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 ....................................................................................
1.4.1 国外MUF 研究概况..............................................................................................
1.4.2 国内MUF 研究进展..............................................................................................
1.4.3 MUF 树脂胶黏剂的合成原理及三聚氰胺用量 ...................................................
1.4.4 三聚氰胺-脲醛树脂机理研究 ................................................................................
1.5 研究意义和内容 ........................................................................................................
1.5.1 研究意义..................................................................................................................
1.5.2 研究内容..................................................................................................................第2章实验部分 ................................................................................. 错误！未定义书签
2.1 脲醛树脂的合成机理及改性机理 ............................................. 错误！未定义书签
2.1.1 合成脲醛树脂的反应机理 ...................................................... 错误！未定义书签
2.1.2 三聚氰胺、聚乙烯醇改性反应机理 ...................................... 错误！未定义书签
2.2 实验试剂及仪器 ......................................................................... 错误！未定义书签
2.3 实验方法...................................................................................... 错误！未定义书签
2.3.1 合成步骤................................................................................... 错误！未定义书签
2.3.2 热重检测................................................................................... 错误！未定义书签
2.3.3 红外检测................................................................................... 错误！未定义书签
2.3.4 固含量测试............................................................................... 错误！未定义书签
2.3.5 粘度测定................................................................................... 错误！未定义书签
2.3.6 游离甲醛含量测定 .................................................................. 错误！未定义书签
2.3.7 耐水性测试............................................................................... 错误！未定义书签第3章结果与讨论............................................................................................................
3.1 甲醛与尿素的摩尔比对脲醛树脂胶黏剂性能的影响 ............................................
3.1.1 尿素的加入方式对UF 胶性能的影响 .................................................................
3.1.2 甲醛与尿素总摩尔比对UF 胶性能的影响 .........................................................
3.2 聚乙烯醇用量对脲醛树脂胶性能的影响 ................................................................
3.3 三聚氰胺用量对脲醛树脂胶性能的影响 ................................................................
3.4 温度、pH 值及反应时间对脲醛树脂胶性能的影响.............................................
3.4.1 反应温度的影响 .....................................................................................................
3.4.2 pH 值的影响 ...........................................................................................................
3.5 谱图分析.....................................................................................................................
3.5.1 红外光谱分析 .........................................................................................................
3.5.2 热失重分析..............................................................................................................结论 ........................................................................................................... 错误！未定义书签致谢 ........................................................................................................... 错误！未定义书签参考文献.................................................................................................. 错误！未定义书签
