改进脲醛树脂胶耐水性差的方法
《胶粘剂》参考答案
参考答案一、选择题1-5 CBDDC 6-10 BCCDA 11-15 ACBBB 16-20 CDBAD21-25 BBDDB-30 BDDCA 31-35 CDCBA 36-40 DADCB 41-45DDBBC46-50DDCCC 51-55BCADC 56-60CDACB二、填空题1.胶粘剂的组成：胶料、固化剂、增塑剂和增韧剂、稀释剂、偶联剂及填料2.胶粘剂按固化形式分类：冷却冷凝型、溶剂挥发型、化学反应型3.要形成良好的胶接，首先胶粘剂要润湿被交接材料的表面，再通过扩撒作用，形成胶结键。
4.热塑性酚醛树脂合成的条件：酸性介质中、酚必须过量5.热熔胶中增黏剂的主要作用是：降低热熔胶的熔融温度、提高胶结面的湿润性和初黏性。
增黏剂的使用要求：与聚合物有良好的相容性、对被胶结物有良好的黏附性和热稳定性。
6.耐老化性能最好的PF（酚醛树脂），耐老化性能最差的是UF（脲醛树脂）7.聚氨酯胶粘剂分子链上有异氰酸酯基和聚氨基甲酸酯，因而具有高度的极性和活泼性，能胶结多种材料。
8.酚醛树脂最长用的碱性催化剂是氢氧化钠，除了氢氧化钠还有氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化钾、氨水等。
9.脲醛树脂的合成分为两个阶段，第一阶段是在中性或弱碱性条件下进行加成反应，第二阶段是在酸性条件下进行缩聚反应。
10.判断胶粘剂湿润性指标有：接触角、铺展系数、胶结功11.降低热熔胶的熔融温度可加入：增粘剂、蜡类及增塑剂成分。
12.氯丁橡胶胶粘剂常用的硫化剂有：氧化锌和氧化镁13.脲醛树脂胶合制品释放的甲醛主要来自：游离甲醛释放和固化后树脂分解产生的甲醛14.环氧树脂胶的特性是：胶结强、机械强度高、收缩性小、稳定性好15.胶结工艺过程主要包括：胶头设计、选胶或配胶、表面处理、涂胶、固化、质量检测。
16.机械加固是最普通最常见最有效的强化措施，包括嵌波浪键、金属扣、钢板加固。
17.胶结接头在外力作用下胶层所受到的力可归纳为：正拉、剥离、不均匀扯离、剪切。
脲醛树脂胶黏剂的制备（实验报告）
脲醛树脂胶黏剂的制备（实验报告）南京⼯程学院实验报告课程名称学⽣创新实验周实验名称脲醛树脂胶黏剂的制备实验学⽣班级实验学⽣姓名实验学⽣学号同组学⽣姓名实验指导教师实验时间 2012.02.27—2012.03.2 实验地点实验楼D407⼀、实验⽬的⾼分⼦科学既是⼀门理论科学，⼜是⼀门应⽤科学。
在理论的指导下具有很强的应⽤性，涉及到塑料、橡胶、纤维、涂料和胶黏剂等材料应⽤的基础知识。
综合实验是培养⾼分⼦材料专业学⽣动⼿和实践能⼒的⼀门课程，是专业基础课的理论与实际相结合的课程。
通过实验，是学⽣了解和掌握⾼分⼦合成的⽅法、⾼分⼦结构与性能关系的基本原理，从⽽在感性上进⼀步加深理解⾼分⼦科学的原理，掌握实验知识和技能，培养⼯艺资料的使⽤能⼒，为以后的学习和从事⾼分⼦学科内的⼯作打下基础。
要求学⽣通过实验初步掌握⾼分⼦合成⼯艺设计⽅法。
⼆、⽂献综述摘要：本⽂综述了脲醛树脂胶黏剂的合成机理及近年来脲醛树脂的研究进展。
