水基胶-三醛树脂胶粘剂

1、1精细化工生产技术精细化工生产技术Fine Chemical Engineering2第三章第三章 胶粘剂胶粘剂Adhesives3第一节概述第一节概述第二节水基型胶粘剂第二节水基型胶粘剂第三节反应型胶粘剂第三节反应型胶粘剂内容内容4第二节第二节 水基型胶粘剂水基型胶粘剂二聚乙烯醇及聚乙烯醇及其缩醛胶粘其缩醛胶粘剂剂聚醋酸乙烯聚醋酸乙烯酯乳液胶粘酯乳液胶粘剂剂(白乳胶白乳胶)一一三三醛树脂胶三醛树脂胶1.酚醛树脂酚醛树脂2.脲醛树脂脲醛树脂3.三聚氰胺甲三聚氰胺甲醛树脂醛树脂l聚丙烯酸酯聚丙烯酸酯乳液乳液l聚氨酯分散聚氨酯分散液液5三、三醛树脂胶粘剂三、三醛树脂胶粘剂1、酚醛树脂胶、酚醛树脂胶

2、2、脲醛脲醛树脂胶树脂胶3、三聚氰胺甲醛树脂三聚氰胺甲醛树脂胶胶6树种：树种： 思茅松、西南桦、木荷等思茅松、西南桦、木荷等 胶种：胶种： 脲醛树脂胶（不脱水）、酚醛树脂胶、三聚氰胺胶脲醛树脂胶（不脱水）、酚醛树脂胶、三聚氰胺胶、豆粉胶。豆粉胶。 特点：特点： 对称均匀、强度高、结构稳定、用途广泛、幅面大。对称均匀、强度高、结构稳定、用途广泛、幅面大。 用途：用途： 家具制造、建筑行业、交通运输、装修、包装。家具制造、建筑行业、交通运输、装修、包装。胶合板胶合板7中纤板和刨花板中纤板和刨花板树种：树种： 思茅松、杂木等思茅松、杂木等 胶种：胶种： 脲醛树脂胶类脲醛树脂胶类 特点：特点： 结构均

3、匀、密度适中、尺寸稳定、变形小、力学性能适中、结构均匀、密度适中、尺寸稳定、变形小、力学性能适中、表面平整光滑、幅面大、机械加工性能好、易雕刻。表面平整光滑、幅面大、机械加工性能好、易雕刻。 用途：用途： 家具、建筑行业、房屋装修、车船制造、音响器材及乐器、家具、建筑行业、房屋装修、车船制造、音响器材及乐器、家电器等。家电器等。8树种：树种： 思茅松、西南桦思茅松、西南桦 胶种：胶种： 酚醛树脂胶、三聚氰铵胶酚醛树脂胶、三聚氰铵胶 特点：特点： 对称均匀、强度高、结构稳定、可重复使用。对称均匀、强度高、结构稳定、可重复使用。 用途：用途： 建筑行业、装修、包装。建筑行业、装修、包装。9 三聚氰

4、胺板，全称三聚氰胺板，全称是三聚氰胺浸渍胶是三聚氰胺浸渍胶膜纸饰面人造板膜纸饰面人造板。它是将带有不同颜色它是将带有不同颜色或纹理的纸放入三聚或纹理的纸放入三聚氰胺树脂胶黏合剂中氰胺树脂胶黏合剂中浸泡，然后干燥到一浸泡，然后干燥到一定固化程度，将其铺定固化程度，将其铺装在刨花板、中密度装在刨花板、中密度纤维板或硬质纤维板纤维板或硬质纤维板表面，经热压而成的表面，经热压而成的装饰板装饰板.10三醛树脂胶的毒性来源三醛树脂胶的毒性来源1)1) 胶在胶在制造制造时，由于配方和工艺条件等多方面的原因，时，由于配方和工艺条件等多方面的原因，没有完全反应的没有完全反应的游离甲醛游离甲醛；2)2) 人造板人

