聚乙二醇在脲醛樹脂中的應(yīng)用
脲醛樹脂又稱脲甲醛樹脂(urea-formaldehyde resins),商品名Beetle,英文縮寫UF,是尿素與甲醛在催化劑(堿性或酸性催化劑)作用下,縮聚成初期脲醛樹脂,然后再在固化劑或助劑作用下,形成不溶、不熔的末期熱固性樹脂。平均分子量約10000。
固化后的脲醛樹脂顏色比酚醛樹脂淺,呈半透明狀,耐弱酸、弱堿,絕緣性能好,耐磨性*,價格便宜,它是膠粘劑中用量*的品種.特別是在木材加工業(yè)各種人造板的制造中,脲醛樹脂及其改性產(chǎn)品占膠粘劑總用量的90%左右。然而,遇強(qiáng)酸、強(qiáng)堿易分解,耐候性較差,初粘差、收縮大、脆性大、不耐水、易老化,用脲醛樹脂生產(chǎn)的人造板在制造和使用過程中存在著甲醛釋放的問題,因此必須對其進(jìn)行改性。
由于脲醛樹脂存在初粘差、收縮大、脆性大、不耐水、易老化、釋放甲醛和固化放出甲醛污染環(huán)境,損害健康等缺點,必須對其進(jìn)行改性,提高性能,擴(kuò)大應(yīng)用。而就其改性方法簡單羅列如下:
1、提高初粘性提高脲醛樹脂的初粘性,可加入聚乙烯醇、聚乙二醇、羥甲基纖維素等改性劑,但這些物質(zhì)價格較高,因此可選用淀粉類物質(zhì),尤其是淀粉在脲醛樹脂合成開始就加入,效果更好。在合成過程中淀粉可能發(fā)生水解作用,生成各種糊精等,由于淀粉相對分子質(zhì)量很大,溶解后粘度也很大,加入少量就可制得粘度較大的脲醛樹脂。同時淀粉分子鏈上的羥基、羥甲基以及因水解產(chǎn)生的醛基等可能參與脲醛樹脂的合成反應(yīng),不僅提高了初粘性,而且粘接強(qiáng)度和儲存穩(wěn)定性也有提高。
2、減小收縮性脲醛樹脂固化收縮率大,容易產(chǎn)生裂紋,膠層產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,使粘度強(qiáng)度下降。為了降低脲醛樹脂固化時的收縮率,通常向樹脂膠液中加入一些填充劑,如面粉、淀粉、血粉和a-纖維素粉、木粉、豆粉等。
3、降低脆性為了降低脆性,提高韌性可加入聚乙烯醇、聚乙烯醇縮甲醛溶液、聚醋酸乙烯乳液、VAE溶液等,同時也可提高初粘性和耐老化性。
4、改進(jìn)耐水性在合成脲醛樹脂時加入少量的三聚氰胺、苯酚、間苯二酚、烷基胺、糖醛等都能有效地改進(jìn)脲醛樹脂的耐水性。加入硫酸鋁、磷酸鋁等作為交聯(lián)劑,也可明顯提高耐水性。在調(diào)膠時加入木粉、面粉、豆粉、氧化鐵、膨脹土等填料,也能提高耐水性。采用苯酚改性脲醛樹脂,在樹脂中引入苯環(huán)結(jié)構(gòu),封閉了樹脂的吸水基團(tuán),使樹脂的耐水性和耐老化性顯著改善。也可將間苯二酚或三聚氰胺加入固化劑組分之中,還可將丙烯酸酯共聚乳液與脲醛樹脂共混都可以提高耐水性。
5、提高粘接強(qiáng)度采用多元復(fù)合添加劑如聚乙烯醇和苯酚,可改善脆性,提高耐水性和粘接強(qiáng)度。再采用中性-弱酸-弱堿復(fù)合工藝,在中溫下進(jìn)行反應(yīng),制得的脲醛樹脂剪切強(qiáng)度是原脲醛膠的10倍以上,耐水性和耐沸性大為提高。脲醛樹脂根據(jù)不同的使用要求,加入改性劑后可明顯改善性能。