脲醛树脂胶黏剂

脲醛树脂胶的制备1．主要性质和用途脲醛树脂胶（urea-fonnal dehyde resin adhesives）又名尿素甲醛树脂胶，是无色到浅色（与原料的纯度、来源和制备工艺有关）的流体或固体，由和缩聚而成。

液体脲醛树脂胶是乳白色或微黄色的黏稠液体，固体质量分数53％一57%,黏度60一80s（涂4＃杯，25℃) , pH值7.5一8.0，游离甲醛质量分数小于等于2.5%。

可溶于水，可以水代替有机溶剂，成本低，环境污染较小。

其特点是粘接力较强，可在室温或加热时固化，用法便利，工艺性能良好，耐光性好，价格廉价；但耐水性较差，性脆，强度较胶低，储藏期短。

主要用于竹木胶接，胶合板创造，细木工板和中、高密度板及刨花板等木制品粘合。

2．合成原理及固化机理（1)合成原理因为与的反应相当复杂，的形成机理目前尚无定论。

普通认为与相像，先由与在中性或弱碱性介质中举行亲核加成反应生成羟甲脲反应是放热的，pH值以7.5一8.0为宜，pH 9，则加快的歧化反应。

加成反应生成的一羟甲脲、二羟甲脲在酸性介质中相互缩聚成线型结构的初期脲醛树脂 (2）固化机理脲醛树脂胶的固化是在酸性条件下举行的，而酸性条件往往是加入酸性催化剂后形成的，可用作酸性催化剂的有、、、、等。

、对木材的纤维素有破坏作用，很少用法，最常用法的是，氯化铵在水中可水解或与游离甲醛反应产生微量的H+，因此使体系呈酸性。

在酸性介质中，这种线型树脂还可进一步缩合成体型结构的树脂，这就是脲醛树脂胶黏剂的固化过程，固化产物可简示为二、主要仪器和药品四口烧瓶（250 ml),温度计（0一100℃ )、量筒（100 ml)、烧杯（50 m1,200 ml)、水浴锅、电动搅拌机、球形冷凝管、滴液漏斗（60 ml)、托盘天平、电热套等。

、、（质量分数37%),、。

三、试验内容将56 g加入四口烧瓶中，边搅拌、边用或调整pH值为6.9一7.1，加入21 g （质量分75%)，于1h内升温至93一96℃，保温反应30 min后，用调节pH值至4.7，继续反应30 min，用滴液漏斗于30 min内滴加溶液（总质量分数的20%,5.6g尿素用4g水溶解），观看黏度的变幻和第1页共2页。

脲醛树脂固化剂及其发展状况1.1脲醛树脂1.1.1 脲醛树脂的重要作用随着我国人民生活水平的不断提高，建筑装潢、家居装饰等对人造板的需求与日俱增，我国人造板的产量和品种结构均有较大的变化，人造板胶粘剂也得以迅速发展。

脲醛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，制成的人造板(胶合板、细木工板、刨花板、中密度纤维板(medium density fiberboard，MDF)等)有一定的耐水胶合强度，处理和应用容易。

1.1.2 脲醛树脂的性质及其制法脲醛树脂(urea-formaldehyde resins) 尿素与甲醛反应得到的聚合物。

又称脲甲醛树脂。

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。

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。

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。

1.2脲醛树脂固化机理1.2.1 脲醛树脂固化的经典缩聚理论经典缩聚理论认为，当甲醛与尿素的摩尔比大于1．0时，脲醛树脂的合成与固化反应属于体型缩聚；一般作为胶粘剂使用时，通过控制反应程度(低于凝胶点)先合成脲醛树脂初期树脂，胶接制品时再进一步缩聚交联成体型结构。

经典理论认为，脲醛树脂初期树脂的生成分两个阶段。

第一阶段即碱性介质中甲醛与尿素的加成(羟甲基化)阶段，它取决于尿素与甲醛的摩尔比，可生成一羟甲基脲、二羟甲基脲、三羟甲基脲．虽然尿素具有4个官能度，但四羟甲基脲却从未被分离出来。

脲醛树脂胶黏剂的制备（实验报告）南京⼯程学院实验报告课程名称学⽣创新实验周实验名称脲醛树脂胶黏剂的制备实验学⽣班级实验学⽣姓名实验学⽣学号同组学⽣姓名实验指导教师实验时间 2012.02.27—2012.03.2 实验地点实验楼D407⼀、实验⽬的⾼分⼦科学既是⼀门理论科学，⼜是⼀门应⽤科学。

在理论的指导下具有很强的应⽤性，涉及到塑料、橡胶、纤维、涂料和胶黏剂等材料应⽤的基础知识。

综合实验是培养⾼分⼦材料专业学⽣动⼿和实践能⼒的⼀门课程，是专业基础课的理论与实际相结合的课程。

通过实验，是学⽣了解和掌握⾼分⼦合成的⽅法、⾼分⼦结构与性能关系的基本原理，从⽽在感性上进⼀步加深理解⾼分⼦科学的原理，掌握实验知识和技能，培养⼯艺资料的使⽤能⼒，为以后的学习和从事⾼分⼦学科内的⼯作打下基础。

