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脲醛树脂的合成条件及注意事项

2013-01-25 16:35阅读:
1、催化剂
其实最好的催化剂还是六次甲基四胺。
六次甲基四胺性能较好,开始反应时由于温度低分解很慢反应液呈现弱碱性,介孬温度升高后逐渐分解,PH会自动降低,缩聚阶段不用再加酸调节,而且自身也参加反应,亦称两性催化剂,其反应式为(CH2)6N4 +10H2O △ 6CH2O +4NH4OH,以六次甲基四胺作催化剂的脲醛树脂稳定性较好只是价格较高。
不过,工业上经常用氯化铵。
缩聚反应用酸性催化剂,常用的有氯化铵、硫酸铵、甲酸、乙酸、氯化锌等。氯化铵、硫酸铵都是强酸弱碱盐,在缩聚过程中与游离甲醛反应放出酸使PH降低:
4NH4Cl + 6CH2O → (CH2)6N4 +4HCl + 6H2O 由于它们价格低廉,所以广为采用。甲酸、乙酸为有机酸,以它作催化剂比无机酸盐制得脲醛树脂稳定性能好,价格也较便宜,多被使用。
2、反应摩尔比
尿素与甲醛的摩尔比对脲醛树脂的缩聚反应速度、树脂结构和性能都有影响。一般认为,尿素与甲醛的摩尔比为1:(1.1~2.0)。
3、反应PH
反应介质PH值不同,反应过程、产物结构与性能都有很大差异。加成反应阶段PH值控制在7~8.5的中性或弱碱范围更为有利,生成稳定的羟甲基脲。强碱条件不可取,因为羟甲基之间易失水生成二亚甲基醚,使产物很快变浑,一般PH不得大于8.5。若PH值小于3时,在酸性介质中反应则生成不溶性亚甲基脲沉淀,反应式为
H2NCONH2 + 2CH2O CH2NCONCH2↓+2H2O,这是在脲醛树脂合成中应尽量避免的。缩聚反应阶段PH值控制在4.8~6.0的微酸性介质中为宜,PH值越低,反应速度愈快,强烈放热反应,温度急剧升高,控制不当易凝胶结,水溶性降低,适用期短。但PH太高时,由于亚甲基反应不完全,交联度不够,粘接强度受影响。
目前多采用先弱碱后弱酸的工艺方法,但也出现了一直在弱酸条件下进行加成和缩聚反应新工艺,合成树脂外观和稳定性都比较好,存在的问题是难以控制。
4、反应温度
br> 反应温度对反应速度影响很大,反应温度愈高,反应速度愈快。在反应的初期阶段,反应温度不宜太高,而且尿素与甲醛反应又放热,开始时升温至50~600C,即停止加热,由于放热反应温度会自动升至900C左右,当基本稳定后,再将温度调节90~960C,温度过高,容易导致反应液暴沸而喷胶。在缩聚反应阶段温度过高。易造成相对分子质量过大、相对分子质量分布不均、游离醛含量高和粘度过大等问题出现。一般反应温度控制在80~900C,不得超过1000C,否则粘度骤增,出现凝胶。缩聚反应结束需加碱中和终止反应,为防止水解反应迅速冷却降温400C以下。如果真空脱水,绝不允许脱水温度高于400C。
5、反应时间
反应时间关系到树脂相对分子质量大小和性能,反应时间过短缩聚不完全,固体含量低、粘度小、游离醛含量高、粘度强度低;反之,缩聚时间过长,相对分子质量高、粘度过大,树佛水混合性差、储存期短。脲醛树脂的反应时间,是以测定反应终点来控制的。一般加成反应时间约需90~120min。
影响脲醛树脂质量的因素都有哪些
1、原料尿素与甲醛的质量直接影响脲醛胶的质量稳定
2、反应温度和时间影响脲醛胶的质量
3、介质的PH值影响脲醛胶的质量
4、尿素与甲醛的投料比影响脲醛胶的质量
1)脲醛树脂胶存在问题耐水性、抗老性、粘结强度、甲醛、龟裂
2)为了克服这些缺点,已经有较多关于利用苯酚、聚乙烯醇、三聚氰胺、硫脲等改性剂对脲醛树脂胶粘剂进行改性的研究报道
3)但为了控制树脂中游离甲醛含量,一般甲醛和尿素的摩尔比不超过2:1
4)氧化淀粉的作用:脲醛树脂之所以耐水性和抗老化性差是因为其分子中存在大量的亲水性活性基团-CH2OH基,-CONH因此,它在水中尤其在热水中,分子结构中活性基团易水解,大大降低了脲醛树脂的耐水性。因为缩醛结构具有耐酸、耐水、耐氧化剂的特点,从而提高了粘接强度、耐水性及耐老化性。

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