关键词：脲醛树脂；胶黏剂；甲醛1.引⾔：脲醛树脂是⼀种开发应⽤较早的⽊⽤热固性⾼分⼦胶黏剂，由于其⽣产成本低、⾊泽浅、粘接强度⾼、固化速度快、使⽤⽅便，以及较好的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性等优点⽽⼴泛应⽤于⽊材加⼯⼯业中，脲醛树脂（UF）胶粘剂可⼴泛⽤于各种⼈造板的制造，其⽤量占⽊材加⼯业胶粘剂总耗量的60%左右，是胶粘剂中⽤量最⼤的品种。
[1]与其他胶黏剂相⽐，脲醛树脂也存在游离甲醛含量偏⾼，机械强度低等缺点。
探索脲醛树脂胶黏剂新的合成和改性⼯艺，以扩⼤其使⽤范围，⼀直是研究的热点。
[2]2发展现状：2.1脲醛树脂胶黏剂的优缺点脲醛（urea formaldehyde，UF）树脂占⼈造板⼯业中所⽤合成树脂胶总量的65% ~ 75%，其原料丰富、价格低廉，对⽊质纤维素有优良的粘附⼒，具有优良的内聚强度，有⼀定的耐⽔胶合强度，处理和应⽤容易。
但是，脲醛树脂存在耐⽔性差、储存期短、易⽔解、不稳定，尤其是其制造的⼈造板甲醛释放量⼤等缺点。
脲醛树脂——精选推荐
脲醛树脂胶粘剂是以脲素与甲醛生成的以树脂为主体的胶粘剂，脲醛树脂几乎是所有合成树脂中最廉价的，又因具有较好的性能(如较高的胶接强度，耐热性和耐老化性等)，且固化快，毒性低，原料易得，制造工艺简单，使用方便，胶层色浅且不污染板面而广泛应用于刨花板、胶合板、纤维板和细木工板等人造板的制造及矿物棉、矿物纤维和铸体砂型等材料粘接，是竹、木加工纸张粘接，钢化涂料等行业应用广泛的一种胶粘剂，是市场上需求量最大的胶粘剂之一[1]。
本研究采用添加聚乙烯醇对脲醛树脂胶加以改性，得出了其适宜的工艺条件和添加比例，所得改性脲醛树脂胶性能优于一般的脲醛树脂，尤其在粘接速度、耐水性、强度等方面有较大的提高。
1实验1．1原料及仪器原料：(1)脲素；(2)甲醛，化学纯；(3)六次甲基四胺，分析纯；(4)氢氧化钠；(5)聚乙烯醇。
仪器：250mL三颈烧瓶，球形冷凝管，电动搅拌器，200℃温度计，粘度计，电热套。
1．2实验原理1．3步骤①在带有电动搅拌器的250ml的三颈烧瓶中，加入1g PVA和30g质量分数为35％甲醛水溶液。
加热至4O℃左右，反应5min，使PVA基本溶解，溶液透明，允许有少量悬浮物；②升温至5O℃左右，加1．5g六次甲基四胺，全溶后用质量分数为2O％的氢氧化钠调pH值至8．0左右；③尿素5O g，按7：2：1质量比，分3次投料，升温至6O℃，投入第一批，并加0．5g PVA，缓缓升温到8O℃，反应30min；④用氢氧化钠调节pH=7．0，加入第二批尿素，保持温度8O℃以上。
反应30min；⑤再用氢氧化钠调节pH=8．0，加入第三批尿素，反应2O min；⑥降温至4O～5O℃，用NaOH调pH值至7．5-8．0，冷却出料得产品[2]。
2结果与讨论2．1各因素对反应的影响2．1．1原料量比(A)的影响固定其他条件，选定不同的甲醛与脲素的质量比，得实验数据见表1。
甲醛／脲素的量比降低，则胶粘剂羟甲基及游离醛含量降低，导致产品粘接力下降，储存稳定性下降。
氧化淀粉改性脲醛树脂胶
氧化淀粉改性脲醛树脂胶脲醛树脂胶是在竹、木加工，纸张粘接，钢化涂料等行业应用广泛的一种胶粘剂。
随着现代房屋装饰业的发展及木地板砖、竹地板砖的流行，其用量越来越大。
它具有生产工艺简单，原料广，成本低，使用方便之优点。
但是也存在有耐水性差，强度低，性脆，固化时胶层体积收缩，产生的内应力引起胶层龟裂，并在热固化时放出游离甲醛有毒气体污染环境的缺点。