三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂的合成
摘要：本文探讨了反应温度、pH 值、甲醛（F）与尿素（U）摩尔比、PVA 的用量、三聚氰胺的用量等对脲醛树脂胶液的粘度、稳定性、耐水性、胶合质量的影响．结果表明：控制反应温度85 ℃，聚乙烯醇（PV A）用量为尿素与甲醛溶液总质量的1%，pH 值为5.5，甲醛与尿素摩尔比为1.5，三聚氰胺用量为10% 时合成的胶黏剂游离甲醛含量为0.054%，耐沸水时间为164 min．改性后的三聚氰胺胶粘性和稳定性最好。
关键词：脲醛树脂胶粘剂三聚氰胺PV A 改性
Synthesis of Urea Formaldehyde Resin Adhesive
Modified by Melamine
Abstract: In this paper, the influence of reaction temperature, pH value, formaldehyde (F) and urea (U) molar ratio, amount of PV A, melamine urea-formaldehyde resin glue viscosity, stability, water resistance, bonding quality were studied. The results show that: the control of reaction temperature 85 ℃, poly vinyl alcohol (PV A) dosage of urea and total quality the 1% formaldehyde solution, pH value was 5.5, formaldehyde and urea molar ratio is 1.5, the amount of melamine is 10% when the content of free formaldehyde adhesive synthesized 0.054%, boiling water for 164 min. Modified melamine was the best with sealability and stability. Keywords: Urea-formaldehyde resin adhesive；melamine；PV A；modified
引言
脲醛树脂（UF)于1844 年合成成功，1931 年首次在市场销售。此后由于原料充足、价格低廉而被广泛应用于木材加工行业中。现在，脲醛树脂在木材加工、造纸、油漆等行业是用量最大的一种胶粘剂，约占70% 多。2000 年全世界UF胶年用量超过250 万吨，国内用量为40.8 万吨左右。
由于脲醛树脂耐光性好，毒性小，胶粘剂固化后透明性高，胶缝无颜色，无污染，工艺性能好，成本低廉，并具有优良的胶接性能和较好的耐湿性，在木材胶接领域中的使用量不断增加，现在仍是木材工业使用量最大的合成树脂胶粘剂，是生产人造板的主要胶种，它既可用于胶接木材和非木质材料，又可用于浸渍纸张做人造板表面的装饰材料。而传统工业生产的脲醛树脂胶，与酚醛树脂及三聚氰胺树脂比较，其耐水性差，树脂固化后收缩率过大，尤其是游离醛的含量较高，用其加工的木材制品，在作为室内装修材料时，由于甲醛逐渐释放，对人体构成危害，因此研究脲醛树脂胶粘剂合成新工艺，生产具有耐水性，高强度、高性能，低游离醛的脲醛树脂，对于木材加工业有着十分重要的意义。
三聚氰胺改性的脲醛树脂，把结构稳定的三嗪环引入树脂分子中，使固化后的树脂耐水性得到提高，降解或水解速度降低，但贮存稳定性较差，一般把甲醛分多次加入，再用甲醇或乙醇进行醚化，适当降低树脂的活性，即可提高其贮存稳定性。本研究探索了三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂的性能及影响因素。
第1章绪论
1.1 尿素产品概述及其用途
尿素，英文名称：Urea 或Carbamide，分子式：CO(N2H4) 或
[CO(NH2)2]，分子质量60.06，密度1.335 g/cm3，熔点132.7 ℃，沸点196.6 ℃，溶于水，醇，难溶于乙醚，氯仿，呈弱碱性，可与酸作用生成盐。有水解作用。在高温下可进行缩合反应，生成缩二脲、缩三脲和三聚氰酸。加热至160 ℃分解，产生氨气同时变为氰酸。因为在人尿中含有这种物质，所以取名尿素。尿素含氮(N)46%，是固体氮肥中含氮量最高的。它的外观为白色晶体或粉末，是动物蛋白质代谢后的产物，通常用作植物的氮肥。尿素在酸、碱、酶作用下（酸、碱需加热）能水解生成氨和二氧化碳。对热不稳定，加热至150~160 ℃将脱氨成缩二脲。若迅速加热将脱氨而三聚成六元环化合物三聚氰酸。（机理：先脱氨生成异氰酸（HN=C=O），再三聚。）在氨水等碱性催化剂作用下能与甲醛反应，缩聚成脲醛树脂。其特点是缩二脲含量低，无色、无味、无臭、易溶于水、易施用、颗粒均匀、饱满圆润、粉尘少，是目前固体氮肥含氮量最高的一种。按含氮量计算：1 Kg尿素相当于1.35 Kg硝酸铵，2.2 Kg硫酸铵，90～100 Kg新鲜人尿。尿素是一种中性肥料，对土壤无影响，适用于各种土壤和植物，是一种优质高效的氮肥。尿素在工业上可用来合成塑料和药物，其本身也可直接药用，供药用的尿素注射液可用于降低颅内压，磺胺脲可用于消炎。
尿素在农业上是一种常用的速效氮肥，长期使用不会使土壤变硬和板结。除作追肥以外，还有其它多种用途，如调节花量，疏花疏果，水稻制种，防治虫害，尿素铁肥等[1]。在工业上，尿素可生产三聚氰胺、脲醛树脂、水合阱、四环素、苯巴比妥、咖啡因、还原棕BR、酞青蓝B、酞青蓝BX、味精，还可生产炼油所需的脱蜡剂、选矿的起泡剂，发泡剂AC 等多种化工产品、医药品，也可用于制革、颜料等生产。目前世界上尿素产量的1/3 用于工业消费。其主要工业用途是作为高聚物合成材料的原料，如作为尿素甲醛树脂和三聚氰胺的原料，用作塑料、喷漆、粘合剂。
1.2 三聚氰胺的性能及用途
三聚氰胺又称蜜胺，其分子式为C 3H 6N 6，分子量为126.12，是一种三嗪类含氮杂环有机化合物，重要的氮杂环有机化工原料。
三聚氰胺在常态下为细小的白色粉末，难溶于水、乙二醇，不溶于乙醚、苯和四氯化碳等，可溶于甲醇、甲醛、乙酸、甘油等。低毒。1994 年《国际化学品安全手册》中表述：长期或反复大量摄入三聚氰胺可能对肾及膀胱产生影响，导致结石，但无致癌现象[2]。
三聚氰胺在一般情况下较稳定，但在高温下可能会分解放出氰化物。呈弱碱性（pH=8），与盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、草酸等都能形成三聚氰胺盐。在中性或微碱性情况下，与甲醛缩合而成各种羟甲基三聚氰胺，但在微酸性中（pH 值5.5～6.5）与羟甲基的衍生物进行缩聚反应而生成树脂产物。遇强酸或强碱水溶液水解，胺基逐步被羟基取代，先生成三聚氰酸二酰胺，进一步水解生成三聚氰酸一酰胺，最后生成三聚氰酸。
三聚氰胺的生产技术按原料可分为双氰胺法和尿素法，双氰胺法早已被淘汰。目前，我国工业化生产均采用尿素法，因此，三聚氰胺就成为尿素的重要下游产品之一[3]。尿素法即在加热和一定的压力条件下，尿素热解生成三聚氰胺其生产过程如下：
第一步 H 2N C NH 2O
H N C O +NH 3 （1-1） 第二步 6H N C O N N N
NH 2
H 2N NH 2+ 3CO 2
（1-2）
总反应
6H 2N C NH 2O N N N
NH 2H 2N
NH 2+ 3CO 2
6NH 3+
（1-3）
三聚氰胺是一种用途广泛的基本有机化工中间产品，最主要的用途是作为生产三聚氰胺甲醛树脂的原料。三聚氰胺还可以作阻燃剂、减水剂、甲醛清洁剂等。该树脂硬度比脲醛树脂高，不易燃，耐水、耐热、耐老化、耐电弧、耐化学腐蚀、有良好的绝缘性能、光泽度和机械强度，广泛运用于木材、塑料、涂料、造纸、纺织、皮革、电气、医药等行业[4]。三聚氰胺甲醛树酯与其他原料混配，还可以生产出织物整理剂、皮革鞣润剂、上光剂和抗水剂、橡胶粘合剂、助燃剂、高效水泥减水剂、钢材淡化剂等。应用十分广泛。