5、造板热压热压过程中，在温度的作用下，由于没有完过程中，在温度的作用下，由于没有完全固化而释放的游离甲醛；全固化而释放的游离甲醛；3)3) 人造板受到温度、湿度、化学物质等的影响，已经人造板受到温度、湿度、化学物质等的影响，已经固化的脲醛树脂胶等发生固化的脲醛树脂胶等发生降解降解而释放的甲醛。而释放的甲醛。11三醛树脂胶的毒性三醛树脂胶的毒性 GB18580-2001 GB18580-2001：室内装饰装修用人造板及其：室内装饰装修用人造板及其制品（包括地板、墙板等）中规定甲醛释放量制品（包括地板、墙板等）中规定甲醛释放量 121 1、酚醛树脂、酚醛树脂( (PFPF) )胶粘剂胶粘剂定定 义义

6、 酚醛树脂是由酚类和醛类经缩聚反应制得酚醛树脂是由酚类和醛类经缩聚反应制得的高分子聚合物。包括的高分子聚合物。包括热固性热固性酚醛树脂酚醛树脂和和热塑热塑性酚醛树脂性酚醛树脂。13缩聚反应缩聚反应相关知识相关知识 缩合聚合反应的简称，是单体缩合聚合反应的简称，是单体官能团官能团之间发生多次之间发生多次重复的缩合反应形成聚合物的过程，同时每一步缩合重复的缩合反应形成聚合物的过程，同时每一步缩合反应都有小分子生成。反应都有小分子生成。缩合反应：缩合反应： 1-11-1官能度体系官能度体系只能得到低分子化合物。只能得到低分子化合物。例：例：CH3COOHCH3CH2OHCH3COOCH3CH2+H2

7、O 乙酸（乙酸（1 1） 乙醇（乙醇（1 1） 乙酸乙酯乙酸乙酯单体的官能度单体的官能度：一个单体分子中实际能参与反应的官能团数。：一个单体分子中实际能参与反应的官能团数。142-22-2官能度体系官能度体系线形缩聚反应：线形缩聚反应： 2-22-2官能度体系官能度体系能进行线性缩聚，并形成线形能进行线性缩聚，并形成线形 缩聚物。缩聚物。例：例：HOOCCH2COOHHOCH2CH2OH 乙二酸（乙二酸（2 2） 乙二醇（乙二醇（2 2） HOOCCH3COOCH3CH2OH 线型缩聚物线型缩聚物 15 热固性酚醛树脂的生产热固性酚醛树脂的生产原料：原料：n 工业甲醛（工业甲醛（37%37%水

8、溶液）：水溶液）：HCHO官能度为官能度为2n 酚类：酚类： 苯酚苯酚 间甲基苯酚间甲基苯酚（邻、对位为活泼反应（邻、对位为活泼反应H)H)管能度为管能度为3 n 摩尔比：甲醛过量，甲醛摩尔比：甲醛过量，甲醛: :苯酚苯酚11，1.51.52.5:12.5:1。CH3HHHHHHHHH16缩聚反应原理与历程缩聚反应原理与历程 在在碱性碱性条件下条件下：苯酚和甲醛加成生成羟甲基酚，羟甲基酚缩合脱水得：苯酚和甲醛加成生成羟甲基酚，羟甲基酚缩合脱水得到到甲阶甲阶酚醛树脂。（酚醛树脂。（低分子量低分子量80080010001000、线型或支链分子，可溶可、线型或支链分子，可溶可熔。）熔。）苯酚苯酚甲醛

9、甲醛三羟甲基酚三羟甲基酚二羟甲基酚二羟甲基酚二、三羟甲基酚二、三羟甲基酚缩合脱水缩合脱水甲阶酚醛树脂（预聚物）甲阶酚醛树脂（预聚物）17甲阶酚醛树脂甲阶酚醛树脂生产的工艺条件生产的工艺条件工艺条件工艺条件水溶性水溶性( (甲阶甲阶) )酚醛树脂酚醛树脂醇溶性(甲阶)酚醛树脂催化剂催化剂强碱：氢氧化钠强碱：氢氧化钠弱碱：氢氧化胺pHpH101079缩聚次数缩聚次数二次缩聚二次缩聚一次缩聚固化温度固化温度130130150150130150二次缩聚，甲醛分两次投料与苯酚反应。二次缩聚，甲醛分两次投料与苯酚反应。适于胶合板、刨花板制造。适于胶合板、刨花板制造。18水溶性水溶性(甲阶甲阶)酚醛树脂配方

