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脲醛树脂

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
(1)树脂用作压塑粉的脲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、二羟甲基脲的混合物)。

通常采用脲与甲醛的配比为1:1。

5(摩尔比),在PH=8(及温度)30—35度下全部溶解后,再加入脲量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。

5—6。

5,经60—75min 即得所需的脲醛树脂。

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,溶去木材中非纤维素杂质,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铵。

(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。

可用的增塑剂有脲及硫脲。

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OH反应交联,提高耐水性和耐热性。

脲醛树脂分子的—CH2OH和NH2能与丙烯酸改性的乳液分子中的--COOH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。

脲醛树脂的主要用途是用作木材胶粘剂,占脲醛树脂总量的80%以上。

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。

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.通常采用低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,
二.生产工艺
四.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%,比普通环保脲醛树脂节省约近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。

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