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
脲醛（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。
1.3.2 脲醛树脂的合成工艺
脲醛树脂胶黏剂，是由尿素与甲醛合成的一种氨基树脂胶，是一种传统的木材粘结用胶。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[5]。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[6]，但游离甲醛含量难以控制，且能耗高。崔昆明等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[7]，目前在工业上还没有得到广泛应用。
1.3.3 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[8]。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，据此判定脲醛中游离甲醛含量，分为E1级（＜10 mg/100 g ）、E2级(＜30 mg/100 g) 、E3级(＜60 mg/100 g) ，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。
1.3.4 降低游离甲醛含量的方法
1.3.4.1 降低F/U物质的量比
通过降低甲醛与尿素的摩尔比，可控制游离甲醛含量，一般情况下，甲醛与尿素摩尔比越小，树脂中游离甲醛含量也越小，但摩尔比降低是有限度的，摩尔比太低或尿素用量过多会导致胶结强度下降，树脂贮存稳定
性差和固化时间延长等不良后果。研究表明，在兼顾产品毒性比较低，粘接强度较高的同时，控制甲醛与尿素的摩尔比为1.4:l~1.6:1 为宜，这一点已经成为大多研究者的共识[11]。
1.3.4.2 采用2 次或多次缩聚工艺
2 次或多次缩聚是指在树脂合成的过程中，原料尿素分2 次或多次加入。采用多次加入尿素的方法，改变甲醛和尿素的比率，可以控制游离甲醛的含量和树脂性能[12]。研究者研发了合成低游离甲醛脲醛树脂胶粘剂的方法，尿素分
3 次加入，制得的产物具有胶合强度高，游离甲醛含量低，贮存稳定性好等特点[13]。
1.3.4.3 引入甲醛捕捉剂
甲醛捕捉剂又称除臭剂或甲醛结合剂，其主要特点是在一定条件下能与甲醛产生化学反应生成另一种稳定的新物质或者吸收甲醛[14]。甲醛捕集剂的加入对游离醛含量的降低起到了一定作用，它与游离醛形成了比较稳定的胺基类化合物可使树脂游离甲醛的含量降低60％以上。现一般采用的捕捉剂主要有尿素、三聚氰胺、铵盐、对甲基磺酰胺、硫脲、间苯二酚、改性淀粉、纤维填充剂和蛋白系增量剂等[15]，这些捕捉剂可与游离甲醛生成不可逆的不溶性物质，使用效果较理想。
1.3.4.4 对脲醛树脂进行改性
对脲醛树脂进行改性，可以进一步降低游离甲醛的含量。通过加入PV A 和三聚氰胺，同时降低尿素与甲醛的摩尔比，并使尿素分批加入，获得低游离甲醛含量的脲醛树脂胶[16]。剂，并使尿素与甲醛的加成反应阶段在高pH 值条件下进行，在该阶段改变甲醛和尿素的摩尔比，加成反应和缩聚反应阶段温度均保持在80 ℃以上，可将游离甲醛含量降低到0.3％以下[17]。
1.3.4.5 真空脱水抽提游离甲醛
树脂反应到达终点后，如果进行脱水处理，可使树脂中未参与反应的部分游离甲醛随着水分一起蒸发，排出体系，因而脱水树脂游离甲醛含量相应减少。研究表明，在第2 次尿素加入前，采用真空脱水并加入三聚氰胺，所得脲醛树脂的游离甲醛含量降至0.3％以下，用这种脲醛树脂生产的刨花板，甲醛释放量为E1 级，达到欧洲刨花板的要求[18]。
1.3.4.6 严格控制树脂反应工艺条件
树脂反应工艺条件，包括反应介质的pH 值、反应温度和反应时间3 个主要方面。一般来说，脲醛树脂受pH 值影响较大，降低脲醛缩聚阶段的pH 有利于降低树脂游离醛含量。当pH 低时，其进行反应的活化能低，有利于缩聚反应的进行，从而使游离甲醛含量降低。而反应温度和反应时间同样对树脂质量产生影响，如反应温度过低或树脂反应时间不充分，会有相当部分的原料分子没有加入反应或反应不完全，导致树脂分子小或结构不稳定，从而使游离甲醛含量增加[19]。但若反应温度太高，反应时间太长，则聚合度会太高，从而使脲醛树脂凝胶化而报废，此外，为了降低甲醚键的含量，反应液的温度和pH 值都应合理控制。因此，在生产树脂时，严格控制反应条件是极为重要。
1.4 三聚氰胺改性脲醛树脂概述
固化后的脲醛树脂结构还存在着如羟基、氨基、亚氨基、羰基等亲水基团。用三聚氨胺改性脲醛树脂的目的是针对脲醛树脂存在耐水性差、游离甲醛含量高等原因，用一定量的三聚氰胺进行改性，以提高脲醛树脂的耐水性、尺寸稳定性、耐龟裂性、耐磨性并降低游离甲醛的含量。生产实践证明了用三聚氰胺改性脲醛树脂胶粘剂是提高其性能的有效方法。早在1944 年，Mchale 就用三聚氰胺来提高脲醛树脂的耐水性。1947 年，Delmonte 用三聚氰胺来提高脲醛树脂的耐沸水性能。1965 年Houwink[20] 和Salomon 将脲醛树脂胶粘剂、三聚氰胺树脂胶粘剂、三聚氰胺尿素甲醛
共缩合树脂胶粘剂的耐沸水能力进行比较后得出[21]，用三聚氰胺改性后的脲醛树脂胶粘剂的耐水性接近三聚氰胺树脂胶粘剂。我国常把间苯二酚、三聚氰胺和其它改性剂进行比较研究,指出用间苯二酚和三聚氰胺改性脲醛树脂耐水性提高最显著，但三聚氰胺改性脲醛树脂胶合强度及成品板色泽更好。Blomquist 经研究证明用三聚氰胺改性脲醛树脂较用间苯二酚其产品耐高温性能强。Kehre 指出，三聚氰胺同其它改性剂相比,制得的刨花板具有较高的尺寸稳定性和较低的厚度膨胀率[22]。
1.4.1 国外MUF 研究概况
国外许多学者对用三聚氰胺改性脲醛树脂的机理、树脂的固化过程以及固化后聚合物的构造等作了大量的工作。特别是日本学者柳川[23]、木通口[24]、富田[25]等人在三聚氰胺改性脲醛树脂基础理论研究方面做了大量的研究。同时，日本大鹿振兴公司将三聚氰胺-尿素-甲醛共缩合树脂胶粘剂用于胶合板，发现耐水性更好。1956 年，屈岗研究开发了价格低廉的三聚氰胺-脲醛树脂胶粘剂，不但耐水性能达到Ⅰ类胶合板的标准，而且价格也降低了。60 年代初，柳川主要研究了三聚氰胺改性脲醛树脂机理，得出了以下结论:
(1) 用三聚氰胺改性脲醛树脂，可提高胶合板的剪切强度、降低吸水厚度膨胀率，但是，如果三聚氰胺用量过多，剪切强度反而降低。尿素、三聚氰胺、甲醛共缩合树脂比在脲醛树脂中加入三聚氰胺更有效。
(2) 证明了尿素、三聚氰胺、甲醛的共缩合反应发生在三聚氰胺和二羟甲基脲之间。在酸性条件下，二羟甲基脲和三聚氰胺之间的反应进行得很快，而二羟甲基脲和六羟甲基三聚氰胺之间的反应可以忽略。在中性条件下,则结果正相反。
(3) 增加三聚氰胺的用量或减少甲醛的用量，都可以提高树脂的胶接强度。此后,有许多学者用多种方法研究了三聚氰胺改性脲醛树脂的机理、
工艺及固化历程。
1.4.2 国内MUF 研究进展
我国目前对三聚氰胺改性脲醛树脂的研究不多，基础理论研究则更少。但近年来，我国对用三聚氰胺改性脲醛树脂的规律和MUF 树脂胶粘剂产品应用开发方面作了不少工作。东北林业大学的包学耕、黄平在研究MUF 树脂胶粘剂的合成工艺时得到以下几条规律:
(1) 若在树脂合成的开始阶段或中间阶段加入三聚氰胺其用量不宜超过10%，否则，一调到酸性，粘度增加很快，反应不易控制，容易发生凝胶。
(2) 在脲醛树脂合成后期加入三聚氰胺，则需要较多量才能达到耐水要求。
(3) 在脲醛树脂合成过程中加入少量的三聚氰胺，热压前再加入适宜比例的三聚氰胺树脂与其共混，制得的刨花板具有优良的耐水性。