10、酚醛树脂配方原原 料料纯度纯度摩尔比摩尔比质量比质量比苯苯 酚酚1001.00100甲醛溶液甲醛溶液372.00172.5氢氧化钠氢氧化钠400.62466.4氧化钙氧化钙工业工业0.143水水21.4319生产工艺（二次缩聚）生产工艺（二次缩聚）1)1)在反应釜中加入计量好的苯酚，开动搅拌器，加热至在反应釜中加入计量好的苯酚，开动搅拌器，加热至404050502)2)慢慢加入慢慢加入第一批甲醛第一批甲醛（72.8kg) 72.8kg) 3)3)慢慢加入第一次氢氧化钠（慢慢加入第一次氢氧化钠（37.7kg)37.7kg)4)4)升温升到升温升到60 60 ，关闭气阀；当釜内温达到，关闭气阀；当

11、釜内温达到9696时时 ，通冷水降温，通冷水降温5)5)当温度降至当温度降至70 70 ，缓慢加入，缓慢加入第二批甲醛第二批甲醛6)6)升温至升温至90909292，保持，保持3030分钟分钟7)7)加入第二次氢氧化钠和水，升温至加入第二次氢氧化钠和水，升温至90908)8)在在90+290+2下保持下保持1515分钟，反应至粘度符合要求时为止。分钟，反应至粘度符合要求时为止。9)9)冷却至冷却至40 40 ，出料。，出料。20水溶性水溶性( (甲阶甲阶) )酚醛树脂技术指标酚醛树脂技术指标外观外观红褐色透明均匀粘液红褐色透明均匀粘液密度密度/g.m31.1501.250粘度粘度/mPa.s6

12、00900pH值值5.07.0固体含量固体含量/44游离酚含量游离酚含量/11（1.5:11.5:1）, ,苯酚过量苯酚过量不能发生自不能发生自身固化，也身固化，也不溶于水和不溶于水和醇，为热塑醇，为热塑性树脂性树脂热固性酚醛树脂热固性酚醛树脂甲醛或六次甲基四胺甲醛或六次甲基四胺固化固化交联交联高温高温24 改性酚醛树脂胶粘剂改性酚醛树脂胶粘剂v可溶性热固性酚醛树脂可溶性热固性酚醛树脂: :聚乙烯醇缩醛聚乙烯醇缩醛10:110:11:21:2v缩醛量高，柔性增加，耐热性下降缩醛量高，柔性增加，耐热性下降v固化温度大于固化温度大于140140C C，高压，高压1.4MPa1.4MPav最早用于飞

13、机机身最早用于飞机机身机械强度高、柔韧性好、耐寒、耐大气老化好。机械强度高、柔韧性好、耐寒、耐大气老化好。粘接木材和金属的结构胶粘剂之一，粘接木材和金属的结构胶粘剂之一，l酚醛缩醛胶粘剂酚醛缩醛胶粘剂25l酚醛酚醛丁腈胶粘剂丁腈胶粘剂成分成分配比配比成分成分配比配比丁腈橡胶丁腈橡胶4646硫化促进剂硫化促进剂0.50.5甲阶酚醛树脂甲阶酚醛树脂11.011.0氧化锌氧化锌（硫化助剂）（硫化助剂）2.42.4线性酚醛树脂线性酚醛树脂11.011.0硫硫（硫化剂）（硫化剂）0.70.7炭黑（补强）炭黑（补强）24.024.0溶剂溶剂3.43.4硬脂酸硬脂酸0.50.5防老剂防老剂0.50.526l

