《氨基树脂胶粘剂ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氨基树脂胶粘剂ppt课件.ppt（92页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、4.3 氨基树脂胶粘剂氨基树脂胶粘剂氨基树脂：氨基树脂：是指尿素、三聚氰胺等氨基化合物与是指尿素、三聚氰胺等氨基化合物与醛类反应所生成的合成树脂的总称。主要用于胶醛类反应所生成的合成树脂的总称。主要用于胶接木质材料。接木质材料。特点：特点：无色透明，耐光性好，毒性较小，可室温无色透明，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；但耐水性或加热固化，工艺性良好，价格便宜；但耐水性差，性能脆，强度较低。差，性能脆，强度较低。1 脲醛树脂胶粘剂（脲醛树脂胶粘剂（UF） 1.1 概述概述 1.2 合成脲醛树脂的原料合成脲醛树脂的原料 1.3 脲醛树脂形成原理脲醛树脂形成原理 1.4 影
2、响脲醛树脂形成和性能的因素影响脲醛树脂形成和性能的因素 1.5 脲醛树脂的合成脲醛树脂的合成 1.6 脲醛树脂胶粘剂的改性脲醛树脂胶粘剂的改性2 三聚氰胺树脂胶粘剂（三聚氰胺树脂胶粘剂（MF） 2.1 概述概述 2.2 影响三聚氰胺树脂形成和质量的因素影响三聚氰胺树脂形成和质量的因素 2.3 三聚氰胺树脂合成工艺三聚氰胺树脂合成工艺 2.4 三聚氰胺三聚氰胺-尿素尿素-甲醛共缩聚树脂甲醛共缩聚树脂1 1 脲醛树脂胶粘剂脲醛树脂胶粘剂1.1 1.1 概述概述脲醛树脂胶粘剂（脲醛树脂胶粘剂（Urea-Formaldehyde Resin Adhesives）：是尿素与甲醛在催化剂（碱性或酸性）：是
3、尿素与甲醛在催化剂（碱性或酸性催化剂）作用下，缩聚而成的初期脲醛树脂；在固催化剂）作用下，缩聚而成的初期脲醛树脂；在固化剂或助剂作用下，形成不溶、不熔的末期树脂。化剂或助剂作用下，形成不溶、不熔的末期树脂。o 首次合成：首次合成：1844年，年，B. Tollenso 工业生产：工业生产：1929年，年，IG公司用于胶接木材，作公司用于胶接木材，作为胶合板和刨花板生产用胶粘剂为胶合板和刨花板生产用胶粘剂o 此后：迅速发展，木材工业用量最大的胶，是此后：迅速发展，木材工业用量最大的胶，是人造板生产的主要胶种。人造板生产的主要胶种。o 我国：我国：1957年开始工业化生产，年开始工业化生产，196
4、2年成为胶年成为胶合板生产的主要胶粘剂，目前已成为我国人造合板生产的主要胶粘剂，目前已成为我国人造板生产的主要胶种。板生产的主要胶种。发展历史发展历史o 木材胶粘剂木材胶粘剂o 纺织品、纸张、乐器等的粘接纺织品、纸张、乐器等的粘接o 涂料涂料应用领域应用领域o 液状（糖浆状或乳状）：水溶液，人造板胶粘液状（糖浆状或乳状）：水溶液，人造板胶粘剂最常用，液状剂最常用，液状UF一般可贮存一般可贮存2-6个月。个月。o 粉状：开始应用较多，性能稳定，贮存期可长粉状：开始应用较多，性能稳定，贮存期可长达达1-2年。年。o 泡沫状：应用较少。泡沫状：应用较少。o 膏状：应用较少。膏状：应用较少。产品状态产
5、品状态（1）由于含有大量的羟甲基和酰胺基，能溶于水，）由于含有大量的羟甲基和酰胺基，能溶于水，有较好的胶接性能；有较好的胶接性能；（2）可室温或加温）可室温或加温100以上很快固化；以上很快固化；（3）与）与PF相比，固化后胶层无颜色，不污染制品；相比，固化后胶层无颜色，不污染制品；（4）胶接强度比动、植物胶高；）胶接强度比动、植物胶高；（5）毒性较小，但固化时会放出刺激性的甲醛；）毒性较小，但固化时会放出刺激性的甲醛；脲醛树脂胶粘剂的特性脲醛树脂胶粘剂的特性（6）制造容易、价格便宜；）制造容易、价格便宜；（7）耐光性好，较耐老化；）耐光性好，较耐老化；（8）工艺性好，使用方便；）工艺性好，使
6、用方便；（9）脆性大，固化过程易产生内应力引起龟裂；）脆性大，固化过程易产生内应力引起龟裂；（10）耐水性和胶接强度低于酚醛树脂胶。）耐水性和胶接强度低于酚醛树脂胶。主要问题主要问题游离甲醛释放游离甲醛释放耐水性耐水性老化性老化性1.3 1.3 脲醛树脂形成原理脲醛树脂形成原理（一）加成反应（一）加成反应加成反应：加成反应：尿素与甲醛水溶液在中性或弱碱性介质尿素与甲醛水溶液在中性或弱碱性介质中，首先进行的羟甲基化反应（加成反应），生成中，首先进行的羟甲基化反应（加成反应），生成一羟、二羟和三羟甲基脲同系物。一羟、二羟和三羟甲基脲同系物。缩聚产物的单体缩聚产物的单体H2NCNH2OHOCH2OH
