2 2.5;
2) 當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至40 45。C時(shí)，加入阻聚劑；
3) 當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至52士2。C時(shí)，第一次加入尿素；
4) 當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至77士2。C時(shí)，第二次加入尿素，控制反應(yīng)釜內(nèi) 溫度在88 92。C之間；
5) 第三次加入尿素；
6) 當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)物質(zhì)粘度為17 19s時(shí)，以氫氧化鈉溶液終止反應(yīng)，并 調(diào)整PH值至7.5 8.0后，第四次加入尿素；
7) 保持反應(yīng)釜內(nèi)溫度為卯。C以內(nèi)20分鐘后，第五次加入尿素，并保 持反應(yīng)釜內(nèi)溫度為75±2°C20 30分鐘；
8) 通水使反應(yīng)釜內(nèi)溫度降至45士2。C，調(diào)整pH值至7.5 8.0，出料。 本發(fā)明為一種強(qiáng)酸合成工藝，樹脂固化后，較傳統(tǒng)的樹脂有更高的亞甲
基橋鍵，而亞甲基醚鍵數(shù)量較少，而且發(fā)現(xiàn)有大量的URON環(huán)化合物。在 強(qiáng)酸介質(zhì)下，甲醛與脲素反應(yīng)生成一定數(shù)量的URON環(huán)結(jié)構(gòu)分子，然后再 進(jìn)一步聚合成具有URON環(huán)鏈節(jié)的高分子。在樹脂中引入U(xiǎn)RON等雜環(huán)衍 生物時(shí)，由于相對(duì)減少了樹脂交聯(lián)程度，增加分子長度，有利于提高樹脂水 溶性和初粘性，制成的產(chǎn)品中游離甲醛含量只有0.0700 0.100%，將其應(yīng)用 于纖維板制作，纖維板成品的甲醛釋放量小于28mg/100g。
另外，為了進(jìn)一步促成反應(yīng)，本發(fā)明所述阻聚劑為氨基樹脂，最好為六 甲基氧甲基三聚氰胺。
步驟3)中，加入的尿素濃度為98%，尿素與甲醛的重量比為1 : 7.5
8o步驟4)中，加入的尿素濃度為98%，尿素與甲醛的重量比為1 : 7.5 8。
步驟5)中，加入的尿素濃度為98%，尿素與甲醛的重量比為1 : 39 40。
步驟6)中，加入的尿素濃度為98%，尿素與甲醛的重量比為1 : 4 4.5。 步驟7)中，加入的尿素濃度為98%，尿素與甲醛的重量比為1 : 7.5 8。
步驟l)中，鹽酸溶液的濃度為36%。 步驟6)中，氫氧化鈉溶液的濃度為25%。
具體實(shí)施例方式
一、 原材料準(zhǔn)備-5000L反應(yīng)釜。
濃度為37%的甲醛3880 3920kg
尿素(GB2440-810)濃度為98%,總量為2500kg，分五份，第一份為 500 kg、第二份為500 kg、第三份為100 kg、第四份為900 kg、第五份為500 kg。
阻聚劑(六甲氧甲基三聚氰胺)40 60kg 濃度為36%的鹽酸溶液60 70kg 濃度為25%的氫氧化鈉溶液80 100kg
二、 操作工藝
1 、將甲醛加入反應(yīng)釜中，并用鹽酸溶液調(diào)整pH值至2 2.5 (約60 kg)。
2、 用蒸汽加熱，使至反應(yīng)釜內(nèi)溫度達(dá)到40 45t:，加入阻聚劑，關(guān)閉
蒸汽閘門，讓反應(yīng)釜自行升溫。
3、 當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度升到52士2'C時(shí)，加入第一份尿素500kg。
4、 當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度升到77士2。C時(shí)，加入第二份尿素500 kg，適當(dāng)通
6水降溫，使溫度控制在88 92'C之間。
5、 加入第三份尿素100kg，密切注意粘度的變化。
6、 當(dāng)粘度達(dá)到17 19s時(shí)，采用氫氧化鈉溶液(約80 100 kg)終止 反應(yīng)，并調(diào)制PH值至7.5 8.0后，加入第四份尿素900kg。
7、 在9(TC以內(nèi)保溫20分鐘。保溫結(jié)束后加入第五份尿素500 kg，并 在75"C左右繼續(xù)保溫20 30分鐘。
8、 保溫結(jié)束后通水降溫至45。C，調(diào)整pH值至7.5 8.0，出料。 整個(gè)制膠過程約3小時(shí)。
三、成品膠質(zhì)量指標(biāo) 外觀透明或微黃白乳狀液體 pH值(25°C) 7.5 8.0 密度 1.19 1.22g/cm3 粘度。C 13 17S 含固量 50±1% 溶水倍數(shù) 0.4 2.0 游離甲醛 0.0700 0.100%。
權(quán)利要求
