氨基树脂胶黏剂的制备及应用.doc

氨基树脂胶黏剂的制备及应用 姓名：杨建林 学号：119034062 班级：高112摘要：本文简要的介绍了氨基树脂胶黏剂，同时也会简单介绍该种胶黏剂在日常生活和工业生产以及实验研究中的应用。此外还对该种胶黏剂的分类、组成及粘结技术等内容进行了简单介绍。 关键词：氨基树脂、胶黏剂、应用、粘结、应用一、绪论氨基树脂胶黏剂是尿素、三聚氰胺等与甲醛反应所得热固性树脂粘稠液的总称。主要有脲醛和三聚氰胺甲醛树脂两类。主要用于木材装饰板、纸张和织物的粘接。无色透明，耐光性好，毒性较小，可室温或加热固化，工艺性良好，价格便宜。二、制备及粘接工艺2.1脲醛树脂胶粘剂（UF）脲醛树脂胶粘剂（UF）是一种由尿素和甲醛缩聚而成的合成树脂，属于中等耐水性胶粘剂。脲醛树脂的合成原理【碱酸碱工艺】反应中决定产物性能的最重要因素：（1）尿素与甲醛的摩尔比（2）缩聚反应时介质的pH值（3）反应温度甲醛与尿素之间的反应分2个阶段：（1）中性介质或弱碱性介质中，加成（羟甲基化）反应（2）酸性介质中，羟甲基化合物之间的脱水缩合，生成水溶性树脂。此树脂状产物在加热或酸性固化剂存在下即变成不溶不熔的交联树脂。1，加成反应1分子尿素与1分子甲醛反应，生成一羟甲基脲1分子尿素与2分子甲醛反应（最多与3分子的甲醛反应，FU2.8） 2，缩聚反应(1) 加成反应：pH7碱性条件【缩聚反应pH7，反应慢】(2) （2）缩聚反应：pH7酸性条件（3） 为了使生成物分子量不至于过大，沉淀，减慢下来碱性条件【储存】（4） （4）使用时，调成酸酸性条件二羟甲脲的重要性： （1）缩聚过程中，有二羟甲基的存在，才具有促使羟甲基形成交联结构的可能性，以确保胶层具有足够的内聚力。 （2）是增加胶层与木材之间胶接强度的主要成分 3，凝胶（固化）反应：达到凝胶点后，形成不溶不熔的结构。 （1）酸性条件下反应产物的特点： 尿素与甲醛直接在酸性条件下反应，特别是尿素与甲醛的摩尔比低于1：2时，有不溶物沉淀。（2）当FU摩尔比大于2.5时，直接在pH=4.5条件下缩聚，得到性能好的脲醛树脂，且甲醛释放量低于普通脲醛树脂。 当FU大于3.0时，直接在pH=1条件下缩聚，得到的脲醛树脂其甲醛释放量低。当缩聚反应在较低的pH下反应，有糖醛（Uron）产生。脲醛树脂的固化： 1，脲醛树脂分子量低于200并相互间不能分离的不同低分子聚合物的混合物 2，长期贮存或在温度和促进剂或仅在促进剂的作用下，树脂继续进行缩聚反应，从线型结构转化为体型结构，即转变为不溶不熔的热固性树脂 3，作为胶粘剂使用的脲醛树脂，此阶段是在热压或冷压，加或不加催化剂的条件下，混合聚合物间缩聚反应继续的结果是使树脂之间形成横向结构，羟甲基与酰胺基间相互作用也能形成横向结合，完成最后的缩聚反应形成三位体型结构（又硬又脆） 固化的特点: 1，分子键间应完全有次甲基链连接起来，不存在NH和CH2OH实际的固化结构，保存相当数量的NH和CH2OH。同时存在醚键 2，树脂中存在的CH2OH，醚键越多，树脂在固化过程中释放的甲醛和脱水量将随之增加（甲醛醚键，吸收H2O，又存在） 3，醚键在树脂固化过程中不分解，将严重降低体型结构 4，固化过程中游离羟甲基等亲水性基团的数目过多，树脂耐水性下降，强度下降脲醛树脂的调制脲醛树脂在加热或常温下，虽然也能“固化”，但固化后树脂的胶接性能不理想。所以，脲醛树脂合成后，在使用之前，要进行调制。在树脂中加入固化剂，助剂，改性剂等，并且调制均匀后使用，这一过程称为脲醛树脂的调制。1，固化剂 脲醛树脂固化原理：在树脂中加入酸或能释放出酸的盐类，使树脂的pH降低，缩聚反应迅速进行，达到固化的目的。 固化剂分类：（1）酸类（2）盐类（3）潜伏型（1）潜伏型固化剂是一种低温下不显酸性，在高温时（100）才显酸性的物质。解决的问题：脲醛树脂在胶接过程中快速固化，且在使用时有较长的适用期。（2）酸性盐类固化剂：氯化铵；硫酸铵；氯化锌。（加热分解，在水溶液中发生水解以及与某种物质互相作用产生游离酸，对促进脲醛树脂固化作用） 【弱酸类固化剂的作用原理：】 1，氯化铵受热分解 2，氯化铵，氯化锌在水溶液中产生水解3，铵盐与树脂中的游离甲醛反应生成盐酸 迟缓剂：理想的固化剂应能使树脂的适用期长，固化时间短。为此目的，常使用迟缓剂。迟缓剂是固化剂的一种，常用的：氨，尿素，六次甲基四胺，三聚氰胺。加入迟缓剂后，低温时胶固化慢，高温时固化速度快。 