7、H2NCNHCH2OHOH2O尿素水合甲醛一羟甲基脲白色固体，熔点111-1131mol尿素与尿素与1mol的甲醛反应的甲醛反应二羟甲基脲二羟甲基脲三羟甲基脲三羟甲基脲CNH2NH2OHOCH2OHHOCH2OHCNHNHOCH2OHCH2OH2H2O二羟甲基脲白色微晶体，熔点121-126CNHNOCH2OHCH2OHCH2OH+CH2O三羟甲基脲以上两个反应可同时被酸（以上两个反应可同时被酸（H+）和碱（）和碱（OH-）所催化，）所催化，但碱的催化效应较大。但碱的催化效应较大。H2NCNH2OHOCH2OHH2NCNHCH2OHOH2OCNH2NH2OHOCH2OHHOCH2OHCNHNH
8、OCH2OHCH2OH2H2O尿素与甲醛等摩尔比、中性条件：尿素、甲醛、一羟甲脲和尿素与甲醛等摩尔比、中性条件：尿素、甲醛、一羟甲脲和二羟甲脲四个组分的平衡。二羟甲脲四个组分的平衡。尿素与甲醛摩尔比大于尿素与甲醛摩尔比大于1 1(尤其是摩尔比大于尤其是摩尔比大于1 2)：二羟甲：二羟甲脲进一步与甲醛加成生成三羟甲脲。脲进一步与甲醛加成生成三羟甲脲。反应动力学：生成一羟甲脲、二羟甲脲和三羟甲脲的速度比反应动力学：生成一羟甲脲、二羟甲脲和三羟甲脲的速度比为为9 3 1，即其反应能力随引入羟甲基而依次降低。因此，即其反应能力随引入羟甲基而依次降低。因此，生成一羟甲脲和二羟甲脲是决定脲醛树脂理化性能有
9、意义的生成一羟甲脲和二羟甲脲是决定脲醛树脂理化性能有意义的产物。产物。加成反应特点加成反应特点加成反应机理加成反应机理加成反应机理：加成反应机理：在酸性和碱性条件下，其加成反应可通过不在酸性和碱性条件下，其加成反应可通过不同的反应机理进行，其反应历程和产物也有所不同。同的反应机理进行，其反应历程和产物也有所不同。 碱性条件：加成反应生成较为稳定的初期产物羟甲脲。碱性条件：加成反应生成较为稳定的初期产物羟甲脲。NHNH2 2CONHCONH2 2 + OH + OH- -NHNH2 2CONHCONH- - + H + H2 2O ONHNH2 2CONHCONH- - + H + H2 2C
10、C+ +=O=O- -NHNH2 2CONHCHCONHCH2 2O O- -NHNH2 2CONHCHCONHCH2 2O O- - + H + H2 2ONHONH2 2CONHCHCONHCH2 2OH + OHOH + OH- - 酸性条件下，是甲醛受氢离子的作用，首先生成带正电荷的酸性条件下，是甲醛受氢离子的作用，首先生成带正电荷的次甲醇：次甲醇： CH2O + H2O HOCH2OHHOCH2OH + H+ +CH2OH +H2O 加成反应机理加成反应机理o带正电荷的次甲醇与尿素反应，生成不稳定的羟甲脲，它进而带正电荷的次甲醇与尿素反应，生成不稳定的羟甲脲，它进而缩聚脱水，生成缩聚
11、脱水，生成次甲基键连接的低分子缩聚物次甲基键连接的低分子缩聚物或或次甲脲次甲脲：oNH2CONH2 + C+H2OHNH2CON+H2CH2OHoNH2CON+H2CH2OHNH2CONHCH2OH + H+oNH2CONHC+H2 + H2OoNH2CONHC+H2 + NH2CONH2NH2CONHCH2N+H2CONH2oNH2CONHCH2NHCONH2 + H+ 或者或者oNH2CONH2 + 2CH2O CH2NCONCH2 + 2H2O 加成反应机理加成反应机理pH1%时就显示出影响了；时就显示出影响了；含量越高，树脂在贮存期间的羟甲基含量下降越明显，贮存含量越高，树脂在贮存期间
12、的羟甲基含量下降越明显，贮存稳定性越差。不应超过稳定性越差。不应超过0.7%。 游离氨：能提高缩聚反应初期阶段及补加尿素再缩聚阶段游离氨：能提高缩聚反应初期阶段及补加尿素再缩聚阶段的介质的介质PH值；但当含量高于值；但当含量高于0.015%时，树脂的固化时间延时，树脂的固化时间延长和贮存稳定性降低。不应超过长和贮存稳定性降低。不应超过0.015%。甲醛杂质甲醛杂质o 甲醛浓度：对反应速度有明显影响。一般工业用甲醛浓甲醛浓度：对反应速度有明显影响。一般工业用甲醛浓度度370.5%。o 甲酸和甲醇含量：甲酸甲酸和甲醇含量：甲酸影响影响pH值（值（2.8-3.8），其），其含量不应高于含量不应高于0