与国外相比，我国主要是研究MUF 树脂胶粘剂的应用。现在三聚氰胺改性脲醛树脂多用于浸渍纸、胶合板、刨花板和层积材上。1991 年包学耕、黄平[26]研制用于刨花板的MUF 树脂胶粘剂。1995 年，山河屯林业局木材厂合成了一种专用于棉杆刨花板的MUF 树脂不脱水胶粘剂。徐寿华(1986 年)和吴书泓(1997 年)对采用三聚氰胺(和其它改性剂)改性脲醛树脂在中密度纤维板上的应用效果作了初步实验研究，结果中密度纤维板产品的耐水性和静曲强度都得到改善，而且游离甲醛释放量降低。东北林业大学产工业学院多年来一直在开发和推广三聚氰胺改性脲醛树脂胶。80 年代末首先开发出耐水级刨花板用三聚氰胺改性脲醛树脂胶，用其制造的刨花板防水性能达到德国DIN68763V100 标准要求，并将其用于甘蔗渣刨花板生产。90 年代末，开发成功防潮和防水中密度纤维板用三聚氰胺改性脲醛树脂胶(MUF-D20)，该类树脂已在湖北山人造板公司推广应用，产品用作
强化地板基材。开发的防水胶合板用三聚氰胺改性脲醛树脂胶(MUF-J20)也已用于蓬莱环球木业的出口胶合板生产，胶合板的防水性能达到日本标准。随着人造板品种的扩大和质量的提高,特别是对人造板甲醛释放量要求日益严格化，三聚氰胺改性脲醛树脂胶的开发应用具有广阔的前景。
1.4.3 MUF 树脂胶粘剂的合成原理及三聚氰胺用量
目前，三聚氰胺尿素共缩合树脂的合成方法有2 种。一种是共缩合，即把三聚氰胺、尿素、甲醛同时放在反应釜内反应合成MUF 共缩合树脂。另一种方法是共混，即把三聚氰胺和尿素分别与甲醛反应合成三聚氰胺甲醛树脂和脲醛树脂，然后将2 种树脂混合。到目前为止人们还无法确定哪一种方法效果更好。除了上述方法之外，有人同时采用共聚和共混的方法进行实验，并取得了较好的效果。在用三聚氰胺改性脲醛树酯时，三聚氰胺的用量非常重要。Troughton 和Chow采用差热分析法(DTA)研究三聚氰胺的量对改性效果的影响，发现当三聚氰胺的质量分数多于30% 时，改性效果不明显[27]。由国内外的资料分析可知，采用共聚(即共缩合)改性的三聚氰胺的用量一般在1%～10% 之间，采用共混改性的三聚氰胺的用量一般在35%～50% 之间。
1.4.4 三聚氰胺-脲醛树脂机理研究
1.4.4.1 减少亲水基团提高耐水性
脲醛树脂在合成的过程中，产生大量的亲水基团，如-OH-、-NH-、-NH2-、-CONH- 等。这些基团的存在，是导致脲醛树脂耐水性能不佳的直接原因。三聚氰胺能提高其耐水性原因有三：一是能与脲醛树脂中的羟甲基脲反应，使-OH- 和-CONH- 基团减少；二是三聚氰胺的环状结构，能有效地与脲醛树脂交联，形成三维网状结构，对一部分亲水基团（如-CH2OH-）起到了封闭作用；三是三聚氰胺具有弱碱性，能起到缓冲作用，抑制pH 的降低，从而一定程度上防止和减缓酰胺基的水解。但是耐水性
的高低受甲醛/尿素(F/U)物质量比和三聚氰胺含量的影响。一般来说，三聚氰胺的含量具有一个最佳值，超过这个值耐水效果会降低，这是因为高比例的F/U 和高含量的三聚氰胺能产生较多的分支结构，从而携带更多的羟甲基基团。且高比例的F/U 能促使醚或乙醚与脲醛树脂发生交联反应，这个反应是可逆的，能引发羟甲基脲的生成，使耐水性降低。
1.4.4.2 降低游离甲醛含量
在甲醛和尿素的量比一定的条件下，加入少量的三聚氰胺后，它能与甲醛反应生成羟甲基三聚氰胺，使得脲醛树脂中的游离甲醛含量下降。1.4.4.3 提高耐热性
三聚氰胺能增加脲醛树脂中的亚甲基和羟甲基支链，有利于形成更多的交联结构，网络结构被强化能提高耐热性。三聚氰胺的结构为环状结构，由于三嗪环的缓冲作用即使在三聚氰胺含量较少的情况下，也能发生氨基与尿素中羟甲基的共缩聚反应，固化温度得到明显的提高。使三聚氰胺脲醛树脂能在更高的温度下反应，热稳定性更好。
1.4.4.4 提高稳定性
脲醛树脂的稳定性受合成工艺、缩聚物的分子结构及pH 值的影响。三聚氰胺主要起缓冲作用，防止或减缓脲醛树脂贮存过程中体系pH 值的降低，维持其稳定性。
1.4.4.5 用三聚氰胺改性UF 树脂，形成MUF 树脂，它与纤维素能产生共价键结合，因此提高了胶合强度、耐水和耐热性。
目前，MUF 树脂胶粘剂已得到广泛应用，既可用于室内，也可用于室外，但MUF 树脂的耐水性仍然不及酚醛树脂，在某些室外场合应用受到限制。目前所应用的MUF 产品多为在树脂合成后期加入大量三聚氰胺共混改性而制得，为了使其耐水性能达到室外应用的标准，必须增加三聚氰胺的用量。
1.5 研究意义和内容
1.5.1 研究意义
近年来，随着人们生活水平的提高，环保意识的日益加强，对家居环境的日益重视使得环保型室内用人造板的需求量迅速上升，这也使得脲醛树脂的环保问题越来越受到人们广泛关注。
为了满足木材市场对低甲醛释放量人造板的大量需求，有关科研人员长期致力于改性脲醛树脂的技术研究，并取得了大量成果。通过制胶过程中添加各种助剂和稳定剂、调胶过程中加入适当的甲醛捕捉剂、优化压板工艺或对制成的人造板进行除醛后处理等，均有利于降低人造板中甲醛释放量。
1.5.2 研究内容
本文通过多因素试验方法详细研究了反应温度、pH 值、甲醛和尿素配比用量对脲醛树脂胶液的粘度、稳定性、耐水性、胶合质量的影响，并通过引入不同量的改性剂PV A 和三聚氰胺达到降低游离甲醛含量的目的。
第2章实验部分
2.1 脲醛树脂的合成机理及改性机理
2.1.1 合成脲醛树脂的反应机理
甲醛与尿素的反应与配料比、酸碱度（pH 值）、温度、反应时间等因素有关，一般是在特定的条件下使甲醛与尿素的缩合反应达到一定的分子量的线性分子缩聚物。产物的平均分子量为400 左右，含有大量羟甲基、酰胺基等活性端基。当使用脲醛树脂胶黏剂加工胶合板刨花板等时，是往胶中加入规定量的固化剂，例如氯化铵等使脲醛树脂含有的羟甲基、酰胺基等活性基团相互交联，或与纤维素上的羟基交联形成大分子网状结构固化成一体。
脲醛树脂（UF )胶合成主要分两个阶段，即羟甲基脲生成阶段（加成反应）和树脂化阶段（缩聚反应）。加成反应和缩聚反应之间没有一个严格的界限[28]。
(1) 加成反应（二羟甲基脲的生成）
在第一阶段反应中由于控制pH 值在7.5-8 的碱性条件下，甲醛:尿素＞2（摩尔比），温度40-45 ℃下进行甲醛与尿素加成反应生成二羟甲基脲。
H 2N C NH 2O +2H C HOH 2N H C NHCH 2OH O O
（2-1）
但当温度低于37 ℃，可能生成一羟甲基脲。
H 2N C NH 2O +H C H O H 2N C O NHCH 2OH
（2-2）
一羟甲基脲的生成会影响产品质量，应尽量减少它的生成，因此第一阶段的反应不能低于37 ℃。
(2) 缩聚反应生成线性脲醛树脂
因为缩聚反应是逐步形成的，在脱水过程中，相邻羟甲基脲分子之间通过亚甲基键或二亚甲基醚键相连形成聚合物，所以工业生产脲醛树脂时，可以根据缩聚反应的深入程度来控制产物的相对分子质量。其水溶液随相对分子质量的高低表现为低黏度、高黏度、透明和浑浊的浆液[29]。工业生产的脲醛树脂相对分子质量为数百至数千。
在这一阶段中，生成羟甲基化合物后的物料在pH 4.5-5.5，温度90-95 ℃下，发生缩合反应，控制反应时间及料液的粘度使线型脲醛树脂达到一定
分子量和规定粘度。
2HOCH 2NH C O NHCH 2OH -H 2O
HOCH 2NH C O NHCH 2O CH 2NH C O NHCH 2OH
（2-3） HOCH 2NH C O
NHCH 2O CH 2NH C O NHCH 2OH n -nH 2O
HOCH 2(NHCONHCH 2OCH 2NHCONH )CH 2OH n
（2-4）
实际缩合反应过程中，除羟甲基间的缩合外，也有羟甲基与胺基上氢的缩合。因此产品脲醛树脂胶黏剂端基有羟甲基和酰胺基等活性端基。该阶段用测浑浊点来确定反应终点。
2.1.2 三聚氰胺、聚乙烯醇改性反应机理
三聚氰胺和聚乙烯醇由于单分子中含有较多的羟基，在生成初期，树脂可以与尿素、甲醛进行反应；形成初期树脂后阶段可以与各UF 大分子的相应基团反应进一步形成相互交联的高分子聚合物；因此可以作为甲醛捕捉剂和改性剂。
2.2 实验试剂及仪器
表2.1 试剂规格
实验试剂
规格 生产厂家 尿素 工业品 河南省中原大化集团有限责任
公司
三聚氰胺 工业品 河南省中原大化集团有限责任
公司
甲醛（37%）分析纯孟津县平乐镇尤村
氢氧化钠分析纯天津市北方天医化学试剂厂
聚乙烯醇工业品河南奇峰化工有限公司
氯化铵分析纯郑州方泰化工公司
亚硫酸氢钠化学纯天津密欧化工厂浓盐酸分析纯北京化工厂
酚酞分析纯西安化学试剂厂
表2.2 实验仪器
实验仪器型号生产厂家
强力电动搅拌机JB-50 上海昌吉地质仪器有限公
司
电热恒温水浴锅DK-98-II 天津泰斯特仪器有限公司电子天平CP 214 奥豪斯仪器（上海）有限
公司
电鼓风干燥箱DGX-90173B-1 上海福玛实验设备有限公
