專利名稱：一種用于人造板的中溫固化酚醛樹脂及其制備方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料領域，具體是指一種在105-110°c的中溫條件下能快速固化的酚醛樹脂，該酚醛樹脂可作為膠黏劑，用于生產耐沸水的高膠合強度人造板。
背景技術：
酚醛樹脂是人造板生產中廣泛使用的人工合成樹脂。酚醛樹脂作為膠黏劑用于木質材料膠合時，具有很高的膠合強度。同時酚醛樹脂具有良好的耐水、耐酸、耐熱、耐老化性。目前人造板生產中使用的酚醛樹脂均為高溫固化型，固化溫度在140-150°C。由于其需要在較高溫度條件下才能完成固化，因此會導致以下問題1、熱能消耗大，生產成本高；2、 熱壓的高溫作用會導致人造板熱應變加劇、增加二次加工困難、降低出材率；3、使某些產品的熱壓工藝受到限制，如覆膜竹膠合板只能采用“冷進冷出”工藝，生產效率低下；4、在高溫條件下卸壓出板，產品容易發生鼓泡分層，導致產品降等或報廢。對酚醛樹脂的改性雖然取得了較多的成果，但目前在加快酚醛樹脂固化速度方面的研究較多，對降低酚醛樹脂固化溫度方面的研究較少。除常溫固化型酚醛樹脂外，就目前研究成果而言，酚醛樹脂膠黏劑的固化溫度一般只能降低到120 130°C，因此還不能滿足要求使用更低固化溫度的人造板產品的需要，而且生產成本較高，使實際應用受到限制。
發明內容
針對現有技術的缺陷，本發明的目的是制備一種與目前生產中使用的酚醛樹脂相比，固化溫度低(105-110°C )、固化速度快、能滿足室外用人造板和結構用人造板需要的中溫固化酚醛樹脂。為實現以上目的，本發明的采用的技術方案是本發明的一種用于人造板的中溫固化酚醛樹脂，由以下物質組成
苯酚1 mol
甲醛溶液 1.7mol-2.3mol 尿素0.2 mol -0.4 mol
催化劑 0.15 mol-0.45 mol 促進劑 0.05 mol -0.2 mol
增塑劑苯酚重量的5%-15%所述甲醛溶液為質量分數為37%的甲醛水溶液；所述催化劑為氫氧化鈉、氧化鎂、氧化和氧化鋅中的一種或幾種。所述促進劑為間苯二酚、三聚氰胺、異氰酸酯或碳酸酯；所述增塑劑為聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛或丁腈乳膠。制備上述用于人造板的中溫固化酚醛樹脂的方法，具體步驟為(1)將上述摩爾比的苯酚、催化劑的50%-80%、甲醛溶液的60%-85%、促進劑和增塑劑加入反應釜，升溫至75°C -85°C ；(2)保持10min-30min，加入剩余催化劑、甲醛溶液和上述摩爾比的尿素 60% -80%，升溫、回流 10min-20min ；(3)降溫至90 V -96 °C，繼續反應至粘度為300mpa. s-350mpa. s,降溫至 60°C _70°C時，加入剩余尿素，反應20min-40min ；(4)降溫至40°C以下出料，即得一種用于人造板的中溫固化酚醛樹脂。下面對本發明做進一步的解釋說明本發明在具體制備過程中，甲醛溶液、尿素采用二次投料提高了反應過程的平穩性并促使苯酚、尿素反應更完全；通過沸騰回流、增加初期樹脂反應程度以及增加初期樹脂單元活性點等技術措施，使該樹脂可在105-110°C的溫度條件下快速固化。與目前人造板生產中應用的固化溫度為140-150°C的酚醛樹脂相比，固化溫度大幅降低、生產效率大大提
尚ο本發明的一種用于人造板的中溫固化酚醛樹脂的技術指標如下固體含量 40% 50% ；粘度380 550mPa · s ；游離酚含量彡2. 5%，游離醛含量彡0.4% ；可被溴化物含量13. 5% ；聚合時間48 52s，水混合性彡5倍；穩定時間彡50d。本發明的優勢在于本發明的一種用于人造板的中溫固化酚醛樹脂，固化溫度低 (105-110°C )、固化速度快、可大大提高人造板的生產效率、滿足室外用人造板和結構用人造板需要。
