一种用于单板层积材平压工艺的树脂胶粘剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及木材加工中结构人造板技术领域，具体是一种用于单板层积材 平压工艺的树脂胶粘剂及其制备方法。


背景技术：

2.合成树脂胶粘剂是指合成胶粘剂的一类。合成树脂一般具有较低的表面自 由能，液态时容易润湿大多数被粘物表面，并且可以通过物理或化学变化由液 态转变为具有一定强度的固化物，是理想的粘合材料。
3.合成树脂胶粘剂一般分为热固性树脂胶粘剂、热塑性树脂胶粘剂和混合型 胶粘剂等，主要品种有酚醛、眠醛、三聚氰胺、环氧、聚氨酯、不饱和聚酯、 有机硅树脂、杂环聚合物等热固性胶粘剂；聚醋酸乙烯醋、乙烯-醋酸乙烯共聚 物、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚丙烯酸酯，a-氰基丙烯酸酯、厌氧性丙烯酸 双酷、聚氯乙烯、聚酞胺、聚矾等热塑性胶粘剂；酚醛-缩醛、环氧-聚酰胺、 环氧-聚矾、酚醛-丁腈、环氧-丁腈、酚醛-氯丁-和橡胶改性丙烯酸醋等混合型 胶粘剂。合成树脂胶粘剂种类繁多.性能优异且易于按要求进行分子和配方设计。
4.但现有的应用于单板层积材连续平压工艺的树脂胶粘剂不能同时满足含水 率范围、快速固化需求的需求，还存在严重黑化。


技术实现要素：

5.本发明解决的技术问题是：现有的树脂胶粘剂不能同时满足含水率范围、 快速固化需求的需求，还存在严重黑化。
6.为解决上述问题，本发明的技术方案如下：
7.一种用于单板层积材平压工艺的树脂胶粘剂，所述浅色酚醛树脂胶粘剂的 配方为：甲醛与苯酚的摩尔比为2.15-2.25，反应碱度为1.28
±
0.05％，脲醛预 聚液添加量占胶粘剂总量的14.0wt％。
8.进一步地，所述浅色酚醛树脂胶粘剂固体含量为45.93wt％-48.14wt％，ph 值为11.5-13.0，胶粘剂粘度为室温下75-110cps，碱度为7.4-7.7，密度为室温下 1.195-1.210g/ml，胶化时间为15-20min/105℃。
9.进一步地，所述树脂胶粘剂外观为浅红或浅红褐色液体。
10.本发明还提供了一种用于单板层积材平压工艺的树脂胶粘剂的制备方法， 包括以下步骤：
11.s1、启动搅拌设备、负压设备，在反应釜中加入130-150重量份的脲醛预 聚液、75-85重量份的水、25-35重量份浓度为48.0％的甲醛水溶液、220-224重 量份的苯酚，搅拌均匀后温度温度至35℃，在低于35℃下第一次加入12.4重 量份的氢氧化钠，控制反应温度低于45℃，若温度超过45℃，启动冷却装置， 停止滴加氢氧化钠；
12.s2、取样检测反应釜中反应液碱度范围，保证碱度范围在1.28
±
0.05％， 碱度符
合标准后，打开氮气保护，缓慢升温值43℃；
13.s3、控制升温速度，以0.8℃/min从43℃升温至80℃，当温度达到80℃后 以2.5-3.0重量份/h的速度加入甲醛，甲醛总计162.5重量份；
14.s4、加入甲醛后，并将反应釜温度控制在80℃
±
2℃范围内，当超过82℃ 时，停止或降低加料速度，同时快速冷却，加完第二步甲醛后，控制反应釜温 度从83℃升温至90℃；
15.s5、在89-90℃范围内保温，同时取样测检测，保证碱度在0.92
±
0.05％， 然后每15min检测反应釜中反应液粘度；
16.s6、当反应液粘度达到100cps后冷却至80℃并保温，取样测粘度至 400cps，然后以10min/次的频率检测粘度，当粘度达到1000cps后，加入20重 量份的尿素和190重量份的水；
17.s7、反应液自动冷却或辅助冷却至60℃，加入138重量份的氢氧化钠溶液， 加碱过程控制反应温度低于70℃；
18.s8、加碱完毕后冷却至30℃以下，在氮气保护下包装贮存。
19.优选地，所述步骤s1中脲醛预聚液的制备方法包括以下步骤：
20.s1-1、在反应釜中将甲醛、尿素以重量份为300：65按先后顺序投料搅拌， 升温至40-45℃溶解均匀后滴加30％浓度的浓硫酸至反应液ph值为1.0-1.5，然 后升温进行预缩聚反应；