甲醛在固化中的作用：脲醛树脂在固化时，由于树脂中存在游离甲醛有利于链和链之间的交联，如两个分子链上的酰胺键（NH）和甲醛形成次甲基键互相连结。低游离甲醛含量的脲醛树脂：（1）借助甲醛来形成次甲基键的可能性大大下降，若要形成交联必须借助两个分子以上的羟甲基互相作用形成醚键或次甲基键。 （2）低游离甲醛含量的树脂其羟甲基含量应适当提高，有利于快速固化。 （3）若羟甲基含量过高，若固化不完全，则导致板的吸湿性提高2，助剂（1） 填料和增量剂*填料 性质：是不挥发的物质，没有粘性或稍带粘性，不能成糊状，一般是不溶于水的粉状物质，可以分散在胶液中 作用：（1）提高胶液的黏度（2）降低成本*增量剂 种类：（1）含淀粉的（2）含可溶性纤维素类（3）含蛋白质类 2.2 三聚氰胺树脂胶黏剂（MF）三聚氰胺树脂是三聚氰胺甲醛树脂的简称。定义：由三聚氰胺与甲醛在催化剂作用下经缩聚合成的树脂。优点：很高的胶接强度，较高的耐沸水能力（能经受3h的沸水煮沸），热稳定性高，低温固化能力较强，硬度高，耐磨性优异。在高温下保持颜色和光泽的能力，固化速度快。较强的耐化学药剂污染能力。三聚氰胺树脂的合成原理甲醛与三聚氰胺的反应（分阶段）：（1）加成反应，形成羟甲基三聚氰胺 （2）缩聚反应，形成不溶不熔的体型热固性树脂 1，三聚氰胺与甲醛的加成反应条件：在中性或弱碱性介质中 （1）1分子的三聚氰胺与3分子的甲醛反应，pH=79，反应温度：7080 形成“三羟甲基三聚氰胺”反应 （2）甲醛过量（最多6分子，多了无意义），中性或弱碱性介质中，温度：80形成“六羟甲基三聚氰胺”反应 2，缩聚反应 （1）羟甲基三聚氰胺的树脂历程与脲醛树脂相同。（分子间或分子内失水或脱出甲醛形成次甲基键或醚键连接的过程）【会写羟甲基化合物，反应式；如：三羟甲基三聚氰胺】（2）羟甲基三聚氰胺在缩聚反应中，三氮杂环仍保留（3）与脲醛树脂缩聚反应不同：三聚氰胺树脂缩聚及固化不仅酸性条件下进行，也可以在中性或弱碱性条件下进行（4）羟甲基三聚氰胺在中性，8085下，进行树脂化反应三聚氰胺树脂的改性1，三聚氰胺树脂在使用中存在着低温易冻结，保存性能差以及胶膜易发脆等缺点2，三聚氰胺树脂胶膜的脆性，是由于固化后树脂具有较高的三向胶接结构。3，改性方法：减少树脂的交联度，以增加其柔韧度，使其脆性下降。（1）醇类（乙醇）对树脂进行醚化（2）加入蔗糖，对甲苯磺酰胺，硫磺，氨基甲酸乙酯进行改性3、 研究进展氨基树脂胶黏剂中的三聚氰胺甲醛树脂现在可以用作改性淀粉的研究与应用。目前我国氨基树脂膜塑料的生产主要是以木材纸浆作为增强材料，资源缺乏、生产成本较高。如果以玉米秸秆纤维浆料为增强材料，制备生物质氨基树脂膜塑料，既充分利用了农业废弃物、变废为宝，又解决了氨基树脂膜塑料原料缺乏、生产成本高的问题。这是氨基树脂胶黏剂未来的主要发展方向。参考文献： 1 张玉龙, 王化银. 淀粉胶黏剂 M . 第2 版. 北京: 北京化学工业出版社, 2008. 2 骆光林, 王茜. 淀粉粘合剂性能改善研究 J . 上海包装,2006( 12) : 38. 3 孙伟圣. 氨基树脂改性淀粉胶粘剂合成, 结构与性能的研究 D . 广州: 华南农业大学, 2006. 4 GB/ T 6543- 2008, 运输包装用单瓦楞纸箱和双瓦楞纸箱 S . 5 LOIS E, SCH EYER M P. Use o f Chemically ModifiedWheat Gluten t o Reduce Fo rmaldehyde Emissio ns During Cur ing of Pigment Print Pastes on Fabr ics J .Starch/ Ste, 2000, 52: 420- 422. 6 IMAM S H , MAO L, CH EN L. Enviro nmentally Friendly Wood Adhesive fr om a Renewable Plant Polymer :Char acteristics and Optimizatio n J . Po lymer Deg radation and Stability , 2001, 73: 529- 533. 7 TOR S N, GREGORY R Z. Structural Features o f Nong ranular Spherulit ic Maize Starch J . Carbohydrate Resear ch, 2002, 337: 1467- 1