13、.05%-0.1%。甲醇。甲醇阻碍缩聚反应，阻碍缩聚反应，影响树脂贮存稳定性，使固化后树脂吸水性上升，浓度影响树脂贮存稳定性，使固化后树脂吸水性上升，浓度为为37%-41%的甲醛需加的甲醛需加6-12%的甲醇，浓度的甲醇，浓度30%的甲的甲醛加少量甲醇（醛加少量甲醇（0.05-1%）即可。）即可。o 铁含量：较多时，在反应初期加速甲醛氧化；后期固化铁含量：较多时，在反应初期加速甲醛氧化；后期固化时，延长固化时间，胶层颜色变成黄褐色。时，延长固化时间，胶层颜色变成黄褐色。不加甲醇不加甲醇UF预缩液预缩液甲醛：尿素：水甲醛：尿素：水=50：20：30（质量比）（质量比）（四）反应温度和反应时间（四
14、）反应温度和反应时间o 在反应体系中，反应温度和反应时间既有单独作用又有在反应体系中，反应温度和反应时间既有单独作用又有联合其它因素共同作用。联合其它因素共同作用。o 反应温度：对反应速度、游离甲醛含量胶树脂贮存稳定反应温度：对反应速度、游离甲醛含量胶树脂贮存稳定性等的影响较为明显；过高（酸性介质），出现凝胶，性等的影响较为明显；过高（酸性介质），出现凝胶，易形成次甲脲沉淀；过低，反应时间过长，树脂聚合度易形成次甲脲沉淀；过低，反应时间过长，树脂聚合度低、粘度低等。应视各反应阶段的具体条件而定，酸性低、粘度低等。应视各反应阶段的具体条件而定，酸性加成阶段，应为加成阶段，应为40-60，碱性加成
15、阶段，应为，碱性加成阶段，应为80-95适宜。适宜。o 反应时间：关系到树脂的聚合度、游离甲醛含量、粘度反应时间：关系到树脂的聚合度、游离甲醛含量、粘度及树脂的力学性能等；过短，反应不完全，固体含量低、及树脂的力学性能等；过短，反应不完全，固体含量低、粘度小、游离甲醛含量高、树脂机械强度低；过长，聚粘度小、游离甲醛含量高、树脂机械强度低；过长，聚合度过高、粘度过高、树脂水混和性下降、贮存期短。合度过高、粘度过高、树脂水混和性下降、贮存期短。应考虑反应时间与其它条件的共同作用。应考虑反应时间与其它条件的共同作用。1.5 1.5 脲醛树脂的合成脲醛树脂的合成（一）原料计算（一）原料计算所需尿素量为
16、已知，按下式计算其它原料量：所需尿素量为已知，按下式计算其它原料量：式中：式中： 所计算的原料量（所计算的原料量（Kg） 所计算原料的分子量所计算原料的分子量 所计算原料的摩尔数所计算原料的摩尔数 尿素纯度（尿素纯度（%） 尿素量（尿素量（Kg） 所计算原料的浓度（所计算原料的浓度（%） 60.06尿素分子量尿素分子量QpNMG06.60GMNpQo 例例1：某脲醛树脂合成配方为：某脲醛树脂合成配方为 U/F摩尔比为摩尔比为1/2，尿素加，尿素加入量为入量为100kg（尿素纯度为（尿素纯度为98%），请计算需加入多少），请计算需加入多少甲醛水溶液（浓度为甲醛水溶液（浓度为37%）？）？答案：需
17、加入甲醛水溶液答案：需加入甲醛水溶液264.86kg。o 例例2：某脲醛树脂合成配方：甲醛一次投入，尿素均分：某脲醛树脂合成配方：甲醛一次投入，尿素均分两次加入（尿素纯度为两次加入（尿素纯度为100%），甲醛水溶液（浓度为），甲醛水溶液（浓度为37%）共）共430克首先加入，第一次尿素加入后，甲醛与克首先加入，第一次尿素加入后，甲醛与尿素尿素F/U摩尔比为摩尔比为2/1，反应一段时间后加入第二次尿素，反应一段时间后加入第二次尿素，使最终摩尔比为使最终摩尔比为1.5/1，求：第一次尿素投入量和第二，求：第一次尿素投入量和第二次尿素投入量？次尿素投入量？ 答案：第一次尿素投入量答案：第一次尿素投入
18、量159.1g，第二次尿素投入量，第二次尿素投入量53.03g（二）树脂反应程度的控制（二）树脂反应程度的控制o （1）根据树脂溶液与水相溶性的变化来确定反）根据树脂溶液与水相溶性的变化来确定反应终点应终点水稀释度水稀释度憎水温度憎水温度浊点浊点o 概念：指在室温下，对单位体积树脂液，使其开概念：指在室温下，对单位体积树脂液，使其开始沉淀所加的水量，这个数值也称为沉淀点，国始沉淀所加的水量，这个数值也称为沉淀点，国内称为水数。内称为水数。o 方法：取试样一份并立即冷却至室温（或一定温方法：取试样一份并立即冷却至室温（或一定温度），吸取度），吸取5ml试样于小烧杯或三角瓶内，逐渐试样于小烧杯或三