要求学⽣通过实验初步掌握⾼分⼦合成⼯艺设计⽅法。

⼆、⽂献综述摘要：本⽂综述了脲醛树脂胶黏剂的合成机理及近年来脲醛树脂的研究进展。

关键词：脲醛树脂；胶黏剂；甲醛1.引⾔：脲醛树脂是⼀种开发应⽤较早的⽊⽤热固性⾼分⼦胶黏剂，由于其⽣产成本低、⾊泽浅、粘接强度⾼、固化速度快、使⽤⽅便，以及较好的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性等优点⽽⼴泛应⽤于⽊材加⼯⼯业中，脲醛树脂（UF）胶粘剂可⼴泛⽤于各种⼈造板的制造，其⽤量占⽊材加⼯业胶粘剂总耗量的60%左右，是胶粘剂中⽤量最⼤的品种。

[1]与其他胶黏剂相⽐，脲醛树脂也存在游离甲醛含量偏⾼，机械强度低等缺点。

探索脲醛树脂胶黏剂新的合成和改性⼯艺，以扩⼤其使⽤范围，⼀直是研究的热点。

[2]2发展现状：2.1脲醛树脂胶黏剂的优缺点脲醛（urea formaldehyde，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。

实验目的：加深对脲醛树脂合成反应（加成和缩聚）的理解，掌握合成方法实验原料：37%甲醛溶液（F）、尿素（U）、30%NaOH溶液、1:1甲酸溶液、三聚氰胺（M）配方：F/U=1.14、M 2%用量：37%F 200g；U 132 g（U1 74g，U2 37g, U3 21g）；M 6.7 g实验步骤：1、装好反应装置（水浴锅、搅拌器、反应釜、温度计）2、把F加入至反应釜，调pH值至8.5~8.6，升温至40℃3、加入第一批尿素（U1）和M，30~50min匀速升温至92℃，保温30min4、调pH值至5.2~5.4，反应至粘度为19~21s（大概用时30~50min）5、调pH值至7.0~7.5，加入第二批尿素，降温至80℃反应20min6、加入U3，停止加热，搅拌至溶解，降温出料。

1、固体含量将试验用容器放入试验温度下的烘箱中30min，取出后放入干燥器中冷却至少15min。

称容器质量，精确到0.0001g；用移过的容器取样，脲醛树脂的样品质量为1±0.1g，精确到0.0001g。

将样品放入恒温烘箱中，在120±1℃干燥2h。

取出容器后，放入干燥器中冷却至少15min，取出后立即称量，精确到0.0001g。

固体含量=(m3-m1)/(m2-m1)×100%式中：m1为容器质量，m2为容器和干燥前胶的质量，m3为容器和干燥后胶的质量2、粘度使用涂-4杯测定（25~30℃）3、pH值使用pH试纸测定4、固化时间用烧杯称取50g胶，加入0.5g固化剂氯化胺，搅拌均匀。

立即向试管中移取10g调好的胶（注意不要使试样贴在管壁上），将试管放入有沸水的短劲烧瓶中，开始计时。

试管中试样液在要低于烧瓶中沸水面20mm，迅速搅拌，直到搅拌棒突然不能提起，按停秒表，记录时间。

即为固化时间。

5、水混合性量取胶液5mL于试管中，逐滴加蒸馏水，直到出现浑浊，记录滴加水的体积。

水混合倍数即为所用水的体积除以胶液体积。

脲醛树脂胶黏剂的现状及改性研究( 南京工程学院材料工程学院材料071 费云锋 205070119 ）摘要：本文论述了脲醛树脂胶黏剂的现状，综述了脲醛树脂加工中，通过降低甲醛与尿素的物质的量比、改进合成工艺、添加改性粒子等几种方法，降低游离甲醛毒性，并对脲醛树脂加工改性方面存在的问题进行了总结和展望。

关键词：脲醛树脂；游离甲醛；环保；淀粉；纳米SiO2一．引言脲醛树脂（UF树脂）具有胶合强度高、耐水、耐热、耐腐蚀性、固化快、固化胶层无色、制做简单、操作性能好、性能优良成本低廉、原料来源丰富等一系列特点，成为我国人造板生产的主要胶种，并在材料黏结、竹木加工、纸张黏结、钢化涂料、多彩花纹涂料等行业中广泛应用，是市场上需求量最大的胶黏剂之一[1.2]。