司
超声波清洗器KQ-250B 昆山市超声仪器有限公司红外光谱仪Spectrum R*1 美国Perkin Eimer公司
旋转式粘度计NDJ-7 上海天平仪器厂
热重稳定分析仪DTG-60 日本岛津设计所
2.3 实验方法
2.3.1 合成步骤
将一定量的甲醛溶液置于带回流冷凝管、温度计和搅拌器的三口烧瓶
目录 1、课程设计目的 (2) 2、课程设计的背景 (4) 2.1脲醛树脂的合成 (4) 2.1.1脲醛树脂的合成原理及工艺 (4) 2.1.2脲醛树脂的固化机理 (6) 2.1.3脲醛树脂固化剂旳种类 (6) 2.2脲醛树脂胶的改性研究 (7) 2.2.1脲醛树脂胶的耐水性的改进 (7) 2.2.1.1 UF胶耐水性差的原因 (7) 2.2.1.2改进UF胶耐水性 (8) 2.2.2脲醛树脂胶的稳定性的改进 (8) 2. 2. 3 脲醛树脂粘接性能的改进 (9) 2.2.4脲醛树脂的耐老化性的改进 (9) 2.2.5降低脲醛树脂胶的游离甲醛释放量的探究 (9) 2.2.5.1 UF胶合成过程中释放游离甲酸 (10) 2.2.5.2胶接制品释放甲酸的原因 (11) 2.2.5.3降低游离甲醛含量的方法 (11) 2.2.6几种新型改性脲醛树脂胶黏剂 (12) 2.2.6.1 氧化淀粉改性 (12) 2.2.6.2 三聚氰胺改性 (12) 2.2.6.3新型有机硅改性 (12) 2.3脲醛树脂的研究进展介绍 (13) 2.3.1 研究的现状与趋势 (13) 2.3.2研究展望 (13) 3、课程设计内容 (15) 3. 1 设计题目 (15) 3. 2 设计方案 (15) 3. 3 分析与讨论 (16) 4、总结 (17) 参考文献 (18)
1、课程设计目的 我国人造板产量已经超过1亿立方米，产量居世界首位，成为世界第一人造板生产大国主要使用酸类合成树脂胶粘剂[1]。脲醛树脂是生物质复合材料制造行业中广泛应用的一种高分子材料。由于脲醛树脂无色、成本低廉、工艺性能好，以及良好的胶接性能，一直都是木材加工业中最主要、使用量最大的合成树脂胶粘剂，也是世界合成树脂胶粘剂生产量最大的胶种之一[2]。 随着人类创造和使用材料能力的提高，脲醛树脂应用技术也得到了不断的完善。然而，当采用更小尺度的增强体单元进行复合，以期望得到具备更多优异性能的材料时，制造的生物质复合材料仅仅以单一脲醛树脂为基体则暴露出许多的缺点：如甲醛释放、耐水性较差、强度较低等[3]。于是，通过釆取不同的措施去改变树脂的基本结构及其特性，从而提高或增加材料的综合性能。主要从以下两类方法上进行改性：第一类，外加单体进行共聚或采用可以移动化学平衡的化合物(包括各种助剂)改变其化学平衡；第二类，在脲醛树脂的合成技术上寻求突破。显然,第一类顺应材料从单一向复合发展的趋势，尤其是人类对生物质复合材料提出的要求越来越高，这一领域可以涌现出大量研究成果。第二类方法领域现今仍是“少人区”，也许是缺乏必要的利益驱动，也许是技术含量不够高，总之还没有得到更多的重视，我国的研究人员不得不面对这样的逾她现实：在脲醛树脂的基础研究方面，我国远远落后于工业发达国家。为解决低甲醛释放脲醛树脂初始胶接强度较低，甲醛释放量高、难以适应快速胶压制板工艺要求等影响其推广应用的问题，为进一步扩大脲醛树脂的应用范围，在保持低甲醛释放和低成本的同时，必须解决其耐水性和耐久性问题。 30多年以来，以胶接理论和胶接技术为依托，并采用现代高分子材料研究和分析方法，开发并成功推广了一系列的研究成果，为我国人造板工业的发展作出了推动性作用，创造了较为可观的经济效益，并带来了社会效益。在控制人造板(典型的木质复合材料，它可以归类于生物质复合材料)甲醛释放技术上，已经处于国内同行业领先水平，但为了解决胶接制品化学结构的稳定性问题，还要依靠各种改性方法，这样做必然会导致生产成本的增加，这恰恰又是企业经营者所不愿接受的，而且提高的效果并不理想[4]。
固化型脲醛树脂胶粘剂（系列） 1.木器用胶 [制品Ⅰ]该树脂胶粘剂因尿素与甲醛因摩尔比高（尿素：甲醛=1.19），所以固化快，胶接强度好，适用于木器的冷压粘接。使用时，固化剂用量为：热压用胶加入量一般为液体树脂质量的1%~5%，冷压用胶加入量一般为液体树脂质量的6%~8%。 [制品Ⅱ]加固化剂10%~12%（NH4Cl：NH3·H2O：尿素=1：3.2：5.5），固化条件110~115℃，压力2Mpa，时间4~6分钟，也可加入5%NH4Cl与胶调匀后于室温粘接使用。 [配方] [制法]根据脲醛树脂胶粘剂的工艺特点，确定如下工艺流程： 2.纤维板用胶 [配方]
[说明] 该脲醛树脂胶粘剂中加入了改性剂三聚氰胺（也可以采用苯酚改性），提高了胶粘剂的湿胶接强度。在室内应用时，改性剂用量一般为尿素总量的5%~10%。室外应用时改性剂的用量是70%~80%，可以满足纤维板的要求。 生产工艺流程 3.刨花板生产用胶配方 [制品Ⅰ]尿素与甲醛的摩尔比较低，故游离醛含量低，可以满足无臭刨花板的要求。使用时除加入固化剂外，还要加入一定量防水剂，以提高刨花板的防水性能。 [制品Ⅱ]用脲醛预缩液代替甲醛，生产工艺简化，胺的质量比采用甲醛的有所提高，故适用于各种用途的脲醛树脂胶的制造。 [配方] *脲醛预缩液是甲醛与尿素按一定摩尔比进行反应而得的低聚物，淡黄色透明液，甲醛含量43%，尿素含量17%，甲醇含量不大于6%，在-35~40℃条件下有良好的贮存稳定性。
[制法] 先将尿素、甲醛进行反应生成脲醛树脂，再加入六亚甲基四胺搅匀后，加石蜡乳液，再加固化剂溶液搅拌均匀，即为刨花板用脲醛胶。 生产工艺流程 4.胶合板生产用胶 [制品Ⅰ]产品为泡沫脲醛树脂胶，主要用于3类胶合板。由于加入了发泡剂，经发泡后体积可增大2~3倍。在涂胶时可减少树脂用量，防止低粘度树脂渗透透到木材孔隙中去，从而能避免表面缺胶，保证胶接质量，同时降低成本，适用期不小于3小时，密度在0.3~0.4g/cm3。[制品Ⅱ]产品为预压用胶，主要适应无垫板装卸新工艺，可提高生产效率及产品合格率，在配方中加PVA是为了增加胶的初粘性，以满足预压要求。 [制品Ⅲ]产品为拼缝用胶，粘度较低，固体含量高、固化快，加入了六亚甲基四胺，性能较好，可作为单板无条拼缝专用胶。 [制品Ⅳ]产品为普通胶合板用胶，固含量较低，成本也低。加或不加填充剂均可，主要用于压制普通胶合板。 [配方]
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 ....................................................................................
脲醛树脂实用技术集锦提示：以下资料，都是超链接，都可以打开，首先按住CTRL键，按住不要放，之后使用鼠标左键点击链接，就能打开目标对象！ 胶得宝三代脲醛树脂添加剂生产工艺说明 【视频】最新脲醛胶降低成本新技术 如何购买胶得宝？购买胶得宝的付款方式？ 胶得宝脲醛树脂添加剂的产品介绍 脲醛树脂胶技术培训那点事 最新尿醛胶配方和生产工艺 尿醛胶添加剂制造最新工艺 最新尿醛胶低成本配方 板厂反映脲醛胶太稀、面粉用量太大怎么办？ 脲醛树脂胶怎么降低成本和增稠的方法 胶合板起泡开胶和脲醛胶有关系吗 尿醛胶生产工艺和胶合板起泡的关系
