目录1目的 ................................................................................... .. (1)2 综述................................................................................... .. (2)2.1 脲醛树脂概述................................................................................... (2)2.1.1脲醛树脂的含义................................................................................... (2)2.1.2脲醛树脂的概述................................................................................... (2)2.1.3脲醛树脂的特点 (3)2.1.4脲醛树脂的组成 (3)2.1.5脲醛树脂的应用及用途 (5)2.2 脲醛树脂的改性................................................................................... (5)2.3 脲醛树脂的合成方法................................................................................... (7)2.3.1脲醛树脂的生产工艺流程 (7)2.3.2 脲醛树脂的原料配比 (8)2.3.3 脲醛树脂的生产工艺 (8)2.3.4 脲醛树脂的质量指标 (9)2.3.5 工艺特点 (9)3环保型脲醛树脂的综合性研究 (10)3.1 实验部分................................................................................... (10)3.1.1试剂与仪器................................................................................... (10)3.1.2脲醛树脂的合成机理及改性机理 (10)3.1.3合成工艺................................................................................... (10)3.1.4分析方法................................................................................... (11)3.2结果与讨论 ................................................................................... (11)3.2.1尿素与甲醛的摩尔比对脲醛树脂胶粘剂性能的影响 (11)3.2.2聚乙烯醇用量对脲醛树脂胶性能的影响 (12)3.2.3三聚氰胺用量对脲醛树脂胶性能的影响 (13)3.2.4三聚氰胺加入顺序对脲醛树脂胶性能的影响 (13)3.2.5温度、 pH值及反应时间对脲醛树脂胶粘剂性能的影响 (13)3.3 结论................................................................................... .. (14)参考文献................................................................................... (15)脲醛树脂胶粘剂 (UF 胶) 是市场需求量最大的胶粘剂之一, 由于其原料价廉易得、制造工艺简单、初黏度大、黏结强度高等优点, 被广泛应用于木器加工、人造板材的生产及室内装修等行业。

但随着人们对室内环境意识的日益提高及UF胶应用领域的扩大 , 脲醛树脂胶粘剂存在的主要问题也暴露了出来: 耐水性差、耐老化性差 , 尤其是游离甲醛含量偏高, 对人的健康不利 , 会刺激眼睛、皮肤和呼吸道粘膜 , 被认为是致癌物质。

国内外专家指出 , 要想保证 UF胶在胶粘剂行业的主导地位 , 应采取先进工艺 , 生产出低毒、耐水性好、综合性能优良、符合环保要求的UF胶. 。

本实验将从合成脲醛树脂胶的主要影响因素入手, 在结合传统合成工艺基础上 , 通过控制脲醛比、加入三聚氰胺、 PVA作为改性剂和甲醛捕捉剂 , 在中低温条件下 , 实现树脂的合成 , 减少能源消耗 , 并且得到综合性能良好、符合环保要求的脲醛树脂胶粘剂。

2.1 脲醛树脂概述2.1.1 脲醛树脂的含义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。

2.1.2 脲醛树脂的概述脲醛树脂 urea-formaldehyderesins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。

2.1.3 脲醛树脂的特点脲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.脲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.以脲醛树脂固化的漆膜，挠曲性较好。

5.脲醛树脂的粘度较大，酸值较高，贮藏稳定性较差。

[1]2.1.4 脲醛树脂的组成（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2.1.5 脲醛树脂的应用及用途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。