19、角瓶内，逐渐滴入蒸馏水直至略微发生云雾状沉淀，此时所加滴入蒸馏水直至略微发生云雾状沉淀，此时所加水的毫升数除以水的毫升数除以5就是试样的水稀释度。缩聚反应就是试样的水稀释度。缩聚反应继续进行，水稀释度就下降。继续进行，水稀释度就下降。水稀释度水稀释度o 概念：树脂反应开始时，其缩聚物和水相互混概念：树脂反应开始时，其缩聚物和水相互混溶，反应继续进行后，树脂液含水量下降，若溶，反应继续进行后，树脂液含水量下降，若用少量树脂液，用大量水稀释，树脂便开始分用少量树脂液，用大量水稀释，树脂便开始分出，此时的温度即称为憎水温度。工业上因为出，此时的温度即称为憎水温度。工业上因为树脂从亲水阶段变为憎水阶段
20、，故此得名。树脂从亲水阶段变为憎水阶段，故此得名。o 应用：最常用于氨基树脂，特别是三聚氰胺应用：最常用于氨基树脂，特别是三聚氰胺-甲甲醛缩聚反应。醛缩聚反应。憎水温度憎水温度o 方法：将方法：将1或或2滴树脂液滴入于维持在一定温度滴树脂液滴入于维持在一定温度而半盛水的试管或烧杯内，发现白色云雾状不而半盛水的试管或烧杯内，发现白色云雾状不溶物时的温度就是憎水温度。当反应继续进行溶物时的温度就是憎水温度。当反应继续进行时，这个憎水温度就升高。时，这个憎水温度就升高。o 生产上也有采用以生产上也有采用以20水中树脂液出现云雾状水中树脂液出现云雾状作为反应终点的。作为反应终点的。 o 特点：树脂和水
21、量的正确比例不重要，水的温特点：树脂和水量的正确比例不重要，水的温度是唯一的度量；简易、灵敏度高；温度范围度是唯一的度量；简易、灵敏度高；温度范围大大070。 o 概念：当反应混合物冷却时，由于水分的析出，概念：当反应混合物冷却时，由于水分的析出，而最初出现混浊时的温度称为浊点。而最初出现混浊时的温度称为浊点。o 方法：将方法：将1015ml反应液放入备有搅拌器和温度反应液放入备有搅拌器和温度计的计的152.5cm的试管内，冷却，快速搅拌直至的试管内，冷却，快速搅拌直至初次发现混浊的温度即是浊点。如果浊点很高，初次发现混浊的温度即是浊点。如果浊点很高，可以预先温热试管设备，以免冷却不当。可以预
22、先温热试管设备，以免冷却不当。o 适用范围：很适用于苯酚适用范围：很适用于苯酚-甲醛树脂的缩合反应。甲醛树脂的缩合反应。 浊浊 点点o （2）根据粘度确定反应终点）根据粘度确定反应终点改良奥氏粘度计：标准方法改良奥氏粘度计：标准方法恩格拉粘度计恩格拉粘度计涂涂-4杯粘度计：企业生产常用方法杯粘度计：企业生产常用方法格氏管：实验室常用方法格氏管：实验室常用方法旋转粘度计：企业、实验室常用旋转粘度计：企业、实验室常用普遍、理想普遍、理想o （3）以反应时间来控制反应终点）以反应时间来控制反应终点 准确性很差：反应时间受准确性很差：反应时间受pH值、温度等的波动影值、温度等的波动影响很大，不能真实确
23、切地表征树脂的缩聚程度。响很大，不能真实确切地表征树脂的缩聚程度。o （4）以折光系数控制脱水终点（固体含量）以折光系数控制脱水终点（固体含量）脲醛树脂的折光指数与其固体含量之间存在线形关脲醛树脂的折光指数与其固体含量之间存在线形关系，即可根据树脂的折光指数确定其固体含量。系，即可根据树脂的折光指数确定其固体含量。故可用折光计来控制脱水终点。故可用折光计来控制脱水终点。 较常用较常用o （1）缩聚次数的选择）缩聚次数的选择一次缩聚：在树脂合成时，尿素一次加入与甲一次缩聚：在树脂合成时，尿素一次加入与甲醛进行一次性缩聚反应。最好先用蒸汽或少量醛进行一次性缩聚反应。最好先用蒸汽或少量水将尿素溶解后
24、，缓缓加入进行反应，从而避水将尿素溶解后，缓缓加入进行反应，从而避免因放热反应而使反应温度急剧升高，对生产免因放热反应而使反应温度急剧升高，对生产操作及树脂质量带来不利的影响。操作及树脂质量带来不利的影响。（三）工艺类型的选择（三）工艺类型的选择二次缩聚：在树脂合成时，尿素分两次加入与甲二次缩聚：在树脂合成时，尿素分两次加入与甲醛进行二次缩聚反应。从而减缓尿素加入后的放醛进行二次缩聚反应。从而减缓尿素加入后的放热反应，使反应平稳易于控制。二次缩聚的目的热反应，使反应平稳易于控制。二次缩聚的目的是提高第一次尿素与甲醛的摩尔比，有利于形成是提高第一次尿素与甲醛的摩尔比，有利于形成二羟甲基脲和降低游
25、离甲醛含量。二羟甲基脲和降低游离甲醛含量。目前，为了将树脂中的游离甲醛降低到最少的程目前，为了将树脂中的游离甲醛降低到最少的程度，采用三次或四次缩聚工艺来合成脲醛树脂。度，采用三次或四次缩聚工艺来合成脲醛树脂。 o （2）缩聚温度的选择）缩聚温度的选择低温缩聚：尿素与甲醛的缩聚反应温度，自始至低温缩聚：尿素与甲醛的缩聚反应温度，自始至终在终在45以下形成树脂，树脂外观为乳状液。以下形成树脂，树脂外观为乳状液。树脂化速度与甲醛的浓度有关，甲醛浓度树脂化速度与甲醛的浓度有关，甲醛浓度，树，树脂化速度脂化速度 ；甲醛浓度；甲醛浓度，树脂化速度，树脂化速度，但贮存，但贮存性能不佳，树脂易分层，不便使用