二．脲醛树脂的现状脲醛树脂是尿素与甲醛在催化剂（碱性或酸性催化剂）作用下，缩聚成初期脲醛树脂，然后再在固化剂或助剂作用下，形成不溶、不熔的末期树脂[3]。

1844 年由B.Toiiens 首次合成，直到1896 年在C.Goldschmidt 等研究后首次使用，1929 年英国首先在工业化中应用。

我国脲醛树脂胶黏剂于1957年开始工业化生产，1962 年成为胶合板生产的主要胶黏剂，基本上取代血胶和豆胶。

目前，由于其制造简单、使用方便、成本低廉、性能优良，已成为我国人造板生产的主要胶种，也是世界各国木材工业，尤其是人造板材的主要胶种。

据报道，日本80%的胶合板，几乎100%的刨花板，德国75%的刨花板，英国几乎100%的刨花板和我国人造板的80%以上都使用脲醛树脂胶黏剂[4、5]。

不过，脲醛树脂胶粘剂也存在一些缺点，如游离甲醛含量高、耐水性差、胶层固化后脆性大、耐老化性能差等，因而限制了其使用范围。

特别是游离甲醛的存在，在很大程度上限制了其使用。

三．降低脲醛树脂毒性的研究3.1 控制甲醛与尿素理的摩尔比一般来说，甲醛与尿素的摩尔比越高，树脂中游离甲醛含量就越高，产品的毒性就越大。

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。

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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。

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。

一、实验目的1. 熟悉脲醛树脂胶的制备方法；2. 了解脲醛树脂胶的性能特点；3. 分析影响脲醛树脂胶性能的因素。

二、实验原理脲醛树脂胶是一种常用的胶粘剂，主要由尿素和甲醛在酸性或碱性条件下缩合而成。

在制备过程中，通过调节反应条件，可以得到不同性能的脲醛树脂胶。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：尿素、甲醛、氢氧化钠、盐酸、水、硫酸钠、磷酸氢二钠等；2. 实验仪器：反应釜、搅拌器、温度计、滴定管、移液管、玻璃棒、烧杯、锥形瓶等。

四、实验步骤1. 配制尿素溶液：将尿素加入一定量的水中，搅拌均匀，配制成尿素溶液；2. 配制甲醛溶液：将甲醛加入一定量的水中，搅拌均匀，配制成甲醛溶液；3. 缩合反应：将尿素溶液和甲醛溶液混合，加入一定量的氢氧化钠，调节pH值为8.5-9.5，然后在搅拌下加热至85-90℃，保持反应时间为1.5-2小时；4. 调节pH值：反应结束后，用盐酸调节pH值为7-8；5. 离心分离：将反应液离心分离，去除沉淀；6. 脱水干燥：将离心分离后的脲醛树脂胶溶液在50-60℃下进行脱水干燥，得到脲醛树脂胶固体；7. 性能测试：对制备的脲醛树脂胶进行性能测试，包括粘接力、耐水性、耐热性、耐化学性等。

五、实验结果与分析1. 粘接力：实验结果表明，制备的脲醛树脂胶具有良好的粘接力，适用于木材、纸张、纤维等材料的粘接；2. 耐水性：实验结果表明，制备的脲醛树脂胶具有良好的耐水性，适用于水下工程、防潮包装等领域；3. 耐热性：实验结果表明，制备的脲醛树脂胶具有良好的耐热性，适用于高温环境下的粘接；4. 耐化学性：实验结果表明，制备的脲醛树脂胶具有良好的耐化学性，适用于各种化学环境下的粘接。

六、结论1. 通过实验，掌握了脲醛树脂胶的制备方法；2. 制备的脲醛树脂胶具有良好的粘接力、耐水性、耐热性和耐化学性；3. 通过调整反应条件，可以制备出不同性能的脲醛树脂胶，满足不同领域的需求。

七、注意事项1. 在制备脲醛树脂胶的过程中，要注意控制反应温度、pH值、反应时间等条件，以确保产品质量；2. 甲醛是一种有毒物质，实验过程中要注意安全防护，避免吸入甲醛蒸气；3. 在储存和使用脲醛树脂胶时，要避免高温、潮湿、强酸强碱等不良环境，以免影响产品质量。

脲醛树脂粘合剂的制备院系：材料科学与工程学院专业：材料化学姓名：田文班级：材化1401学号：1413020106指导教师：李佳锡脲醛树脂粘合剂的制备田文（沈阳化工大学材料科学与工程学院）摘要：介绍了含游离甲醛低的粘结强度大的建筑行业用脲醛树脂粘合剂的制备方法。

研究了树脂合成过程中材料纯度、尿素和甲醛的摩尔比、反应温度以及反应时间等对粘度和固含量等性能的影响。

在一定酸度和温度条件下分批加入尿素进行阶段反应，得到一种胶液性能稳定、粘结强度高的建筑板材用粘合剂。

关键词：脲醛树脂；粘合剂；PH值；制备Preparation of urea formaldehyde resin adhesive Tian Wen(School of Material Science and Engineering, Shenyang University of Chemical Technology)Abstract: A preparation method of urea-formaldehyde resin adhesive with low free formaldehyde content and high adhesive strength was presented. Effects of purity of raw materials, molar ratio of urea and formaldehyde, reaction temperatures and reaction time on the properties of urea-formaldehyde resin adhesive were studied. After addition of formaldehyde,urea was added in three portions respectively at proper PH value and temperatures to react, then adhesive with stable adhesive performance and good product quality for construction was obtained.Key words:urea-formaldehyde; adhesive; PH parameter; preparation 脲醛树脂（UF树脂）粘合剂因其价格低廉、原料易得、粘结强度高、耐水性和抗老化性能优异，且产品无色而被广泛应用于木材加工。