21.s1-2、升温至90-92℃，缩聚反应固定时间在45min，用30％氢氧化钠溶液 调节ph＝7.0，获得脲醛预缩液；
22.s1-3、预缩液贮存时间小于24h，贮备过程中需加入少量甲醛，并将反应 体系ph值严格控制在7.0-7.2。
23.优选地，所述浅色酚醛树脂胶粘剂的配方为：甲醛与苯酚的摩尔比为2.15
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2.25，反应碱度为1.28
±
0.05％，脲醛预聚液添加量占胶粘剂总量的14.0wt％。
24.优选地，所述步骤s1中，加入的脲醛预聚液和甲醛的摩尔比为1.0-1.1，所 述步骤s3中，加入甲醛后，脲醛预聚液和甲醛的摩尔比2.15～2.25，反应液最 终碱度为7.47％。
25.进一步优选地，所述制备过程通过自动化淋胶、微波加热、连续平压及控 制工艺进行调配。
26.本发明的有益效果是：
27.(1)本发明提供的浅色酚醛树脂胶粘剂能同时解决连续平压生产线压制厚 型lvl所需的胶粘剂含水率范围、快速固化需求，同时降低树脂基团醌化程度， 制备浅色树脂，使树脂固化后不再严重黑化，改善胶层外观；
28.(2)本发明提供的浅色酚醛树脂胶粘剂制备方法通过自动化淋胶、微波加 热、连续平压及其控制工艺进行调配，产品真正实现快速固化、浅色固化面和 高强低醛的特点。
具体实施方式
29.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一 步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全 部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性 劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
30.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨 在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一 种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，
ꢀ“
多种”一般包含至少两种。
31.实施例1
32.一种用于单板层积材平压工艺的树脂胶粘剂，外观为浅红或浅红褐色液体。 配方为：甲醛与苯酚的摩尔比为2.15，反应碱度为1.23％，脲醛预聚液添加量 占胶粘剂总量的14.0wt％。
33.浅色酚醛树脂胶粘剂固体含量为45.93wt％，ph值为11.5，胶粘剂粘度为 室温下75cps，碱度为7.4，密度为室温下1.195g/ml，胶化时间为15
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20min/105℃。
34.实施例2
35.本实施例为实施例1中浅色酚醛树脂胶粘剂的制备方法，制备过程为：在 特定工艺条件下，分两步滴定加入氢氧化钠，通过第一步加入苯酚、第二步加 入甲醛的方式将脲醛预缩液与甲醛、苯酚在碱催化和氮气保护下获得，具体包 括以下步骤：
36.s1、启动搅拌设备、负压设备，在反应釜中加入130重量份的脲醛预聚液、 75份质量的水、25重量份浓度为48.0％的甲醛水溶液、220重量份的苯酚，搅 拌均匀后温度温度至35℃，在低于35℃下第一次加入12.4重量份的氢氧化钠， 控制反应温度低于45℃，若温度超过45℃，启动冷却装置，停止滴加氢氧化钠， 脲醛预聚液的制备方法包括以下步骤：
37.s1-1、在反应釜中将甲醛、尿素以重量份为300：65按先后顺序投料搅拌， 升温至40-45℃溶解均匀后滴加30％浓度的浓硫酸至反应液ph值为1.0-1.5，然 后升温进行预缩聚反应，