26、。性能不佳，树脂易分层，不便使用。高温缩聚：尿素与甲醛的缩聚反应温度在高温缩聚：尿素与甲醛的缩聚反应温度在90以以上时，形成的树脂外观为粘稠液体。树脂贮存上时，形成的树脂外观为粘稠液体。树脂贮存期长，一般为期长，一般为26个月。贮存中无分层现象，个月。贮存中无分层现象，使用方便。使用方便。o （3）反应各阶段）反应各阶段pH值的选择值的选择碱碱-酸酸-碱工艺：尿素与甲醛首先在弱碱性介质碱工艺：尿素与甲醛首先在弱碱性介质（pH = 79）中反应，完成羟甲基化形成初期）中反应，完成羟甲基化形成初期中间产物，而后使反应液转为弱酸性介质（中间产物，而后使反应液转为弱酸性介质（pH = 4.35.0），
27、达到反应终点时，再把反应介质），达到反应终点时，再把反应介质pH值调至中性或弱碱性（值调至中性或弱碱性（pH = 78）贮存。）贮存。弱酸弱酸-碱工艺：尿素与甲醛自始至终在弱酸性介碱工艺：尿素与甲醛自始至终在弱酸性介质中（质中（pH = 4.56.0）反应，树脂达到反应终）反应，树脂达到反应终点后，把点后，把pH值调至中性或弱碱性贮存。值调至中性或弱碱性贮存。强酸强酸-碱工艺：尿素与甲醛自始至终在强酸性介碱工艺：尿素与甲醛自始至终在强酸性介质（质（pH = 13）中反应，要特别注意尿素的加）中反应，要特别注意尿素的加入速度不能过快，否则反应极难控制。另外随入速度不能过快，否则反应极难控制。另外
28、随着反应液着反应液pH的降低必须相应提高甲醛与尿素的的降低必须相应提高甲醛与尿素的摩尔比，在反应液摩尔比，在反应液pH接近接近1时，甲醛与尿素的时，甲醛与尿素的摩尔比要大于摩尔比要大于3，同时反应温度也要相应降低。，同时反应温度也要相应降低。当树脂达到反应终点后，把当树脂达到反应终点后，把pH值调至中性或弱值调至中性或弱碱性贮存。碱性贮存。o （4 4）浓缩与不浓缩的选择）浓缩与不浓缩的选择浓缩：树脂达到反应终点后进行减压脱水。这种浓缩：树脂达到反应终点后进行减压脱水。这种树脂的特点是粘度大、树脂固体含量高、游离甲树脂的特点是粘度大、树脂固体含量高、游离甲醛含量低、胶合性能好等。刨花板常用。醛
29、含量低、胶合性能好等。刨花板常用。不浓缩：树脂达到反应终点后，不经减压脱水处不浓缩：树脂达到反应终点后，不经减压脱水处理。不浓缩树脂的特点是树脂固体含量底、游离理。不浓缩树脂的特点是树脂固体含量底、游离甲醛含量高、胶液粘度小、生产成本低等。甲醛含量高、胶液粘度小、生产成本低等。2.1.6 脲醛树脂的调制脲醛树脂的调制o 概念：在概念：在UF树脂实际使用时需加入固化剂（亦树脂实际使用时需加入固化剂（亦称促进剂，有时也有例外，如木材酸性较强时，称促进剂，有时也有例外，如木材酸性较强时，可以不加）使可以不加）使UF迅速固化，保证胶接质量；此迅速固化，保证胶接质量；此外，为了改变外，为了改变UF的某些
30、性能（如增加初粘性、的某些性能（如增加初粘性、提高耐水性及耐老化性、降低游离醛等），还提高耐水性及耐老化性、降低游离醛等），还需加入某种助剂。以上过程称为需加入某种助剂。以上过程称为UF的调制（简的调制（简称为调胶）。称为调胶）。o 调胶选择：根据制品的用途和需要选择。调胶选择：根据制品的用途和需要选择。o （一）固化剂（一）固化剂固化剂种类：有酸和酸性盐两类。固化剂种类：有酸和酸性盐两类。（1）酸类固化剂：草酸、磷酸、苯磺酸、酒石酸、）酸类固化剂：草酸、磷酸、苯磺酸、酒石酸、柠檬酸、无水苯甲酸等；柠檬酸、无水苯甲酸等；（2）酸性盐类：氯化铵、氧化锌、硫酸铁胺、盐）酸性盐类：氯化铵、氧化锌、硫
31、酸铁胺、盐酸苯胺等。不宜采用强酸固化剂，但强酸性盐酸苯胺等。不宜采用强酸固化剂，但强酸性盐（尤其是强酸铵盐，如氯化铵、硫酸铵）可行。（尤其是强酸铵盐，如氯化铵、硫酸铵）可行。固化剂的选择：根据固化剂的选择：根据UF的理化性能、气温条件及的理化性能、气温条件及胶接制品的要求等酌情选择。胶接制品的要求等酌情选择。 单组分固化剂：如氯化铵、硫酸铵。单组分固化剂：如氯化铵、硫酸铵。应用：最广应用：最广加入量：一般为加入量：一般为UF树脂量（固体含量）的树脂量（固体含量）的0.2-2%。使用方式：常加入使用方式：常加入1%的氯化铵固体；的氯化铵固体； 有时调成水溶液（如有时调成水溶液（如20%）。）。氯