具體實施例方式實施例1 分別稱取苯酚500g，尿素65g，甲醛溶液780g，間苯二酚35g，氫氧化鈉50g，氧化鎂 20g，聚乙烯醇30g。將500g溶化的苯酚、35g氫氧化鈉、12g氧化鎂加入反應釜，開動攪拌器，升溫至 40°C，加入580g甲醛溶液，35g間苯二酚和30g聚乙烯醇，升溫至80°C _82°C。保持20min 后加入剩余的200g甲醛溶液、剩余的15g氫氧化鈉、8g氧化鎂和45g尿素，用30min升溫至沸騰并回流lOmin。降溫至92°C _94°C，繼續反應至粘度為310mpa. s時降溫至62°C，加入剩余的20g尿素，反應30min，當降溫至38°C時出料。樹脂技術指標固體含量42% ；粘度385Pa · s ；游離酚含量2. 5 %，游離醛含量 0. 15% ；可被溴化物含量12. 9% ；聚合時間51s，水混合性8倍；穩定時間60d。實施例2 分別稱取苯酚500g，尿素90g，甲醛溶液820g，異氰酸酯45g，氫氧化鈉60g，氧化鈣 30g，聚乙烯醇縮醛35g。將500g溶化的苯酚、45g氫氧化鈉、20g氧化鈣加入反應釜，開動攪拌器，升溫至 40°C，加入620g甲醛溶液，45g異氰酸酯和35g聚乙烯醇縮醛，升溫至80°C _82°C。保持25min后加入剩余的200g甲醛溶液、剩余的15g氫氧化鈉、IOg氧化鈣和65g尿素，用35min 升溫至沸騰并回流15min。降溫至92°C _94°C，繼續反應至粘度為350mpa. s時降溫至60°C， 加入剩余的25g尿素，反應30min，降溫至38°C時出料。樹脂技術指標固體含量46% ；粘度425Pa · s ；游離酚含量2. 1 %，游離醛含量 0. 18% ；可被溴化物含量13. 1% ；聚合時間50s，水混合性8倍，穩定時間60d。實施例3 分別稱取苯酚500g，尿素105g，甲醛溶液910g，碳酸酯60g，氫氧化鈉60g，氧化鋅 25g，聚乙烯醇35g。將500g溶化的苯酚、45g氫氧化鈉、15g氧化鋅加入反應釜，開動攪拌器，升溫至 400C，加入650g甲醛溶液，60g碳酸酯和35g聚乙烯醇，升溫至80°C -82°C。保持20min后加入剩余的260g甲醛溶液、剩余的15g氫氧化鈉、IOg氧化鋅和75g尿素，用35min升溫至沸騰并回流lOmin。降溫至92°C -94°C，繼續反應至粘度為420mpa. s時降溫至60°C，加入剩余的30g尿素，反應30min，當降溫至38°C時出料。樹脂技術指標固體含量49% ；粘度435Pa · s ；游離酚含量2. 1 %，游離醛含量 0. 23% ；可被溴化物含量13% ；聚合時間50s，水混合性5倍；穩定時間60d。
權利要求
1.一種用于人造板的中溫固化酚醛樹脂，其特征是，由以下物質組成苯酚1 mol甲醛溶液1.7mol-2.3mol尿素0.2 mol -0.4 mol催化劑0.15 mol-0.45 mol促進劑0.05 mol -0.2 mol增塑劑苯酚重量的5%-15% 所述甲醛溶液為質量分數為37%的甲醛水溶液； 所述催化劑為氫氧化鈉、氧化鎂、氧化和氧化鋅中的一種或幾種。 所述促進劑為間苯二酚、三聚氰胺、異氰酸酯或碳酸酯； 所述增塑劑為聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛或丁腈乳膠。
2.制備權利要求1所述用于人造板的中溫固化酚醛樹脂的方法，其特征是，具體步驟為(1)將上述摩爾比的苯酚、催化劑的50%-80%、甲醛溶液的60% -85%、促進劑和增塑劑加入反應釜，升溫至75°C -85°C ；(2)保持10min-30min，加入剩余催化劑、甲醛溶液和上述摩爾比的尿素60%-80%，升溫、回流 15min-20min ；(3)降溫至90°C-96°C，繼續反應至粘度為300mpa. s-350mpa. s,降溫至60°C _70°C時， 加入剩余尿素，反應20min-40min ；(4)降溫至40°C以下出料，即得一種用于人造板的中溫固化酚醛樹脂。
全文摘要
本發明涉及高分子材料領域，具體提供了一種可用于生產室外用和結構用人造板的中溫固化型酚醛樹脂，以苯酚、甲醛溶液、尿素為主要原料，以氫氧化鈉、氧化鎂、氧化鈣和氧化鋅中的一種或幾種為催化劑，并加入促進劑、增塑劑。具體制備過程中甲醛溶液、尿素采用二次投料，并通過沸騰回流和增加初期樹脂反應程度等技術措施，使該樹脂可在105-110℃的溫度條件下固化。與目前人造板生產中應用的固化溫度為140-150℃的酚醛樹脂相比，固化溫度大幅降低，生產效率大大提高。
文檔編號C08G14/08GK102250302SQ20111014717
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月2日 優先權日2011年6月2日
發明者韓健 申請人:中南林業科技大學