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摘 要

介绍了脲醛树脂的合成原理及优缺点，在此基础上综述了近年来三聚氰胺，聚乙烯醇等改性剂改性脲醛树脂的成果。归纳为：脲醛树脂中游离甲醛含量降低，耐水性，稳定性，粘接性能提高，展望了脲醛树脂未来的研究方向和发展前景。

关键词：脲醛树脂，三聚氰胺，聚乙烯醇，改性

Abstract: Introduces the principle and the advantages and disadvantages of synthetic urea-formaldehyde resin, based on this paper, the recent melamine, polyvinyl alcohol modified urea formaldehyde resin modifier results. Summarized as follows: urea formaldehyde resin to reduce the free formaldehyde content, water resistance, stability, improved adhesion properties. The development trends and application perspectives of urea- formaldehyde resin in the future were forecast.

Key word: urea-formaldehyde resin；melamine；polyvinyl alcohol；modification

目录

1 前言 4

1.1 脲醛树脂的优缺点 4

1.2 脲醛树脂的改性 4

1.3 合成脲醛树脂的原理 4

2 三聚氰胺改性脲醛树脂 5

3 聚乙烯醇改性脲醛树脂 5

4 纳米SiO₂改性脲醛树脂 5

5 羟基丙烯酸树脂（乳液）及端异氰酸基水性聚氨脂树脂改性脲醛树脂 6

6 其他方法改性脲醛树脂 6

结论 8

参考文献 9

致谢 10

1 前言

随着人们生产活动的增加，对木材的需求也日益增多，为了保护有限的森林资源，人们越来越多的使用人造板来代替天然木板材，如三合板、五合板、刨花板、纤维板等。节约了资源的同时又降低了木板材的成本。目前，人造板用胶主要是脲醛树脂胶黏剂。脲醛树脂胶粘剂是市场需求量最大的胶粘剂之一，我国木材工业中使用的胶粘剂80%以上是脲醛树脂。脲醛树脂胶粘剂是用尿素与甲醛通过催化剂的作用经加成和缩聚反应生成的低分子量树脂，在使用时加入固化剂和助剂制成粘合剂-脲醛树脂胶。

1. 1 脲醛树脂的优缺点

脲醛树脂成本低，颜色浅，能快速固化，有良好的粘合强度和耐热性，可制成水溶性，水分散型，溶剂型等各种形态的脲醛树脂。然而，随着应用领域不断扩展，脲醛树脂产品质量存在诸多问题，从产品的质量来看,树脂中游离甲醛含量一般依据国际公认的欧洲标准E1级lt;10 mg/100g,E2级lt;30 mg/100 g,E3级lt;60 mg/100 g。当前西方发达国家主要使用E1级产品,E2级产品也有一定市场,而中国E1级和E2级产品还不足20%,大多数是低档的E3级产品,甚至还有大量的连E3级标准都达不到的劣质产品。据上海市质监局报道2003年木家具抽样合格率只有50%,其中甲醛释放量超标的占不合格总数的80%以上。这些数据充分说明了脲醛树脂的质量存在严重的问题^[1]。

1. 2 脲醛树脂的改性

在UF胶生产还有使用过程中，游离甲醛超标对人们的毒害以及对环境的污染都是不可低估的。释放甲醛的原因有脲醛树脂胶中本身存在的游离甲醛;其次是甲醛与尿素反应生成不稳定的亚甲基醚键，在一定条件下分解释放出甲醛。所以如何在不降低产品综合性能的前提下生产和使用低毒UF胶势在必行。近 10 多年我国的研究者在通过改良胶黏剂配方、合成工艺，加入甲醛捕捉剂，加入聚乙烯醇、三聚氰胺、纳米二氧化硅，凹凸棒土，苯酚改性剂改性等方法降低游离甲醛含量方面进行了大量的工作，取得了长足的进展。本论文对这几种改性脲醛树脂的合成技术进展进行综述，通过改性剂改性后的脲醛树脂性能高于一般的脲醛树脂，尤其在粘接速度，耐水性，强度等方面有显著的提高^[2]。

1. 3 合成脲醛树脂的原理

(1)加成反应

甲醛与脲素在水溶液中首先发生加成反应,生成一羟甲基脲:

H₂N-CO-NH₂ HCHO → H₂N-CO-NHCH₂OH

然后生成的一羟甲基脲再与甲醛反应生成二羟甲基脲:

H₂N-CO-NHCH₂OH CH2O→HOCH₂NH-CO-NHCH₂OH

当甲醛过量时,还可以进一步生成三羟甲基脲,但一般甲醛与脲素量的比不超过2：1。

(2)缩聚反应

羟甲基脲中含有活泼的羟甲基( -CH₂OH)可进一步综合生成聚合物,由于在碱性条件下缩聚反应很慢,发生的缩聚反应有:一羟甲基脲与相邻分子的胺键上的氢缩合形成亚甲基键^[3]。

H₂N-CO-NHCH₂OH HNH-CO-NHCH₂OH→H₂N-CO-NHCH₂NH-CO-NHCH₂OH H₂O

2 三聚氰胺改性脲醛树脂

甲醛与尿素的最终摩尔比要低至1. 1:1,才有可能通过不同pH值与摩尔比的控制及添加改性物质等各种手段使胶合板甲醛释放量达到E1级标准。

通过控制酸性阶段的pH值和反应时间,使缩聚反应的后期在较平缓的条件下进行,而且酸性阶段的摩尔比必须低于1. 6:1,尽量保证尿素与甲醛的缩聚效果,使亚甲基键较多,亚甲基醚键较少。

随着三聚氰胺用量的不断增加,胶合板的胶合强度先是增加,在超过3%以后,反而下降;甲醛释放量则不断下降,在三聚氰胺的用量超过3%以后,下降幅度不明显,综合考虑,三聚氰胺的用量不要超过3%。

在树脂固化时,异氰酸酯类固化剂可以与树脂形成不易分解的氨酯键与脲基甲酸酯桥键, 加入1%的固化剂就可以在降低甲醛释放量的同时提高胶合性能^[4]。

3聚乙烯醇改性脲醛树脂

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