32、化铵氯化铵多组分固化剂：氯化铵与尿素、氯化铵与氨水、或氯化多组分固化剂：氯化铵与尿素、氯化铵与氨水、或氯化铵与六亚甲基四胺及尿素铵与六亚甲基四胺及尿素3 3组分混合物等。组分混合物等。目的：一是为了延长树脂的适用时间，特别是夏季，由于目的：一是为了延长树脂的适用时间，特别是夏季，由于室温较高，单独使用氯化铵（或硫酸铵）时，树脂的适用室温较高，单独使用氯化铵（或硫酸铵）时，树脂的适用期往往不能满足要求；二是在冬季，采用常温固化方式时，期往往不能满足要求；二是在冬季，采用常温固化方式时，为加速树脂固化，常使用氯化铵与浓盐酸合用，可使固化为加速树脂固化，常使用氯化铵与浓盐酸合用，可使固化时间大大缩短
33、。时间大大缩短。潜伏性固化剂：是指在常态下呈化学惰性，在某种特定潜伏性固化剂：是指在常态下呈化学惰性，在某种特定温度下起作用的固化剂。如酒石酸、草酸、有机酸盐等，温度下起作用的固化剂。如酒石酸、草酸、有机酸盐等，但效果不太理想，国内目前正开始研究使用。但效果不太理想，国内目前正开始研究使用。微胶囊固化剂：就是在固化剂的表面有一层保护膜微胶囊固化剂：就是在固化剂的表面有一层保护膜胶胶囊，在低温下由于表层胶囊的隔离，不起固化作用；而囊，在低温下由于表层胶囊的隔离，不起固化作用；而在高温或受压下，表层胶囊被破坏，胶囊内的固化剂即在高温或受压下，表层胶囊被破坏，胶囊内的固化剂即与与UF接触，使之固化。
34、目前国内还没有这种固化剂。接触，使之固化。目前国内还没有这种固化剂。o 注意：氯化铵对冷固化的注意：氯化铵对冷固化的UF来说，并不是很好的固化剂。来说，并不是很好的固化剂。这是因为铵盐在这是因为铵盐在UF中释放酸速度与气温有关。且冬季施中释放酸速度与气温有关。且冬季施加氯化铵的量应比夏季多。由于加氯化铵的量应比夏季多。由于UF的固化过程中，主要的固化过程中，主要变化有化学反应和水分的移动，此时还应考虑木材含水变化有化学反应和水分的移动，此时还应考虑木材含水率、固化剂的性质、气温高低、空气湿度和风力大小等率、固化剂的性质、气温高低、空气湿度和风力大小等因素。因素。2.1.7 2.1.7 脲醛树脂
35、的改性脲醛树脂的改性改性方法改性方法分子内部改性共聚分子外部改性共混合成过程合成过程合成后合成后加入各种改性剂（一）降低胶接制品释放的甲醛量（一）降低胶接制品释放的甲醛量胶接制品所释放的甲醛来源：（1）UF树脂中的游离甲醛；（2）树脂固化中分解的甲醛；（3）木材等被胶接材料所释放的甲醛。o 固化分解出的游离甲醛固化分解出的游离甲醛固化时甲醛释放反应：羟甲基、二次甲基醚键固化时甲醛释放反应：羟甲基、二次甲基醚键NCOCH2OHHNCOHHCHOHCHONCOCH2NCOHNCOCH2OCH2NCO(液)(液)o 降低甲醛含量的途径：降低甲醛含量的途径：（1）从树脂合成入手：采用低摩尔比）从树脂合
36、成入手：采用低摩尔比U/F；加入能；加入能与尿素、甲醛共聚的苯酚或三聚氰胺、双氰胺等；与尿素、甲醛共聚的苯酚或三聚氰胺、双氰胺等；尿素分次加入；改变反应尿素分次加入；改变反应pH值等反应条件。值等反应条件。（2）从调胶入手：加入甲醛结合剂（捕捉剂），如）从调胶入手：加入甲醛结合剂（捕捉剂），如尿素、三聚氰胺、间苯二酚、对甲苯磺酰胺、各尿素、三聚氰胺、间苯二酚、对甲苯磺酰胺、各种过硫化物等含单宁的树皮粉、豆粉、面粉、聚种过硫化物等含单宁的树皮粉、豆粉、面粉、聚乙酸乙烯乳液等。乙酸乙烯乳液等。（3）从热压工艺入手：热压温度愈高，成品中的）从热压工艺入手：热压温度愈高，成品中的游离甲醛愈少；热压时间
37、愈短，成品中的游离游离甲醛愈少；热压时间愈短，成品中的游离甲醛愈多；板坯含水率愈高，成品中的游离甲甲醛愈多；板坯含水率愈高，成品中的游离甲醛愈多。醛愈多。（4）从制品后续处理入手：如封边、贴面；氨气）从制品后续处理入手：如封边、贴面；氨气处理、尿素溶液处理等。处理、尿素溶液处理等。（二）改善脲醛树脂的耐水性（二）改善脲醛树脂的耐水性o UF树脂耐水性差的原因：亲水性基团（羟甲基、树脂耐水性差的原因：亲水性基团（羟甲基、亚氨基等）亚氨基等）o 措施：措施：共聚：加入三聚氰胺、苯酚、间苯二酚等共聚，产共聚：加入三聚氰胺、苯酚、间苯二酚等共聚，产生共聚体；生共聚体；共混：共混：UF与与PF或三聚氰胺