为了克服这些缺点，已有较多关于利用苯酚、聚乙烯醇、三聚氰胺、硫脲等对脲醛树脂进行改性的研究报道。
使用这些改性剂对脲醛树脂的性能虽然有较大的改善，但原料价格昂贵，使生产成本增加。
近年来有利用面粉改性脲醛树脂的专利报道。
通过对照实验表明用面粉改性有如下不足之处：（1）用面粉改性的脲醛树脂胶如面灰糊，透明性和流动性差，不便于施胶和易凝胶。
（2）虽然增加了固化后胶的韧性，但未能提高耐水性的粘接强度。
为此本技术利用干法生产氧化淀粉作改性剂，进行了氧化淀粉必性脲醛树脂的实验研究。
本研究有如下特点：（１）使玉米淀粉通过氧化断链，形成有适当聚合度的醛化淀粉，从而增加它在水中的溶解度，使制备的改性脲醛树脂具有较好的透明性和流动性。
（２）由于氧化淀粉结构中部分葡萄糖单元中的C6上羟基转化为醛基，而醛基能与A阶段、B阶段的脲醛树脂中的羟基在固化剂（酸）和加热条件下形成半缩醛及缩醛，从而在固化时形成具有氧化淀粉链参与交联的体型结构，并且醛化淀粉分子间在固化条件下可以形成缩醛而交联。
由于缩醛结构具有耐水、耐碱、耐氧化剂的特点，从而提高了脲醛树脂胶的粘接强度和耐水性以及耐老化性能。
（３）粉状氧化淀粉加入后，由于其结构中含有多羟基能与游离甲醛形成缩醛从而降低了树脂中的游离醛含量，增长了贮藏期，减少了环境污染，并且可提高固含量。
（４）粉状氧化淀粉的制备方法简单，成本下降。
脲醛树脂的研究现状与研究前景
综述专论化工科技,2005,13(4):50～54SCIENCE &TECHNOLO GY IN CHEMICAL INDUSTR Y收稿日期:2005204214作者简介:严顺英(1982-),女,云南大理人,昆明理工大学在读硕士,主要从事精细化工、高聚物合成方面的研究。
33通讯联系人。
3基金项目:云南省教育厅科学研究基金项目(0112045)。
脲醛树脂的研究现状与研究前景3严顺英,顾丽莉33(昆明理工大学生化学院,云南昆明650224)摘 要:从脲醛树脂胶粘剂的合成机理、合成工艺参数及条件、游离甲醛含量的降低、树脂的改性、树脂的固化理论及化学构造等方面,综述了近几年来前人对脲醛树脂胶粘剂的研究进展,同时结合近期的研究工作,分析并提出了该合成树脂的未来研究方向。
关键词:脲醛树脂;合成机理;工艺;游离甲醛;改性;固化理论;化学构造中图分类号:TQ 323.3 文献标识码:A 文章编号:100820511(2005)0420050205 脲醛树脂(U F 树脂)是尿素与甲醛在催化剂(碱性或酸性催化剂)作用下,缩聚成初期脲醛树脂,然后再在固化剂或助剂作用下,形成不溶、不熔的末期树脂[1]。
脲醛树脂于1844年由B.Tollens 首次合成,1896年在C.G oldschmidt 等的研究后首次使用,而中国脲醛树脂是在1957年开始工业化生产的,1962年成为胶合板生产的主要胶粘剂。
脲醛树脂胶粘剂与其它胶粘剂相比具有许多优点,其中最大的优势是原料充足、价格低廉,是合成树脂中价格最低的[2]。
由于其优点被广泛应用于木器加工、胶合板、刨花板、人造板的生产及室内装修等行业,是目前粘合剂中产量最大的品种,占木材胶粘剂总产量的80%以上。
具有其它胶种难以取代的竞争力。
1 市场销售现状与展望1.1 市场销售现状脲醛树脂胶的消费主要集中在亚洲、西欧和北美等。
2001年西欧的消费量为2500kt ,美国消耗800kt ,印尼消耗750kt ,中国内地消耗达到1000kt 。