38.s1-2、升温至90-92℃，缩聚反应固定时间在45min，用30％氢氧化钠溶液 调节ph＝7.0，获得脲醛预缩液；
39.s1-3、预缩液贮存时间小于24h，贮备过程中需加入少量甲醛，并将反应 体系ph值严格控制在7.0-7.2，
40.s2、取样检测反应釜中反应液碱度范围，保证碱度范围在1.28
±
0.05％， 碱度符合标准后，打开氮气保护，缓慢升温值43℃；
41.s3、控制升温速度，以0.8℃/min从43℃升温至80℃，当温度达到80℃后 以2.5重量份/h的速度加入甲醛，甲醛总计162.5重量份；
42.s4、加入甲醛后，并将反应釜温度控制在80℃
±
2℃范围内，当超过82℃ 时，停止或降低加料速度，同时快速冷却，加完第二步甲醛后，控制反应釜温 度从83℃升温至90℃；
43.s5、在89-90℃范围内保温，同时取样测检测，保证碱度在0.92
±
0.05％， 然后每15min检测反应釜中反应液粘度；
44.s6、当反应液粘度达到100cps后冷却至80℃并保温，取样测粘度至 400cps，然后以10min/次的频率检测粘度，当粘度达到1000cps后，加入20重 量份的尿素和190重量份的水；
45.s7、反应液自动冷却或辅助冷却至60℃，加入138重量份的氢氧化钠溶液， 加碱过程控制反应温度低于70℃；
46.s8、加碱完毕后冷却至30℃以下，在氮气保护下包装贮存。
47.实施例3
48.一种用于单板层积材平压工艺的树脂胶粘剂，外观为浅红或浅红褐色液体。 配方为：甲醛与苯酚的摩尔比为2.20，反应碱度为1.28％，脲醛预聚液添加量 占胶粘剂总量的14.0wt％。
49.浅色酚醛树脂胶粘剂固体含量为47.03wt％，ph值为12，胶粘剂粘度为室 温下85cps，碱度为7.5，密度为室温下1.198g/ml，胶化时间为15-20min/105℃。
50.实施例4
51.本实施例为实施例3中浅色酚醛树脂胶粘剂的制备方法，制备过程为：在 特定工艺条件下，分两步滴定加入氢氧化钠，通过第一步加入苯酚、第二步加 入甲醛的方式将脲醛预缩液与甲醛、苯酚在碱催化和氮气保护下获得，具体包 括以下步骤：
52.s1、启动搅拌设备、负压设备，在反应釜中加入140重量份的脲醛预聚液、 80重量份的水、30重量份浓度为48.0％的甲醛水溶液、222重量份的苯酚，搅 拌均匀后温度温度至35℃，在低于35℃下第一次加入12.4重量份的氢氧化钠， 控制反应温度低于45℃，若温度超过45℃，启动冷却装置，停止滴加氢氧化钠， 脲醛预聚液的制备方法包括以下步骤：
53.s1-1、在反应釜中将甲醛、尿素以重量份为300：65按先后顺序投料搅拌， 升温至40-45℃溶解均匀后滴加30％浓度的浓硫酸至反应液ph值为1.0-1.5，然 后升温进行预缩聚反应，
54.s1-2、升温至90-92℃，缩聚反应固定时间在45min，用30％氢氧化钠溶液 调节ph＝7.0，获得脲醛预缩液；
55.s1-3、预缩液贮存时间小于24h，贮备过程中需加入少量甲醛，并将反应 体系ph值严格控制在7.0-7.2，
56.s2、取样检测反应釜中反应液碱度范围，保证碱度范围在1.28
±
0.05％， 碱度符合标准后，打开氮气保护，缓慢升温值43℃；
57.s3、控制升温速度，以0.8℃/min从43℃升温至80℃，当温度达到80℃后 以2.8重量份/h的速度加入甲醛，甲醛总计162.5重量份；
58.s4、加入甲醛后，并将反应釜温度控制在80℃
±
2℃范围内，当超过82℃ 时，停止或降低加料速度，同时快速冷却，加完第二步甲醛后，控制反应釜温 度从83℃升温至90℃；
59.s5、在89-90℃范围内保温，同时取样测检测，保证碱度在0.92
±
0.05％， 然后每15min检测反应釜中反应液粘度；
60.s6、当反应液粘度达到100cps后冷却至80℃并保温，取样测粘度至 400cps，然后以10min/次的频率检测粘度，当粘度达到1000cps后，加入20重 量份的尿素和190重量份的水；