38、树脂或聚醋酸乙烯酯乳或三聚氰胺树脂或聚醋酸乙烯酯乳液等混合；液等混合；胶接前加入三聚氰胺粉末或其它化合物进行热压。胶接前加入三聚氰胺粉末或其它化合物进行热压。 o 例子例子UMF树脂胶粘剂（三聚氰胺改性脲醛树脂）：已树脂胶粘剂（三聚氰胺改性脲醛树脂）：已用于防潮、防水和无臭人造板生产。用于防潮、防水和无臭人造板生产。各种合成乳胶对脲醛树脂进行改性：丁苯胶乳、各种合成乳胶对脲醛树脂进行改性：丁苯胶乳、端羧基丁苯胶乳、丁腈胶乳、丁吡胶乳、氯丁胶端羧基丁苯胶乳、丁腈胶乳、丁吡胶乳、氯丁胶乳和各种丙烯酸酯胶乳等，其中以丁苯及端羧基乳和各种丙烯酸酯胶乳等，其中以丁苯及端羧基丁苯胶乳效果最佳，成本也低廉。
39、改性后胶粘剂丁苯胶乳效果最佳，成本也低廉。改性后胶粘剂的耐水、耐沸水及耐久性全面提高。的耐水、耐沸水及耐久性全面提高。异氰酸酯树脂对异氰酸酯树脂对UF树脂的改性：提高耐水与耐树脂的改性：提高耐水与耐老化性能；将异氰酸酯引入氨基树脂老化性能；将异氰酸酯引入氨基树脂-乳胶体系，乳胶体系，制成的胶粘剂特别适用与高含水率（制成的胶粘剂特别适用与高含水率（3070%）湿木材的胶接。湿木材的胶接。聚氧乙烯基醚对聚氧乙烯基醚对UF树脂、三聚氰胺树脂的化学树脂、三聚氰胺树脂的化学改性：耐水性明显提高。改性：耐水性明显提高。造纸木素对造纸木素对UF树脂的改性：可适当提高耐水性，树脂的改性：可适当提高耐水性，并降
40、低成本。并降低成本。UF树脂中添加少量的环氧树脂：耐水性和胶接树脂中添加少量的环氧树脂：耐水性和胶接性能得到明显提高。性能得到明显提高。Al2(SO4)3、AlPO4、白云石、矿渣棉及、白云石、矿渣棉及NaBr等等无机盐或填料引入无机盐或填料引入UF树脂：耐水性明显提高。树脂：耐水性明显提高。o原因：原因：缩聚脱水反应：缩聚脱水反应：UF固化后仍继续进行；固化后仍继续进行；胶层存在游离羟甲基：不断地吸收大气中的水份或胶层存在游离羟甲基：不断地吸收大气中的水份或放出水份，在反复干湿的情况下，即收缩放出水份，在反复干湿的情况下，即收缩-膨胀应膨胀应力的作用下，引起胶层的老化；力的作用下，引起胶层的
41、老化；外界因子（大气中的水、热、光等）的影响：树脂外界因子（大气中的水、热、光等）的影响：树脂分子断裂，导致胶层老化。分子断裂，导致胶层老化。固化剂的浓度、加压压力、木材表面的粗糙程度等固化剂的浓度、加压压力、木材表面的粗糙程度等都是引起树脂老化的因素。都是引起树脂老化的因素。（三）改善脲醛树脂的老化性（三）改善脲醛树脂的老化性o 改善措施：改善措施：工艺方面：被胶接木材表面平整光滑，尽量减工艺方面：被胶接木材表面平整光滑，尽量减少凸凹不平，以免胶液分布不均而形成过厚的少凸凹不平，以免胶液分布不均而形成过厚的胶层，在表里收缩不均匀的情况下产生开裂。胶层，在表里收缩不均匀的情况下产生开裂。对脲醛
42、树脂的改性：加入热塑性树脂（降低树对脲醛树脂的改性：加入热塑性树脂（降低树脂交联程度，脆性下降，挠性增加）。脂交联程度，脆性下降，挠性增加）。在树脂缩聚时加入聚乙烯醇：形成聚乙烯醇缩在树脂缩聚时加入聚乙烯醇：形成聚乙烯醇缩甲醛来改性脲醛树脂，甲醛来改性脲醛树脂，与热塑性树脂（如聚醋酸乙烯树脂）混合使用：与热塑性树脂（如聚醋酸乙烯树脂）混合使用：两液胶两液胶增加聚醋酸乙烯树脂的耐水性和脲增加聚醋酸乙烯树脂的耐水性和脲醛树脂的韧性和粘性，并改善了脲醛树脂胶粘醛树脂的韧性和粘性，并改善了脲醛树脂胶粘剂的耐老化性能。如用剂的耐老化性能。如用2030%的聚醋酸乙烯的聚醋酸乙烯酯乳液与脲醛树脂共混后用于人
43、造板表面装饰酯乳液与脲醛树脂共混后用于人造板表面装饰的微薄木湿贴，即可防止透胶，又可以实现快的微薄木湿贴，即可防止透胶，又可以实现快速胶贴。速胶贴。在树脂中加入适量的醇类物质：使树脂醚化，在树脂中加入适量的醇类物质：使树脂醚化，可以提高树脂的柔韧性。可以提高树脂的柔韧性。在树脂中加入填料：如豆粉、小麦粉、木粉、在树脂中加入填料：如豆粉、小麦粉、木粉、石膏粉等，简便而又行之有效的方法。石膏粉等，简便而又行之有效的方法。适当使用固化剂：固化剂的酸性愈强，虽然可适当使用固化剂：固化剂的酸性愈强，虽然可以明显地缩短树脂的固化时间，但也相应地促以明显地缩短树脂的固化时间，但也相应地促使胶压后树脂的迅速老
44、化。一般以氯化锌或氯使胶压后树脂的迅速老化。一般以氯化锌或氯化铁等作固化剂，效果较好。化铁等作固化剂，效果较好。（四）改善脲醛树脂的胶接强度（四）改善脲醛树脂的胶接强度o 从用从用UF胶合某些非木质材料如麦秆、棉秆、稻胶合某些非木质材料如麦秆、棉秆、稻草等来说，有必要改善其胶接强度，可加入苯草等来说，有必要改善其胶接强度，可加入苯酚、间苯二酚、三聚氰胺等，起增强作用。酚、间苯二酚、三聚氰胺等，起增强作用。2 三聚氰胺树脂胶粘剂三聚氰胺树脂胶粘剂2.1 2.1 概述概述o 概念：三聚氰胺树脂是三聚氰胺甲醛树脂的简概念：三聚氰胺树脂是三聚氰胺甲醛树脂的简称，它是由三聚氰胺与甲醛在催化剂作用下加称，
