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[科普中国]-氨基树脂胶粘剂

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氨基树脂胶粘剂,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。氨基树脂胶粘剂包括脲醛树脂胶粘剂和三聚氰胺甲醛树脂胶粘剂。

脲醛树脂胶是尿素与甲醛在催化剂的作用下,经加热生成的热固性树脂。在受热时脲醛树脂本身可以固化,但速度很慢,故很少单独作胶粘剂。一般加入酸性固化剂(强酸的铵盐或弱有机酸,常用的是氯化铵)可使其快速发生缩聚反应,生成不溶不熔的脲醛树脂,同时放出甲醛和水。脲醛树脂胶是木材工业用量最多的一种胶粘剂。特点是粘附力强,使用方便,毒性小,胶层五色,固化快,价格便宜。但性脆,强度较酚醛树脂胶粘剂低。

三聚氰胺树脂胶是由三聚氰胺与甲醛在中性或碱性条件下反应,生成的无色透明粘稠液体。与脲醛树脂相似,需加入固化剂(氯化铵)。一般需加热加压固化。特点是耐水、耐热及耐光老化性均优于脲醛树胶胶,粘接力也高,但价格较贵,故不及脲醛树脂胶用量大。

简介氨基树脂是含氨基富氮聚合物的总称。通常由含氨基的尿素、三聚氰胺等与甲醛反应,生成活性低聚物,然后经过几个阶段的反应,缩聚成热固性树脂。因此,氨基树脂主要包括脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂。

氨基树脂胶粘剂是由氨基树脂、固化剂及其他助剂构成的。其中,脲醛树脂胶粘剂具有原料成本低、树脂无粘接污染、热压温度低、固化时间短、具有一定的耐热,耐蚀性能等优点,但也存在着耐水性、耐久性差、脆层脆、有甲醛污染和稳定性差等缺点,对此要进行改性氨基。改性树脂有糠醇改性脲醛树脂胶、苯酚改性脲醛树脂胶、醚化脲醛树脂胶、酯化脲醛树脂胶、环化脲醛树脂胶。

三聚氰胺甲醛树脂胶粘剂一般不加入固化剂,但有时也可加入少量草酸等以加速固化速度。此种胶具有良好的耐水、耐油、耐热和优良的电性能;但胶层较脆,易开裂,稳定性差和成本较高。对其缺点对其亦可进行改性,由醇醚化改性三聚氰胺甲醛树脂胶等。1

氨基树脂胶粘剂主要用于木材加工、制造胶合板和刨花板等,另外也可用于制造玻璃钢。

脲醛树脂胶粘剂脲醛(Urea Formaldehyde,UF)树脂胶粘剂,简称脲醛胶,别名脲醛树脂胶,是以尿素(U)和甲醛(F)为原料通过缩聚反应所制备的。UF树脂胶粘剂实际上是尿素与甲醛在酸或碱的催化作用下缩聚的初期阶段产物,在固化剂或其它助剂的作用下才会形成热固性的末期树脂。1844年,B.Tollens首次合成了脲醛树脂。1929年,德国IG公司申请获得了可用于粘接木材并称之为“Kanrit Leim”的脲醛树脂专利。我国于1957年开始了脲醛树脂的工业化生产。脲醛树脂由于具有原料丰富、价格低廉、对木质纤维素有优良的粘附力、内聚强度高等优点,被广泛应用于胶合板、细木工板、刨花板、中密度纤维板等人造板的制造以及矿物棉、矿物纤维和铸体砂型、纸张等的粘接。据统计,目前脲醛树脂已占人造板工业用合成树脂胶粘剂总量的65%~75%。

UF树脂胶粘剂不仅耐溶剂性好、胶合强度高、生产工艺简单、固化速度快、操作性能良好,而且在固化前具有水溶性,胶层无色透明或呈乳白色,可以使用染料和颜料对其任意着色。但是,该类胶粘剂在固化时的收缩率较大,胶层易产生裂缝,在使用过程中会释放出有恶臭味的游离甲醛,易刺激视网膜、鼻粘膜和上呼吸道,且耐水性差。通常地,UF树脂胶粘剂的产品呈乳液状或粉末状,乳液状胶粘剂的稳定性较低(一般贮存2~6个月),粉末状胶粘剂的稳定性好(可贮存1~2年)。

脲醛树脂的制备工艺脲醛树脂的生产过程分为两个步骤:第一步,在弱碱至中性介质中使尿素与甲醛发生加成反应,生成羟甲基脲,而将羟甲基脲与甲醛的缩合反应速度降至最低,以避免生成的亚甲基脲由于其有限的溶解度而沉淀。为了提高加成反应速度,往往将此阶段温度维持在80~100℃。第二步,当生成足够的羟甲基基团时,则应加快缩合反应速度,此时降低体系的pH值,在酸性介质中将反应进行到所需要的缩聚程度,然后冷却并将pH值调至中性,使制备树脂的反应停留在所要求的阶段。一般地,要将反应产物进行真空脱水,得到更高粘度的树脂。脲醛树脂的合成工艺过程如下图所示。2

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学