14、酚醛酚醛丁腈胶粘剂丁腈胶粘剂主要性能主要性能q柔韧性好、耐油性好柔韧性好、耐油性好q耐温等级高，可以在耐温等级高，可以在-60-60200200范围内使用。范围内使用。q优良的剪切强度、剥离强度，较强的胶接力优良的剪切强度、剥离强度，较强的胶接力q制成的金属胶接接头具有优良的抗疲劳性能和耐大气老化制成的金属胶接接头具有优良的抗疲劳性能和耐大气老化性能。性能。27l酚醛酚醛丁腈胶粘剂丁腈胶粘剂主要应用主要应用酚醛酚醛丁腈胶粘剂可作为航空业的结构用胶，用于丁腈胶粘剂可作为航空业的结构用胶，用于蜂窝结构的粘接；蜂窝结构的粘接；汽车、摩托车刹车片摩擦材料的粘接，汽车离合汽车、摩托车刹车片摩擦材料的粘接

15、，汽车离合器衬片的粘接；器衬片的粘接；印刷线路板中铜箔与层压板的粘接等。印刷线路板中铜箔与层压板的粘接等。还可用于金属、陶瓷、非金属、玻璃和塑料等的还可用于金属、陶瓷、非金属、玻璃和塑料等的粘接。粘接。282 2、 脲醛树脂脲醛树脂( (UFUF) )胶粘剂胶粘剂定定 义义 脲醛树脂脲醛树脂是由尿素和是由尿素和甲醛甲醛缩聚反应制得的缩聚反应制得的高分子聚合物。高分子聚合物。29水溶性脲醛树脂的合成与固化水溶性脲醛树脂的合成与固化羟甲基脲生成阶段羟甲基脲生成阶段CO(NHCO(NH2 2) )2 2 + HCHO+ HCHO中性或弱碱性中性或弱碱性pH=79羟甲基脲羟甲基脲树脂化阶段树脂化阶段羟

16、甲基脲羟甲基脲酸性酸性pH=4.35缩聚缩聚甲阶脲醛树脂甲阶脲醛树脂调弱碱性调弱碱性pH=78稳定保存稳定保存尿素尿素: :甲醛甲醛11，甲醛过量，甲醛过量尿素尿素4甲醛甲醛230固化反应固化反应热固性脲醛树脂热固性脲醛树脂甲阶脲醛树脂甲阶脲醛树脂酸性固化剂酸性固化剂NH4Cl加热加热交联交联固化固化（线性树脂）（线性树脂）例：胶合板用胶例：胶合板用胶甲阶脲醛树脂甲阶脲醛树脂 100100氯化铵氯化铵 0.50.51 1 固化剂固化剂 树皮粉树皮粉 404050 50 填料填料水水 4040505031特点特点 成本低廉成本低廉 胶层无色胶层无色 中等耐水性中等耐水性 胶接强度较好胶接强度较好

17、 用量最大用量最大323 3、三聚氰胺甲醛树脂（、三聚氰胺甲醛树脂（MFMF）胶粘剂）胶粘剂定定 义义 是由三聚氰胺和是由三聚氰胺和甲醛甲醛缩聚反应制得的高分子聚合物。缩聚反应制得的高分子聚合物。 硬度高、耐磨硬度高、耐磨 固化快固化快 耐水性较高耐水性较高 胶接强度很高胶接强度很高 主要用于塑料贴面板浸渍。主要用于塑料贴面板浸渍。33三醛胶减少甲醛的方法三醛胶减少甲醛的方法确定适当的甲醛和尿素的摩尔比确定适当的甲醛和尿素的摩尔比向树脂中添加甲醛捕捉剂（尿素、三聚氰胺、向树脂中添加甲醛捕捉剂（尿素、三聚氰胺、间苯二酚、各种过硫化物）间苯二酚、各种过硫化物）对胶合板用氨、尿素进行后处理。对胶合板用氨、尿素进行后处理。34热固性树脂胶粘剂热固性树脂胶粘剂 thermoset resin 通过加入固化剂或加热，使液态树脂经通过加入固化剂或加热，使液态树脂经聚合反应交联成网状结构，形成不溶不熔的聚合反应交联成网状结构，形成不溶不熔的固体而达到粘接目的的合成树脂胶粘剂。固体而达到粘接目的的合成树脂胶粘剂。35作作 业业P.238 8、10、12、18、1936专题报告专题报告 介绍介绍1 1种种特种胶粘剂、专用胶粘剂特种胶粘剂、专用胶粘剂的涵义、性能特点、用的涵