45、它是由三聚氰胺与甲醛在催化剂作用下加成缩聚而成的高聚物。成缩聚而成的高聚物。o 品种：三聚氰胺浸渍树脂、三聚氰胺尿素甲醛品种：三聚氰胺浸渍树脂、三聚氰胺尿素甲醛浸渍树脂和尿素甲醛浸渍树脂。浸渍树脂和尿素甲醛浸渍树脂。o 常用：改性的三聚氰胺树脂。常用：改性的三聚氰胺树脂。o 性能与用途：性能与用途：（1）胶接强度很高、化学活性较大；）胶接强度很高、化学活性较大；（2）固化快：无需加固化剂即可加热固化和常）固化快：无需加固化剂即可加热固化和常温固化；温固化；（3）热稳定性好；）热稳定性好；（4）硬度和耐磨性较高；）硬度和耐磨性较高；（5）耐沸水性、耐化学药物性、电绝缘性均较好；）耐沸水性、耐化学
46、药物性、电绝缘性均较好；（6）胶层脆性高，易破裂：常用改性的三聚氰胺树脂）胶层脆性高，易破裂：常用改性的三聚氰胺树脂胶；胶；（7）贮存期短：经改性后可延长贮存期，或制成粉状）贮存期短：经改性后可延长贮存期，或制成粉状产品；产品；（8）价格高：只作为浸渍树脂用。）价格高：只作为浸渍树脂用。o 历史：历史：1933年文献报导，年文献报导，1939年商品在美国出售。年商品在美国出售。 2.2 生产三聚氰胺树脂的主要原料生产三聚氰胺树脂的主要原料o 三聚氰胺三聚氰胺别称：三聚氰酰胺、蜜胺；别称：三聚氰酰胺、蜜胺；分子式：分子式：C3H6N6；分子量：分子量：126.13；化学结构式：化学结构式：CNC
47、NCNNH2H2NNH2外观：白色粉末状结晶物（针状、棱形）；外观：白色粉末状结晶物（针状、棱形）；熔点：熔点：354；密度：密度：1.573g/cm3；酸碱性：三聚氰胺为弱碱性，比尿素强，水溶酸碱性：三聚氰胺为弱碱性，比尿素强，水溶液呈弱碱性。液呈弱碱性。溶解性：易溶于液态氨、氢氧化钠及氢氧化钾溶解性：易溶于液态氨、氢氧化钠及氢氧化钾的水溶液中，难溶于水（在的水溶液中，难溶于水（在100水中仅溶解水中仅溶解5%），微溶于乙二醇、甘油，不溶于乙醚、苯、），微溶于乙二醇、甘油，不溶于乙醚、苯、四氯化碳。四氯化碳。毒性：低毒；毒性：低毒；水解性：易水解，形成一系列水解产物，最后变水解性：易水解，形
48、成一系列水解产物，最后变成三聚氰酸。三聚氰胺随着三个氨基水解，酸性成三聚氰酸。三聚氰胺随着三个氨基水解，酸性逐步上升逐步上升对三聚氰胺树脂的合成非常不利，对三聚氰胺树脂的合成非常不利，所以必须将其从三聚氰胺中用碱水洗去或重结晶所以必须将其从三聚氰胺中用碱水洗去或重结晶精制，其含量不得超过精制，其含量不得超过1%。活性：活性：6个官能度，氨基上的全部氢原子都显活个官能度，氨基上的全部氢原子都显活性性每个三聚氰胺分子可与每个三聚氰胺分子可与6个甲醛分子反应。个甲醛分子反应。 C N C N C N N N N H H H H H H o 三聚氰胺与甲醛缩聚形成树脂的反应原理：与三聚氰胺与甲醛缩聚形
49、成树脂的反应原理：与UF相似。相似。（一）加成反应（一）加成反应o 三聚氰胺与甲醛在碱性条件下生成不同羟甲基化三聚氰胺与甲醛在碱性条件下生成不同羟甲基化的羟甲基三聚氰胺；的羟甲基三聚氰胺；o 羟甲基化的程度取决于它们的摩尔比；羟甲基化的程度取决于它们的摩尔比；2.3 三聚氰胺树脂形成基本原理三聚氰胺树脂形成基本原理M与与F摩尔比为摩尔比为1 2-3：加成反应形成二羟甲基三聚：加成反应形成二羟甲基三聚氰胺和三羟甲基三聚氰胺氰胺和三羟甲基三聚氰胺M与与F摩尔比为摩尔比为1 6-12:可形成六羟甲基三聚氰胺。可形成六羟甲基三聚氰胺。CNCNCNNH2H2NNH2CNCNCNNHCH2OHHOH2CH
50、NNHCH2OH+ 6HCHO中性或弱碱性（pH7-9）反应温度70-80CNCNCNNNNHOH2CHOH2CCH2OHCH2OHHOH2CCH2OHCNCNCNNH2H2NNH2+ 12HCHO中性或弱碱性（pH7-9）反应温度80（二）缩聚反应（二）缩聚反应o 一般认为，与一般认为，与UFUF缩聚反应相似，羟甲基三聚氰胺缩聚反应相似，羟甲基三聚氰胺在缩聚反应中，三氮杂环仍保留。在缩聚反应中，三氮杂环仍保留。o 缩聚反应主要通过羟甲基三聚氰胺分子中的羟甲缩聚反应主要通过羟甲基三聚氰胺分子中的羟甲基之间或羟甲基与另一个三聚氰胺分子中氨基上基之间或羟甲基与另一个三聚氰胺分子中氨基上的活性氢之间