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脲醛樹脂

脲醛樹脂?性質、用途與消費工藝

返回列表 來源:河南派勝祥化工有限公司 日期:2019-11-12 08:19:08

脲醛樹脂 性質、用途與消費工藝

 

 
熱固性樹脂
脲醛樹脂又稱尿素甲醛樹脂,是一種無色、無臭、無毒、透明的熱固性樹脂,變定前能溶于水,易固化,固化時放出低分子物、耐光性優秀,長時間運用后不變色,成型時受熱固化亦不變色,能耐礦物油。由尿素H2NNH2和甲醛按一定配比再加少量的正離子改性劑(四乙撐五胺)、甘油固化劑(六甲撐四胺)在弱酸的條件下中止反響而成,低分子量的為能溶于水的無色透明至淺白色液體;高分子量的為白色固體。比重1.48~1.52,熱變形溫度在128~138℃,176℃開端熱解,并釋放出甲醛。當加熱到200℃以上時,則逸出CO,CO2,NH3及氰化物等熱解產物。用恰當的催化劑可以固化,產物為無味、耐光性良好的固體。耐水性、耐老化性及機械強度略次于酚醛樹脂。在未固化的漿料中參與填料等可制得壓塑粉,因著色性好,可制造顏色鮮艷的日用品而著稱。主要用作塑料、涂料、膠粘劑、日用品、織物和紙張處置劑。
圖1為脲醛樹脂分子結構式。
脲醛樹脂由其用途的不同而用不同方法消費。脲和甲醛以摩爾比1:1.5~1.6配料,在草酸催化下,在弱酸性水溶液中生成模塑粉用樹脂,在與填料、顏料及其他添加劑混合后烘干、粉碎、研磨并造粒,即得脲醛模塑粉(或稱壓塑粉)。價廉而顏色鮮艷,耐油,不受弱堿和有機溶劑影響。主要用來制造日用品及對耐水性和電氣性能懇求不高的工業品。脲和甲醛在摩爾比1:1.8~2.5時,在弱酸性水溶液中可制造低分子脲醛樹脂溶液??捎糜谥圃煺澈蟿?,是粘合劑中用量最大的品種,普遍用于木材加工行業,也可用于浸漬紙張,經改性后還可浸漬織物。用丁醇改性的脲醛樹脂可以用來改進醇酸樹脂涂料涂層的硬度和耐水性。另外,用空氣作泡沫的高度交聯脲醛塑料,可隔音、隔熱且非常耐燃,常用作隔熱板等建筑材料。為進步脲醛樹脂的耐水性,常用三聚腈胺共縮聚中止改性。
脲醛樹脂合成原理
尿素與甲醛都是富于反響活性的物質,尿素是陰離子反響體,甲醛是陽離子反響體。尿素和甲醛之間的反響分為兩個階段:第一階段是在中性或弱堿性介質中,首先中止加成(羥甲基化)反響,生成一羥、二羥和三羥甲基。第二階段是在酸性介質中,羥甲基化合物之間脫水縮合,生成水溶性樹脂,此樹脂狀產物在加熱或酸性固化劑存在下即轉變成體型樹脂。
(1) 加成反響
1.1 在中性或弱堿性介質中,尿素和甲醛首先中止加成(羥甲基化)反響,生成初期中間體一羥,然后再生成二羥,這些羥甲基衍生物是構成未來縮聚產物的單體。
1.2 1摩爾的尿素與缺乏1摩爾的甲醛中止反響,生成一羥甲脲;1摩爾的尿素與大于1摩爾的甲醛中止反響生成二羥甲脲;當甲醛過量時還可以進一步生成三羥甲脲、四羥甲脲。
(2) 縮聚反響
合成脲醛樹脂時的縮聚反響 (或樹脂化反響) 是羥甲基化合物構成大分子的反響。在酸性或堿性條件下都可以中止,但在堿性條件下,縮聚反響速度非常慢,工業上均在弱酸性條件下中止。
2.1 甲醛的水合物甲二醇在氫離子存在下生成羥甲基陽離子—CH2OH,這個陽離子與尿素中氮的非共有電子對配位,再使H+脫離,生成一羥甲脲。
2.2 羥甲脲脫水生成亞甲基脲,亞甲基脲與尿素別離生成亞甲基二脲,即中止如下的縮合反響。
2.3 尿素的NH2基發作羥甲基化或者亞甲基化,NH2基變為NH基,NH基也和CH2OH基反響,這樣不只是直鏈分子發作分支生成高分子直到構成網狀結構,但羥甲基和羥甲基之間會生成亞甲基醚鍵,加熱脫除甲醛生成亞甲基。
上述三種反響以第一種反響最為可能。隨著樹脂化反響的繼續中止,分子逐漸增大,黏度也隨縮聚程度的增大而增大。分子量普通700左右,分子中含有具有活性的羥甲基和氫離子,為線性結構。
此外,脲醛樹脂在恰當的pH和溫度下,固化的產物也還存在親水性的游離羥甲基,這是脲醛樹脂耐水性差的緣由。
毒性
該樹脂屬于低毒品或無毒品。主要是熱解產物甲醛等,能刺激呼吸道和皮膚,應予以留意。
濕強劑
脲醛樹脂是目前造紙業中比較普遍運用的一種濕強劑,由于聚酰胺環氧樹脂濕強劑的推行運用,用量已漸減少。因價錢較低,仍有許多企業繼續運用。紡織業中用作棉織物的防皺防縮整理劑,并能增加織物的染色牢度。其它行業中所用脲醛樹脂與此處引見的品種有較大差別。