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三聚氰胺改性脲醛树脂胶粘剂研究进展 1 前言 脲醛树脂于1844年合成成功[1],1931年首次在市场销售。此后由于原料充足、价格低廉而被广泛应用于木材加工行业中。现在,脲醛树脂在木材加工、造纸、油漆等行业,是用量最大的一种胶粘剂,约占70%多[2]。2000年全世界ＵＦ胶年用量超过250万ｔ,国内用量为40.8万ｔ左右。但是,脲醛树脂耐水性差,固化后胶层脆性大、耐老化性能差、贮存期短、游离甲醛含量高,因此,限制了其使用范围。多年以来人们采用各种方法对其进行改性,用三聚氰胺改性就是其中之一。目前,世界发达国家已将三聚氰胺改性脲醛树脂广泛用于各类人造板生产,并且根据生产板种的性能要求(主要是防水性)灵活地调整三聚氰胺的用量使产品形成系列。日本的各类胶合板、中密度纤维板(ＭＤＦ)生产用的都是三聚氰胺改性脲醛树脂胶,既解决了防水与防潮要求,又实现了降低游离甲醛释放量的目的。另外,法国、德国及北欧各国也已广泛使用这类胶粘剂。我国近年来人造板品种在不断增加,如防潮型人造板和准耐水级人造板等,无论用普通脲醛胶,还是用酚醛胶都不能满足产品性能及环保要求,因此,发展三聚氰胺改性脲醛胶是很有现实意义的。 2 三聚氰胺改性脲醛树脂概述 我们知道,固化后的脲醛树脂结构还存在着如羟基、氨基、亚氨基、羰基等亲水基团。用三聚氨胺改性脲醛树脂目的是针对脲醛树脂存在耐水性差、游离甲醛含量高的原因,用一定量的三聚氰胺进行改性,以提高脲醛树脂的耐水性、尺寸稳定性、耐龟裂性、耐磨性并降低游离甲醛的含量。生产实践证明了用三聚氰胺改性脲醛树脂胶粘剂是提高其性能的有效方法。早在1944年,ＭｃＨａｌｅ就用三聚氰胺来提高脲醛树脂的耐水性。1947年,Ｄｅｌｍｏｎｔｅ用三聚氰胺来提高脲醛树脂的耐沸水性能,结果如图1所示。1965年Ｈｏｕｗｉｎｋ和Ｓａｌｏｍｏｎ将脲醛树脂胶粘剂、三聚氰胺树脂胶粘剂、三聚氰胺尿素甲醛共缩合树脂胶粘剂的耐沸水能力进行比较,结果如图2。由图可知,用三聚氰胺改性后的脲醛树脂胶粘剂的耐水性接近三聚氰胺树脂胶粘剂。我国常君成把间苯二酚、三聚氰胺和其它改性剂进行比较研究,指出用间苯二酚和三聚氰胺改性脲醛树脂耐水性提高最显著,但三聚氰胺改性脲醛树脂胶合强度及成品板色泽更好。Ｂｌｏｍｑｕｉｓｔ经研究证明用三聚氰胺改性脲醛树脂较用间苯二酚其产品耐高温性能强。Ｋｅｈｒｅ指出,三聚氰胺同其它改性剂相比,制得的刨花板具有较高的尺寸稳定性和较低的厚度膨胀率。 2.1 国外ＭＵＦ研究概况 国外许多学者对用三聚氰胺改性脲醛树脂的机理、树脂的固化过程以及固化后聚合物的构造等作了大量的工作。特别是日本学者柳川、木通口、富田等人在三聚氰胺改性脲醛树脂基础理论研究方面做了大量的研究。50年代初,日本就开发了三聚氰胺-尿素共缩合树脂。1955年首次用脲醛树脂质量分数20%的三聚氰胺粉末来提高脲醛树脂胶合板的耐水性,使之达到耐水胶合板Ⅰ类标准。同时,日本大鹿振兴公司将三聚氰胺-尿素-甲醛共缩合树脂胶粘剂用于胶合板,发现耐水性更好。1956年,屈岗研究开发了价格低廉的三聚氰胺-脲醛树脂胶粘剂,不但耐水性能达到Ⅰ类胶合板的标准,而且价格也降低了。60年代初,柳川主要研究了三聚氰胺改性脲醛树脂机理,得出了以下结
实验六三聚氰胺/甲醛树脂的合成 一、实验目的 1.了解三聚氰胺/甲醛树脂的合成方法及层压板制备； 2.了解溶液聚合和缩合聚合的特点。 二、实验原理 三聚氰胺(M)-甲醛树脂(F)以及脲醛树脂通常称为氨基树脂。三聚氰胺/甲醛树脂是由三聚氰胺和甲醛缩合而成。缩合反应是在碱性介质中进行，先生成可溶性预缩合物： 这些缩合物是以三聚氰胺的三羟甲基化合物为主，在PH值为8-9时，特别稳定。进一步缩合（如：N-羟甲基和NH-基团的失水）成为微溶并最后变成不溶的交联产物。如： 三聚氰胺一甲醛树脂吸水性较低，耐热性高，在潮湿情况下，仍有良好的电气性能，常用于制造一些质量要求较高的日用品和电气绝缘元件。 三、主要仪器与试剂 (1)仪器 三颈瓶(250mL，1个)，搅拌器(1套)，温度计(2支)，回流冷凝管(1支)，滤纸（若干张），恒温浴(1套)，滴管(数支)，量筒(5mL或10mL，1支)，培养皿（1个）。
(2)试剂 三聚氰胺(31.5g) ，甲醛水溶液(36%，50mL) ，乌洛托品(六亚甲基四胺，0.12g) ，三乙醇胺(0.15g，2-3滴) 。 四、流程图、实验步骤及现象 (1)流程图 (2)实验步骤及现象
五、讨论 1.三聚氰胺/甲醛树脂质量的主要因素 在三聚氰胺/甲醛树脂形成过程中，原料摩尔比、反应介质的pH值、原材料质量以及反应终点控制等，都是影响树脂质量的重要因素。 (一)摩尔比的影晌 三聚氰胺与甲醛的摩尔比影响反应速度和树脂性能。摩尔比低，生成的羟甲基少，未反应的活泼氢原子就多，羟甲基和未反应的活泼氢原子之间，缩合失去一分子水，生成亚甲基键(一步反应)。摩尔比高，生成的羟甲基多，羟甲基与羟甲基之间的反应是先缩合失去1分子水生成醚键，再进一步脱去1分子甲醛生成亚甲基键(两步反应)。所以摩尔比愈高，树脂稳定性愈好，但游离醛含量也随之增高。 (二)pH值的影响 三聚氰胺与甲醛反应时，介质pH值对树脂性能有很大影响，如反应开始就在酸性条件下反应，会立即生成不溶性的亚甲基三聚氰胺沉淀。 生成的亚甲基三聚氰胺已失去反应能力，因此，不能用它继续制胶。所以，开始反应时要将甲醛的pH值调至8.5-9.0，以保证反应过程中的pH值在7.0-7.5之间(因甲醛有康尼查罗反应pH值会下降)，即在微碱性条件下生成稳定的羟甲基三聚氰胺，进一步缩聚成初期树脂。因为三聚氰胺比较活泼，所以作为浸渍用树脂不宜在酸性介质下进行。 (三)原材料质量的影响 主要是甲醛中铁含量不能超过标准，铁含量高在树脂合成时，影响pH值的准确测定，在反应过程中用氢氧化钠调节甲醛的pH值时，Fe3+和OH-结合生成 Fe(OH) 3沉淀，在浸渍纸时，Fe(OH) 3 浮出来附着在纸表面，热压后造成板外观不
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。
三聚氰胺树脂
蠕变性能和高分子材料产品的耐磨性能尤为显着。XZ-L290极好分散，在溶剂水里面；溶剂乙醇、丙醇、丙二醇、异丙醇、乙二醇单丁醚、丙酮、丁酮、苯、二甲苯内，不需加分散剂，搅拌搅拌即可以充分的分散均匀。在环氧树脂，塑料等中，极好添加使用。 用量 根据用户配方计量添加和使用。 蜜胺树脂加无机填料后制成模塑制品，色彩丰富，大多用于装饰板、餐具、日用品。餐具外观酷似瓷器或象牙，不易脆裂又适宜机械洗涤。蜜胺树脂与脲醛树脂混合可配制成胶粘剂，用于制造层压材料。用丁醇改性的密胺树脂可作涂料和热固性漆。 特点 具有较大的化学活性 很高的胶接强度 耐水能力高能经历三小时以上的沸水 热稳定性高 低温固化能力较强 耐磨性好 固化快 不需加固化剂 三聚氰胺成品比脲醛树脂成品硬度和耐磨性好 对化学药物的抵抗能力 电绝缘性能等都好。 但是固化后胶层容易破裂不宜单独使用应用改性的三聚氰胺树脂胶 储存期短 易变质 制成粉状可延长储存期限 改性三聚氰胺树脂价格较高 用于制造塑料贴面板 广泛用于家具 车辆建筑等方面。 2D树脂
【化学组成】 二羟甲基二羟基乙烯脲甲醛尿素乙二醛合成的树脂就是2D树脂 【性状】 外观：无色至淡黄色粘稠液体 溶解性能：可按任何比例溶于水 酸碱值：1%水溶液PH=7-9 电离性：非离子型 稳定性：耐氯性欠佳，还适于漂白耐氯织物的整理 混用性：可与柔软剂D3、RC等混合使用 【出厂规格符合下列物理—化学指标】 含固量:≥40% 游离甲醛含量:≤0.45% PH 值:7.5-8.5 【用途】 适用于棉、毛、丝、麻和化纤等织物的整理，有防缩、防皱性能，高的免烫性和尺寸稳定性，织物经穿着洗涤后，不需要再压烫仍保持平整，压线能长久保持，外观挺括，手感好，丰满，耐磨、耐洗、耐水解性优良，对活性染料的日晒牢度影响较小。 【使用方法】 每升加入本品100克左右，再加入适量氯化镁等催化剂、渗透剂、柔软剂便可使用。 【包装与贮存】 50千克或125千克塑桶。应贮存再阴凉、干燥、通风的仓库内，密封保存，贮存期为一年 本产品资料仅供参考、研究与鉴定，用户应针对不同的加工产品和实际生产条件确定最佳工艺和用量。 2D 树脂 【产品简介】
E0级三聚氰胺改性脲醛树脂制备技术 在反应釜中（以质量分数或质量份计）加入50%甲醛水溶液（约26份），并用85%三乙醇胺（约0.05份）调节pH值至7.2～7.8→然后加入尿素（约12份），将混合物加热至95℃，并维持20 min；在此期间用25%NaOH维持pH值高于6.7；随后用20%硫酸铵将pH值调至5.4～5.6，该树脂在95℃时保持至加氏黏度G级；反应物用三乙醇胺（约0.03份）中和至微酸性，冷至80℃→加入50%甲醛水溶液（约10份），用25%NaOH将pH值调至6.5～6.9→加三聚氰胺（约5份），混合物于75℃反应至加氏黏度L级，维持pH值为中性→加三聚氰胺（约2份），混合物于70～75℃反应至加氏黏度T级；用三乙醇胺中和pH值至7.6～8.0，冷至70℃→加入尿素（约39份）及水（约6份），反应物冷至50～55℃，直至所有尿素溶解为止；如果需要的话，将pH值调至7.6～8.0，冷至25℃，待料温低于45℃时，加入1%铵盐催化剂以增加树脂的固化速率。将上述树脂用于人造板面层，而芯层用标准UF树脂，用气候箱法测得其甲醛释放量为0.101～0.118 mg/kg （低于E1级）；若面层与芯层均用所制树脂，其甲醛释放量为0.033～0.041 mg/kg（E0级）。 本发明采用1次甲醛(F)4次尿素(U)的工艺，将甲醛水溶液加入NH4Cl溶液中，pH 1.5-2.5，升温至60-70度；甲醛/尿素摩尔比为0.9-1.25/1.0；加入第一批尿素36.4％-36.8％，升温至90-95度恒温55-65分钟，加NaOH调节pH值至8.5-10.0；加入第二批尿素13.4％-18.4％，恒温40分钟；加入第三批尿素5.0％-14.1％，加NH4Cl溶液调节pH值至3.0-5.5，反应5-10分钟，加NaOH 调节pH值至8.5-10.0；加入第四批尿素30.1％-45.0％，反应30分钟，降至室温，