2015胶黏剂脲醛树脂2讲解
（三） 反应温度 大多数工厂采用弱碱－弱酸－弱碱合成工艺时，
开始是缓慢升温，然后在90度反应，最后在70－80 度脱水。 （四） 反应时间
与反应温度、介质pH值等直接相关。实际就 是反应终点的控制问题。 （五） 原料
尿素：硫7％，游离 氨<0.015％ 。
特点：胶接强度高；耐水性好；硬度高，耐磨性好；耐热性高， 光泽好；耐化学腐蚀，耐污染。
常用作塑料贴面板的装饰纸和表层纸的浸渍和人造板饰面纸的 浸渍。
一、三聚氰胺树脂的原料
N
H2N－C
C－NH2
N
N
C－NH2
M为弱碱性，几乎不溶于冷 水（100°C，5％）。
M很活泼，为六官能度。
二、三聚氰胺树脂的合成原理 （一），加成
（三）固化反应 凝胶点
CH2OH O
CH2OH
NH2
CH2
CH2OH
NH2
CH2
O
CH2
NH2
三、UF树脂胶粘剂合成反应的影响因素 合成工艺、配方直接决定树脂的结构、胶接性能
和最终胶合产品的甲醛释放量。
（一）、甲醛与尿素的摩尔比
游离F含量
树
胶合产品F释放量
脂
胶合产品（PB、FB）内结合强度
性
树脂羟甲基含量、贮存期
摩尔比为1：3，中性或弱碱性，70－80℃可形成 三羟甲基三聚氰胺。摩尔比为1：12时，可形成六羟甲 基化合物。 （二），缩合反应
Wf×Qf / Mf ＝ Wu×Qu / Mu×X Wf ＝ Mf ×[X ×（Wu×Qu ）/ Mu] / Qf
如：尿素100g，摩尔比1.1，则：
Wf ＝ 30 ×[1.1 ×（100×0.98 ）/ 60] / 0.37= 145.68（g）
脲醛树脂胶黏剂
脲醛树脂胶黏剂脲醛树脂胶黏剂的改性研究09应化卢琼32号一、脲醛树脂的特点脲醛树脂胶黏剂我国木材工业用量最大合成树脂胶黏剂,占木材加工业胶黏剂总消耗量60%多,占人造板用胶量90%左右。
脲醛树脂胶黏剂的主要优点是在固化之前具有水溶性，对许多基材使用都很方便，并且能同其他许多材料一起使用，它也可以使染料和颜料任意着色，耐溶性能好，硬度高。
胶接强度高、耐冷水性能、耐热水性能高;固化迅速;与水混溶性好,易调制合适黏度浓度等;但脲醛树脂也有其弱点：在固化时收缩率较大，胶层易产生裂缝，耐水性差;含有游离甲醛，在使用脲醛树脂或使用脲醛树脂胶黏剂制备的产品过程中，会释放出甲醛的恶臭味，并强烈地刺激人的视黏膜、鼻黏膜和上呼吸道，严重危害人的身体健康。
只有对脲醛树脂进行改性，降低游离甲醛含量，才能使之符合日益严格的环保法规的要求，保障消费者的身体健康。
所以，新的环保型脲醛树脂是脲醛树脂发展的方向[1]。
当前脲醛树脂黏胶剂的改性研究主要从以下几个方面入手：降低游离甲醛含量；提高脲醛树脂的耐水性；改进树脂稳定性；提高脲醛树脂胶粘接强度；减小脲醛树脂胶收缩性；改善脲醛树脂胶脆性；提高脲醛树脂胶初粘性等二、脲醛树脂的改性a、降低脲醛树脂毒性随着改性脲醛树脂胶黏剂研究的不断深入，树脂综合性能的到明显提高。
应用领域也随之拓宽。
但随着应用领域的不断扩展，脲醛树脂胶黏剂中游离甲醛含量高，以及在生产过程中交接制品散发出来的游离甲醛对环境造成的污染，成为严重的社会问题，越来越引起环保专家和消费者的关注。
所以，在不断降低产品综合性能的前提下生产和使用低毒脲醛树脂胶黏剂势在必行。