61.s7、反应液自动冷却或辅助冷却至60℃，加入138重量份的氢氧化钠溶液， 加碱过程控制反应温度低于70℃；
62.s8、加碱完毕后冷却至30℃以下，在氮气保护下包装贮存。
63.实施例5
64.一种用于单板层积材平压工艺的树脂胶粘剂，外观为浅红或浅红褐色液体。 配方为：甲醛与苯酚的摩尔比为2.25，反应碱度为1.33％，脲醛预聚液添加量 占胶粘剂总量的14.0wt％。
65.浅色酚醛树脂胶粘剂固体含量为48.14wt％，ph值为13.0，胶粘剂粘度为 室温下
110cps，碱度为7.7，密度为室温下1.210g/ml，胶化时间为15
‑ꢀ
20min/105℃。
66.实施例6
67.本实施例为实施例5中浅色酚醛树脂胶粘剂的制备方法，制备过程为：在 特定工艺条件下，分两步滴定加入氢氧化钠，通过第一步加入苯酚、第二步加 入甲醛的方式将脲醛预缩液与甲醛、苯酚在碱催化和氮气保护下获得，具体包 括以下步骤：
68.s1、启动搅拌设备、负压设备，在反应釜中加入150重量份的脲醛预聚液、 85份质量的水、35重量份浓度为48.0％的甲醛水溶液、224重量份的苯酚，搅 拌均匀后温度温度至35℃，在低于35℃下第一次加入12.4重量份的氢氧化钠， 控制反应温度低于45℃，若温度超过45℃，启动冷却装置，停止滴加氢氧化钠， 脲醛预聚液的制备方法包括以下步骤：
69.s1-1、在反应釜中将甲醛、尿素以重量份为300：65按先后顺序投料搅拌， 升温至40-45℃溶解均匀后滴加30％浓度的浓硫酸至反应液ph值为1.0-1.5，然 后升温进行预缩聚反应，
70.s1-2、升温至90-92℃，缩聚反应固定时间在45min，用30％氢氧化钠溶液 调节ph＝7.0，获得脲醛预缩液；
71.s1-3、预缩液贮存时间小于24h，贮备过程中需加入少量甲醛，并将反应 体系ph值严格控制在7.0-7.2，
72.s2、取样检测反应釜中反应液碱度范围，保证碱度范围在1.28
±
0.05％， 碱度符合标准后，打开氮气保护，缓慢升温值43℃；
73.s3、控制升温速度，以0.8℃/min从43℃升温至80℃，当温度达到80℃后 以2.5-3.0重量份/h的速度加入甲醛，甲醛总计162.5重量份；
74.s4、加入甲醛后，并将反应釜温度控制在80℃
±
2℃范围内，当超过82℃ 时，停止或降低加料速度，同时快速冷却，加完第二步甲醛后，控制反应釜温 度从83℃升温至90℃；
75.s5、在89-90℃范围内保温，同时取样测检测，保证碱度在0.92
±
0.05％， 然后每15min检测反应釜中反应液粘度；
76.s6、当反应液粘度达到100cps后冷却至80℃并保温，取样测粘度至 400cps，然后以10min/次的频率检测粘度，当粘度达到1000cps后，加入20重 量份的尿素和190重量份的水；
77.s7、反应液自动冷却或辅助冷却至60℃，加入138重量份的氢氧化钠溶液， 加碱过程控制反应温度低于70℃；
78.s8、加碱完毕后冷却至30℃以下，在氮气保护下包装贮存。
79.实验例
80.对实施例1至实施例6的制备方法制得的浅色酚醛树脂胶粘剂进行观察检 测可得：
81.浅色酚醛树脂胶粘剂外观为浅红或浅红褐色液体，固体含量为45.93％～ 48.14％(120℃，2h，4g)，ph值为11.5～13.0；胶粘剂粘度75～110cps(1# 杯，25℃)，碱度7.4
‑‑
7.7，密度1.195
‑‑
1.210(25℃)，胶化时间15
‑‑
20min (105℃)，水溶性好，贮存期在20天以上。
82.制得的浅色酚醛树脂胶粘剂适用于全国首条连续平压胶合板、lvl生产线 或同类型连续平压生产线，能同时解决连续平压生产线压制厚型lvl所需的胶 粘剂含水率范围、
快速固化需求，同时降低树脂基团醌化程度，制备浅色树脂， 使树脂固化后不再严重黑化，改善胶层外观。
83.由浅色酚醛树脂胶粘剂制备的单板层积材力学强度达到《gbt 20241-2006 单板层积材》相关标准，干燥器法测得lvl板材甲醛释放量≤1.5mg，具有真 正实现快速固化、浅色固化面和高强低醛的特点。