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
三聚氰胺甲醛树脂（MF）的制备与应 用 专业名称：高聚物生产技术（新材料） 学生：袁磊 班级：高化 1211 学号： 2012110945 指导教师：侯文顺 完成时间：
目录1三聚氰胺甲醛............................... 1.1物理性质........................................... 1.2化学性质........................................... 1.3材料性质.......................................... 1.4用作阻燃剂................................... 1.4用作改性剂................................ 1.4.1 改性酚醛树脂........................ 1.4.2 改性脲醛树脂....................... 2.三聚氰胺甲醛树脂.................. 3.三聚氰胺甲醛树脂的应用...... 3.1.1在人造板中的应用........... 3.2 .2在造纸工业中的应用......... 3.3 .3在织物整理剂中的应用..... 3. 4.4在皮革工业的应用.............. 3. 5.5在白乳胶中的应用............. 3.6.6在胶黏剂中的应............... 3.7 .7在絮凝剂中的应用......... 3.8.8在涂料工业中的应用.......... 3.9.9用作瓷和水泥分散剂应用. 3.1.1.1用作木材粘合剂应用...... 3.1.1.2用作织物印染整理剂应用
氨基树脂 氨基树脂由含有氨基的化合物与甲醛经缩聚而成的树脂的总称，重要的树脂有脲醛树脂(UF)、三聚氰胺甲醛树脂(MF)和聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)等。 简介 结构式 【中文名称】氨基树脂 【结构式】 【用途】 用于制涂料、胶粘剂、塑料或鞣料，并用于织物、纸张的防缩防皱处理等。 【其他】 由含有氨基的化合物与甲醛经缩聚而成的树脂的总称。重要的树脂有脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂和苯胺甲醛树脂等。一般可制成水溶液或乙醇溶液，也可干燥成粉末固体。大多硬而脆，使用时需加填料。 涂料用氨基树脂是一种多官能团的化合物，以含有（-NH2）官能团的化合物与醛类（主要为甲醛）加成缩合，然后生成的羟甲基（-CH20H）与脂肪族一元醇部分醚化或全部醚化二得到的产物。根据采用的氨基化合物的不同可分为四类：脲醛树脂、三聚氰胺树脂、苯代三聚氰胺树脂、共聚树脂。 若作为漆膜若单独用氨基树脂，制得漆膜太硬，而且发脆，对底材附着力差，所以通常和能与氨基树脂相容，并且通过加热可交联的其它类型树脂合用，他可作为油改性醇酸树脂、饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、环氧酯等的交联剂，这样的匹配，通过加热能够得到三维网状结构的有强韧性的漆膜，根据所使用的氨基树脂和匹配的其它树脂的变化，得到的漆膜也各有特色。 用氨基树脂作交联剂的漆膜具有优良的光泽、保色性、硬度、耐药品性、耐水及耐侯性等，因此，以氨基树脂作交联剂的涂料广泛地应用与汽车、工农业机械、刚制家具、家用电器和金属预涂等工业涂料。氨基树脂在酸催化剂存在时，可在底温烘烤或在室温固化，这种性能可用于反应性的二液型木材涂装和汽车修补用涂料。
UF在造纸中的应用 作为纸张湿强剂 纤维是亲水性的，一般纸张被水湿透后，纤维发生膨胀，纤维之间键力减弱，从而失去其大部分强度，余下部分强度通常称为湿强度。一般来说，湿强度大于15%的纸就成为湿强纸。由于脲醛树脂为非离子性，故不能被带阴性电荷的纸纤维较好的吸附，因此，用作纸张湿强剂时不能直接在浆内添加，而只能用浸渍法(如表面涂布)。 脲醛树脂作为纸张湿强剂，其树脂间的化学交联形成网状结构包裹在纤维周围，这种化学交联不会被水解，从而阻止了纸中的半纤维素的吸水膨胀，减少了纸张在润湿条件下的强度下降，像一个网子一样，束缚了纤维的润涨，从而保持了纸张的湿强度。 传统的脲醛树脂(UF)由于有游离甲醛危害，国外已禁用，而不含甲醛的湿强剂成本比较高，因此人们开始对改性脲醛树脂进行研究。以乙二醛部分或全部代替甲醛合成脲醛树脂的合成条件以及产物对纸张的湿强效 果，结果表明产物无污染、稳定性能好、增强效果明显。 作为涂布交联剂 交联剂也可称为硬化剂，由于某些涂布纸需经湿压光、胶版印刷、放置室外等与水接触的情况，因此涂布干燥后必须具有抗湿性。通常合成聚合物胶乳具有良好的抗水性，但淀粉、聚乙烯醇、蛋白质、海藻酸钠等天然涂布粘合剂和表面施胶剂的抗水性很差，需要使用交联剂以增强涂布纸张耐湿摩擦能力，特别对于胶版印刷，耐湿摩擦是很重要的指标。 王蕾，苗宗成等人采用苯酚改性脲醛树脂(PUF)，它克服了脲醛树脂(UF)耐水、耐热、耐老化性能差及使用过程中释放甲醛、贮存期短等缺点。并对苯酚改性脲醛树脂涂布纸抗水性进行了测试，得出其在造纸抗水剂领域具有很好的应用前景。 作为胶体絮凝剂 阳离子型改性脲醛树脂季铵盐(MU-FRQA)是一种新型的高分子絮凝剂，水溶性较好，生产成本低，对阴离子性胶体的絮凝效果好。龚福忠等人以尿素、甲醛、环氧氯丙烷、三甲胺为原料，合成了水溶性阳离子脲醛树脂季铵盐，用红外光谱进行了表征，测定了该合成产物的表面活性，用胶体化学方法研究了加入阳离子型改性脲醛树脂季铵盐后黏土悬浮分散体系的电动电位和等电点以及絮凝体粒径大小变化，得到了一些有意义的结果。 作为造纸胶粘剂
组分用量/g 组分用量/g 工业甲醛（36%）960 氢氧化钠（30%）适量 尿素（含氮量46.6%）370 甲酸（20%）适量 制备将甲醛投入反应器，搅拌，用氢氧化钠溶液调PH值为7.5，加热至40℃时，加入占总量3/4的尿素，在50-60min内将温度升至90℃，保持20min。加入剩余的尿素，在90℃下反应40min。用甲酸调PH值为5.3-5.6，于92℃保温30min，之后逐渐升温至97℃。当黏度达到要求后，立即用氢氧化钠溶液调PH值为7.5-8。真空脱水，当脱水量达到甲醛含水量的65%时停止脱水。降温，同时用氢氧化钠溶液调PH值为7-8。当降温至50℃时放料。 用途本胶在家具的生产过程中主要用作锯末的黏结材料。以本胶、锯末、装饰纸为原料，制作桌面、凳椅面、建筑组合件等模压木制品，生产工艺简单，生产成本低，而且美观、牢固、耐水性能优良。 但就目前情况而言，传统工艺生产的产品存在耐水性，耐老化性和韧性较差的缺点，特别是在环境意识和要求日渐提高的今天，传统工艺产品在生产和使用过程中大量逸出游离甲醛，污染环境，将会严重地制约和限制该产品的使用。 工艺方法 工艺配方：甲醛，尿素（摩尔比）=1.36：1 三聚氰胺1%（物料总量），聚乙烯醇1%（物料总量），20%氯化铵7%（物料总量），变性淀粉3%（物料总量） 将配方中的甲醛投入反应釜，用30%的NaOH调PH值为8—8.5，加入第一批尿素（尿素总量的40%），反应15分钟，加入三聚氰胺，控制温度85℃，反应30—40分钟，以20%NH4CL调PH值5—5.5，加入PVA，再加入第二批尿素（总量的50%），控制温度85±5℃，反应40—60分钟，调PH值为7—8，加入剩余的尿素，反应10—20分钟，调PH值7—8，冷却在40℃以下，加入填料，搅拌均匀后出料。 工艺过程注意问题 1、PH值偏低时缩聚时易生成不溶性的聚甲基脲而产生沉淀，且易凝胶，故缩聚时，应严格控制PH5—5.5。 2、过程的第三步应经常测浑蚀点和注意温度控制，因为，粘度与反应终点相关，过早则粘度小，另外，温度与粘度成反比例关系，故控制温度，掌握终点，直接影响产品粘度。 3、若温度偏高，PH值偏低，则粘度过大，且易凝胶。 本工艺根据化学反应原理设计改性工艺生产的产品，耐水性、耐老化性和韧性均得到提高，剪切强度增大，游离甲醛含量降低了67%，且工艺路线进一步简化，成本降低，达到了改性的目地，但仍然有在不足之处，产品的稳定性有所提高，工艺条件的控制较传统工艺要求严格。 只以脲甲醛树脂为例. 尿素与甲醛发生亲核加成反应,反应如下：