脲醛树脂中游离甲醛含量一般依据欧洲标准制定，利用钻空法测量板材中游离甲醛含量，据此判定脲醛胶中游离甲醛含量，分为E1级（<10mg/100g）、E2级（<30mg/100g）、E3（<60mg/100g），其中E1级和E2级属于环保型[2]。
（1）胶接制品甲醛释放的原因根据甲醛释放机理不同，游离甲醛存在方式分为两种：单体游离式及复合分解式。
影响脲醛树脂质量的因素都有哪些？
高分子材料科学与工程
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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。
5）甲醛与尿素摩尔比越大，产品粘附性越好。
甲醛与尿素摩尔比增大，则耐水性降低。
甲醛含量越高。
稳定性随摩尔比增大而下降。
甲醛与尿素摩尔比为1.5:1时所得产品综合性能较好。
6)配方比例：氧化淀粉改性脲醛树脂胶中当甲醛与尿素摩尔比为1.5:1氧化淀粉加入量为10%时所得胶粘剂综合性能较好，为实际应用中的合适配比。
故接近最佳配方的配比为：甲醛(36%)125g ；尿素60g ；氧化淀粉10.5g ；氨水适量；草酸适量。
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改进脲醛树脂胶耐水性差的方法
脲醛树脂胶耐水性差的原因，是由于固化后的树脂中仍然存在着亲水性的羟甲基和氨基，酸性固化剂使胶层呈酸性，酸能使次甲基键水解等。
这些因素均使得未改性的脲醛树脂胶耐水性能较差。
脲醛树脂胶的耐水性主要是指其胶接后的制品，在使用时经水分或湿气作用下，能保持其胶接性能的能力。
通常脲醛树脂胶比天然的蛋白质等胶耐水性好，但比酚醛树脂胶、三聚氰胺树脂胶要差，尤其表现在耐热水(大于70℃)和沸水时，在干、湿条件反复的作用或高温、高湿下，木材的粘接强度下降很快，缩短了使用期限，使使用范围受限。
因此，人们一直在努力，根据不同的应用场所与要求，对脲醛树脂胶粘剂进行改性。
现在对耐水性能的改进方法，主要是通过共混与共聚或加入填料等来实现。
共混与共聚并用有时效果会更高。
共混方法是加入聚乙烯醇缩甲醛、聚醋酸乙烯酯、丙烯酸酯、环氧树脂等。
共聚方法是在合成树脂时加入苯酚、三聚氰胺酸性盐、间苯二酚、苯胺、异氰酸酯等，进行化学改性。
研究实验表明：环状结构的物质其耐水能力比亚甲基二脲要高出200倍。
因此脲醛树脂中引入环状结构或其衍生物，对提高胶粘剂的耐水、耐老化性能及稳定性都十分有益。
如将三聚氰酸胺加入脲醛树脂中，由于形成三维网状结构，可以封闭亲水基团，而且它的碱性可以中和胶液中的残留酸，在一定程度上阻止和降低了树脂的水解和水解速度，提高了耐水性能;还可提高固化速度、缩短固化时间，或减少固化剂用量。
加入苯酚制成的改性脲醛树脂在提高耐水性能的同时，还可以制成不需脱水的树脂，所配胶液亦可达到木材粘接强度的指标，降低了制造成本。
近年来，加入异氰酸酯改性脲醛树脂耐水性能也很流行，能有效提高其耐水性能，特别是对含水率高的木材的粘接性能好。
共混与共聚并用：如将三聚氰酸胺与聚乙烯醇共同混用改性脲醛树脂，能使其有良好的耐水性能。
加入填料：如草木灰、氧化淀粉等进行改性，也有较好效果，既有降低成本又有降低游离甲醛含量的作用。
实验证明加入1%的草木灰和20%的氧化淀粉对脲醛树脂的改性效果最佳。