脲醛樹脂可以加到紙料中或用于紙張的表面施膠。
(1) 脲醛樹脂加到紙料中
作為濕強劑,液態的脲醛樹脂可直接加到打漿機,或參與到紙料制備系統或抄紙系統的設備中,例如,配漿箱、軸流泵、選擇機、網前箱等。脲醛樹脂作為濕強劑的用量為絕干纖維重量的0.4~4.0%,參與時濃度為5~10%左右。
(2) 脲醛樹脂作為表面施膠劑
脲醛樹脂對紙張中止表面施膠普通是在水平輥式裝置或施 膠槽內完成。樹脂用量約為紙張重量的1.5~2.0%,施膠時樹脂液的濃度約為1~5%。有的造紙廠將脲醛樹脂與氧化淀粉混合起來運用,例如,在消費定量為80g/m2的曬圖原紙時是采用75%氧化淀粉和25%脲醛樹脂的混合膠液中止表面施膠的。
改性脲醛樹脂
為使脲醛樹脂在紙漿中具有較高的留著率,相應地進步紙張 的濕強度,則可在脲醛樹脂的聚合過程中添加某些改性劑,使制得的樹脂具有陽電荷。常用的改性劑有乙烯多胺化合物、甲胺、 胺吡啶等。這些改性劑的用量普通均很少,如以0.05~0.2mol(對1mol脲素)的用量,就可使脲醛樹脂改性,而獲得的樹脂與三聚氰胺甲醛樹脂有類似的效果,并且本錢較低,損紙的處置也較容易。
1、乙二胺改性脲醛樹脂是一種陽離子型樹脂,由于它是陽離子型,為此比未改性的脲醛樹脂的增濕強效果顯著。另外,它還具有較好的水溶性、不易凝膠、制造便當和價錢低廉等特性。
2、多元胺改性脲醛樹脂也是一種陽離子型樹脂,由于它有兩個 活性基團,為此增濕強的效果顯著,此外,它還具有pH值的適 用范圍寬和良好穩定性等優點。假設多元胺改性脲醛樹脂具有足夠的分子量,則當將其參與 紙漿后經過固化,則樹脂成網狀體型結構,即樹脂分子與紙漿纖 維縱橫結合起來,從而使紙張的濕強度顯著增加。
3、改性亞硫酸鈉脲醛樹脂:為使脲醛樹脂具有更大的溶解度和增強其濕強度效果,可在樹脂化反響過程中,參與0.2~0.5mol(對1mol脲素)的NaHSO3,使樹脂聚合和亞甲基磺化作用同時中止,而得到下列結構式的脲醛樹脂。經亞甲基磺化的脲醛和原有的脲醛樹脂相同,仍是陰離子型的,對纖維的吸附力較差,因之在紙漿中的存留率仍是不高的。
改性亞硫酸鈉脲醛樹脂 分子結構式
圖2為改性亞硫酸鈉脲醛樹脂分子結構式。
脲醛樹脂膠粘劑
脲醛樹脂膠粘劑是尿素和甲醛在少量催化劑 (堿性催化劑有氨水、苛性鈉、碳酸鈉和磷酸鈉等,酸性催化劑有甲酸、乙二酸、醋酸和鹽酸等) 存在下縮聚而制得稀薄狀的初期脲醛樹脂。運用時參與固化劑,構成不溶不熔的體形交結合構。
脲醛膠還有粉狀的,系由液狀脲醛樹脂經過噴霧單調后制得,存放期較長,普通可存放1~2年之久。
脲醛樹脂膠粘劑與酚醛樹脂膠粘劑比較,脲醛樹脂膠的優缺陷如下所述。
1. 脲醛樹脂膠的優點
①為無色透明的液體或乳白色液體,對膠粘物件沒有污染性。
②毒性較少、透光性好。
③價錢低廉、運用便當。
2. 脲醛膠的缺陷
① 膠中含有游離甲醛、膠層易老化。
② 耐水性、強度較酚醛膠低。本信息由Chemicalbook曉楠編輯(2015-08-06)。
化學性質 
無色到淡色液體或白色固體,無味,硬度高,耐油、抗霉、耐光性好。
用途 
用于木材、膠合板、家具制造、農機具修理及其他竹木材料的粘接劑,織物和紙張的處置劑,還可用于塑制民用電器、瓶蓋和鈕扣等日用品。
用途 
用于制造纖維板、泡花板及竹器木材膠粘劑,也用于織物和紙張處置劑等;用于制瓶蓋和鈕扣等日用品;用于木材、膠合板、家具制造,農機具修理及其他竹木材料的粘結劑
用途 
消費人造板
用途 
用于木材、膠合板、家具制造,農機具修理及其他竹木材料的粘結劑
用途 
用于消費民用電器面板、零件
用途 
用于壓制民用電器制件、日用制件、機械配件、各式鈕扣、器皿把手、旋鈕、裝飾件等
用途 
用于制瓶蓋和鈕扣等日用品
用途 
用于壓制或注射電器、儀器外殼及民用電器模板、零件等
用途 
用于制造粘合劑
用途 
用于木材粘接劑、水庫、鉆井堵漏劑、紡織物整理劑
消費方法 
由脲(尿素)與甲醛縮聚成低分子量的初產物溶液,再經真空單調而成為固體。
脲醛樹脂 上下游產品信息

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