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、PV A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。
实验六 三聚氰胺/甲醛树脂的合成 、实验目的 1?了解三聚氰胺/甲醛树脂的合成方法及层压板制备; 2?了解溶液聚合和缩合聚合的特点。 、实验原理 三聚氰胺（M ）-甲醛树脂（F ）以及脲醛树脂通常称为氨基树脂。三聚氰胺 /甲醛 树脂是由三聚氰胺和甲醛缩合而成。 缩合反应是在碱性介质中进行，先生成可溶 NHCH.OH N* N IIOCII 2HN 丄 JJ-NHC11/)11 N 这些缩合物是以三聚氰胺的三羟甲基化合物为主， 在PH 值为8-9时，特别 稳定。进一步缩合（如：N-羟甲基和NH-基团的失水）成为微溶并最后变成不溶 的交联产物。女口： -NHCHoOH + HOCH^NH---------- ? -NHCH 2-N- + 日心 I 2 CH.OH 三聚氰胺一甲醛树脂吸水性较低，耐热性高，在潮湿情况下，仍有良好的 电气性能，常用于制造一些质量要求较高的日用品和电气绝缘元件。 三、主要仪器与试剂 ⑴仪器 三颈瓶（250mL , 1个），搅拌器（1套），温度计（2支），回流冷凝管（1支），滤纸（若 干张），恒温浴（1套），滴管（数支），量筒（5mL 或10mL ，1支），培养皿（1个）。 ⑵试剂 三聚氰胺（31.5g ），甲醛水溶液（36%, 50mL ），乌洛托品（六亚甲基四胺， 性预缩合物： Ml : I II 2N -C ^ 丿-NH ? N
0.12g），
三乙醇胺（0.15g, 2-3滴） 四、流程图、实验步骤及现象 ⑴流程图 （2）实验步骤及现象 实验步骤 实验现象 1.预聚体的合成 在一带电动搅拌器、回流冷凝管和温度 计的三颈瓶中分别加入 50mL 甲醛溶液和 0.12g 乌洛托品，搅拌，使之充分溶解，再在 搅拌下加入31.5g 三聚氰胺，继续搅拌5min 后，加热升温至80C 开始反应； 在反应过程中可明显地观察到反 应体 系由浊转清。 2.在反应体系转清后约30-40min 开始测沉淀 比。 当沉淀比达到2:2时，立即加入0.15g （2-3 滴）三乙醇胺，搅拌均匀后撤去热浴，停止反 应； 从反应液中吸取2mL 样品，冷却 至室温，在搅拌下滴加蒸馏水，当 加入 2mL 水后样品变浑浊，并且 经摇荡后 不转清。说明沉淀比达到 2: 2 3.纸张的浸渍 将预聚物倒入一干燥的培养皿中，将15 浸渍均匀透彻。 张滤纸分张投入预聚物中浸渍1-2mi n ；然后 用镊子取出，并用玻棒小心地将滤纸表面过 剩的预聚物挂掉，用架子固定在绳子上晾干。 0.15g 三乙醇胺 31.5g 三聚氰胺 0.12g 乌洛托品 15张滤纸
实验报告 课程名称 胶黏剂技术 实验 实验名称脲醛树脂粘合剂的制备姓名班级学号 一、实验目的 (1) 了解缩聚反应的原理。 (2) 熟悉脲醛树脂的制备方法。 (3) 了解脲醛树脂的用途。 二、实验原理（依据） 尿素与甲醛的反应，是工业上常用的缩聚反应之一。该反应常受pH值的影响较大，在中性或弱碱性(pH＝7~8)时，可得第一阶段的一或二羟甲基脲。 一羟甲基脲二羟甲基脲一羟甲基脲相互反应，可得直线状的聚亚甲基脲。 二羟甲基脲相互反应，可得环状的聚亚甲基脲。
三、仪器与原料 四口烧瓶、冷凝管、搅拌器、恒温水浴、温度计、玻璃棒、胶头滴管、电子天平、烧杯。 尿素25g、甲醛(37％)68ml、5％氢氧化钠溶液、20％氯化铵溶液、水、pH试纸、测试用木板。 四、实验装置图 五、实验步骤 ①实验装置如图2.1所示。 ②在三口烧瓶中加入37％甲醛68mL，并用5％氢氧化钠溶液调pH为 7.0~7.5，再加入25g脲，边搅拌边升温。 ③温度升至90~920C时，保温反应30分钟。此时pH降至6~6.5。 ④用氯化铵溶液调pH值为4.2~4.5，在90~92℃下缩聚30分钟。当与水混合呈乳白色时，停止反应，用5％NaOH溶液中和至pH为6.5~7.0，并冷却至70℃左右。 ⑤将反应液倒入烧杯，水浴冷却。 六、实验记录 (1) 原材料用量记录 甲醛68ml、5%NaOH若干、20％NH 4 Cl若干、脲25g、
(2) 实验过程记录 日期2014年6月20日星期五 时间温度操作现象备注 14：30 ——取甲醛68ml至于三 口烧瓶中，加入 NaOH调节PH为6.5混合，无明显现象 14：40 开始 加热安装实验装置，搅 拌，加热，加入脲 25g 无明显现象 15：26 90℃恒温加热，持续搅 拌 溶液呈白色 15：56 90℃加入NH4Cl溶液 一滴，调节PH为 5 溶液呈白色 16：24 90℃取少量反应液与水 接触；检测粘度不 足，继续反应取少量反应液与水接触，成乳白色；检测粘度不足，继续反应 16：34 ——将反应液倒入烧 杯，水浴冷却白色溶液，粘 性很低，有粉 状物质 实验失败
涂料用高醚化三聚氰胺甲醛树脂的合成 立水1，李少香2，史新妍3，刘光烨2 （1.青岛科技大学化工学院，266042；2.青岛市新材料研究重点实验室，266042； 3.高分子材料与科学学院，青岛266042）[据涂料涂装资讯网报道]摘要：对合成六羟甲基三聚氰胺（HMM ）及其醚化的反应条件（物料配比、pH 值、反应时间、反应温度）进行了探讨，解决了传统生产方法出现的问题，并对合成的样品进行了分析，其结果达到了国标相关规定的要求。关键词：六羟甲基三聚氰胺（HMM ）；高醚化三聚氰胺甲醛树脂（HMMM ）；涂料1 引言氨基树脂中很重要的一类甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂, 在国外60 年代发展很快，美国该类树脂已占三聚氰胺树脂中很大的比例。例如，1985 年美国三聚氰胺类树脂消耗量为 3.5 万t ，甲醇醚化树脂占70 ％。而我国在上世纪80 年代中期后，三聚氰胺类树脂才进入全面的发展阶段，特别由四川化工总厂从荷兰引进三聚氰胺的生产设备以来，三聚氰胺产量才很快上升。但氨基树脂除丁醇醚化的三聚氰胺树脂早已成熟外，高醚化度的甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂仍处于研制阶段。随着我国卷钢工业、轿车工业的发展以及对环境保护的日益重视，开发和研究高固体分甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂已经成为涂料树脂研究领域的一个重要课题〔 1 〕。美国的氰特公司氨基树脂的生产在世界上处于领先地位，其树脂品种多、质量好。氰特公司生产的三聚氰胺类树脂牌号主要有：Cymel 300 、301 、303 、323 、327 、335 等，其中以Cymel 303 用途最广。本文合成的HMMM 树脂，经过红外与核磁共振检测发现与美国氰特公司Cymel303 树脂类似，整个反应过程在生产时，可以在同一个反应器中进行，降低了物料在转移过程中甲醛对环境的污染；同时，使生成物的游离甲醛含量降低到0.2 ％以下，达到环保要求；并且解决了传统的生产方法出现的凝结问题，具有合成工艺简单，易于实现工业化生产的特点。2 实验部分 2.1 主要试剂及仪器主要试剂：三聚氰胺（工业级）；甲醇，化学醇（上海化学试剂分公司）；甲醛、碳酸钠均为化学醇（宜兴市第二化学试剂厂）。仪器：恒温水浴锅，电动搅拌，真空泵。2.2 生产工艺及原理2.2.1 工艺路线第一，将甲醛与三聚氰胺在碱性条件下进行羟化反应，生成六羟甲基三聚氰胺（H M M ）；第二，将HMM 与过量的甲醇在强酸性介质中进行醚化; 第三，进行脱醇脱水处理。2.2.2 化学反 应原理