1、一種脲醛樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于經(jīng)以下步驟制成1)將甲醛加入反應(yīng)釜中，用鹽酸溶液調(diào)整pH值至2～2.5；2)當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至40～45℃時(shí)，加入阻聚劑；3)當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至52±2℃時(shí)，第一次加入尿素；4)當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至77±2℃時(shí)，第二次加入尿素，控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度在88～92℃之間；5)第三次加入尿素；6)當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)物質(zhì)粘度為17～19s時(shí)，以氫氧化鈉溶液終止反應(yīng)，并調(diào)整PH值至7.5～8.0后，第四次加入尿素；7)保持反應(yīng)釜內(nèi)溫度為90℃以內(nèi)20分鐘后，第五次加入尿素，并保持反應(yīng)釜內(nèi)溫度為75±2℃20～30分鐘；8)通水使反應(yīng)釜內(nèi)溫度降至45±2℃，調(diào)整pH值至7.5～8.0，出料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述脲醛樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于所述 阻聚劑為氨基樹脂。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述脲醛樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于所述 氨基樹脂為六甲氧甲基三聚氰胺。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述脲醛樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于所述 步驟3)中，加入的尿素濃度為98%，尿素與甲醛的重量比為1 : 7.5 8。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述脲醛樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于所述 步驟4)中，加入的尿素濃度為98%，尿素與甲醛的重量比為1 : 7.5 8。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述脲醛樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于所述 步驟5)中，加入的尿素濃度為98%，尿素與甲醛的重量比為1 : 39 40。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述脲醛樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟6)中，加入的尿素濃度為98%，尿素與甲醛的重量比為l :4 4.5。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述脲醛樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于所述 步驟7)中，加入的尿素濃度為98%，尿素與甲醛的重量比為1 : 7.5 8。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述脲醛樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于步驟 1)中，鹽酸溶液的濃度為36%。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述脲醛樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于步驟 6)中，氫氧化鈉溶液的濃度為25%。
全文摘要
一種脲醛樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)方法，涉及化工原料的合成技術(shù)領(lǐng)域。先將甲醛加入反應(yīng)釜中，用鹽酸溶液調(diào)整pH值；當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至40～45℃時(shí)，加入阻聚劑；控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度，并前后分三次加入尿素；當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)物質(zhì)粘度為17～19s時(shí)，以氫氧化鈉溶液終止反應(yīng)，并調(diào)整pH值，第四次加入尿素；保持反應(yīng)釜內(nèi)溫度為90℃以內(nèi)20分鐘后，第五次加入尿素，并保持反應(yīng)釜內(nèi)溫度為75±2℃20～30分鐘；通水使反應(yīng)釜內(nèi)溫度降至45±2℃，調(diào)整pH至7.5～8.0，出料。本發(fā)明為一種強(qiáng)酸合成工藝，制成的產(chǎn)品中游離甲醛含量只有0.0700～0.100％，將其應(yīng)用于纖維板制作，纖維板成品的甲醛釋放量小于28mg/100g。
文檔編號(hào)C08G12/12GK101538355SQ20091003066
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者劉潤興, 陳曉平 申請(qǐng)人:揚(yáng)州市吉隆化工有限公司