脲醛树脂制造所用的尿素及甲醛

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脲醛树脂的合成

脲醛树脂的合成

脲醛树脂(日用胶水)的合成一、实验目的学习脲醛树脂的合成原理和方法,从而加深对缩聚反应的认识。

二、实验原理脲醛树脂是甲醛和尿素在一定条件下经缩合反应而成。

第一步加成反应,生成各种羟甲基脲的混合物:第二步是脱水缩合反应,可以发生在亚氨基和羟甲基间脱水缩合,也可发生在二个羟甲基之间脱水缩合:此外,还有甲醛与亚氨基间的缩合均可生成低相对分子质量的线型和低交联度的脲醛树脂:这样聚合所得是线型的或低交联度的分子,其结构尚未完全确定。

一般认为其分子主链上具有如下结构:由于分子中尚有大量未反应的羟甲基,所以有较大吸水性,可制成水溶液或醇溶液。

当进一步加热或加入固化剂下,羟甲基与氨基进一步缩合交联成复杂的网状体型结构:由于在最终产物中保留部分羟甲基,因而赋予胶层较好的粘结能力。

脲醛树脂加入适量的固花剂[1],便可粘结制件。

经过醚化的脲醛树脂可制脲醛泡沫塑料[2]。

三、仪器与试剂仪器:三口烧瓶回流冷凝管磁力加热搅拌器温度计滴管量筒试剂:浓氨水甲醛溶液(37%)尿素pH试纸氯化铵1%NaOH四、实验步骤在50 ml的三口烧瓶上,分别装上搅拌器、回流冷凝管和温度计,在瓶下安装水浴加热装置。

向瓶中加入6ml的甲醛溶液(约37%),开动搅拌器,用环六亚甲基四胺(约0.15g)或浓氨水(约0.3ml)调至pH=7.5~8[3],慢慢加入全部尿素的95%[4]( 约2.2g)。

待尿素全部溶解后(控制温度为20~25℃)[5],缓缓升温至60℃,保温15min,然后升温至97~98℃,加入余下尿素的5%(约0.2g)并保温60min。

在此期间pH值降到6~5.5[6],在保温40min 时开始检查是否到终点,检查确认树脂已形成后[7],降温至50℃以下。

取出5ml胶粘液留待下步使用,其余部分用1%NaOH调至pH=7~8,转入玻璃瓶中密封保存。

向取出的5 ml脲醛树脂中加入适量氯化铵固花剂,充分搅匀后涂在表面干净的两块平整的小木板条上,然后让其吻合,并于上面加压,过夜,便可粘结牢固。

脲醛树脂的合成

脲醛树脂的合成

脲醛树脂的合成一.实验目的学习脲醛树脂合成的原理和方法,从而加深对缩聚反应的理解。

二.实验原理脲醛树脂是甲醛和尿素在一定条件下经缩合反应而成,第一步加成,生成各种羟甲基脲的混合物。

第二步是缩合反应,可以在亚氨基和羟甲基间脱水缩合。

或者羟甲基与羟甲基间脱水缩合:此外,还有甲醛与亚氨基间的缩合均可生成低分子量的线性和低交联度的脲醛树脂:这样继续下去,得到线性缩聚物。

其分子主链有以下的结构:上述中间产物中含有易溶于水的羟甲基,故可作胶黏剂使用,当进一步加热,或者在固化剂作用下,羟甲基与氨基进一步缩合成复杂的网状体型结构。

由于在最终产物中保留部分羟甲基,因而赋予胶层较好的粘结能力。

也可以在羟甲基与羟甲基间缩合脱水。

此外,甲醛与亚氨基间的缩合均可生成低分子量的线型和低交联度的脲醛树脂,这样继续下去,的线型缩聚物。

脲醛树脂的结构尚未完全确定,可认为分子主链上有以下结构:上述中间产物含有易溶于水的羟甲基,故可做胶粘剂使用,当进一步加热,或者在固化剂作用下,羟甲基与氨基进一步缩合交联成复杂的网状体型结构。

三.实验仪器和药品仪器:三颈烧瓶,回流冷凝管,电动搅拌器,温度计及其套管药品:甲醛(约37%),环六亚甲基四胺,浓氨水,尿素,1%氢氧化钠溶液,氯化铵四.主要反应试剂及产物的物理常数五.实验步骤在250mL的三颈烧瓶中,分别装上电动搅拌器,水冷凝管和温度计,并把三颈烧瓶置于水浴中。

检查装置后,于三颈烧瓶内加入35mL甲醛溶液(约37%),开动搅拌器,用环六亚甲基四胺(约1.2g)或浓氨水(约1.8mL)调至pH=7.5-8,慢慢加入全部尿素的95%(约11.4 g)。

全部尿素溶解后(稍热至20-25℃),缓缓升温至60℃,保温15min,然后升温至97-98℃,加入余下尿素的5%(约0.6 g),保温反应50 min,在此期间,pH为6-5.5。

在保温40 min时开始检查是否达到终点,到终点后,移开火源,适当在水浴中加入少量冷水,降温至50℃以下,取出5mL粘胶液留作粘结作用后,其余的产物用1%氢氧化钠溶液调至pH为7-8,出料密封于玻璃瓶中。

脲醛树脂的合成

脲醛树脂的合成

脲醛树脂的合成(4学时)【实验目的】学习脲醛树脂合成的原理和方法,从而加深对缩聚反应的理解。

【实验原理】脲醛树脂是甲醛和尿素在一定条件下经缩合反应而成,第一步加成,生成各种羟甲基脲的混合物。

第二步是缩合反应,可以在亚氨基和羟甲基间脱水缩合。

也可以在羟甲基与羟甲基间缩合脱水。

此外,甲醛与亚氨基间的缩合均可生成低分子量的线型和低交联度的脲醛树脂,这样继续下去,的线型缩聚物。

脲醛树脂的结构尚未完全确定,可认为分子主链上有以下结构:上述中间产物含有易溶于水的羟甲基,故可做胶粘剂使用,当进一步加热,或者在固化剂作用下,羟甲基与氨基进一步缩合交联成复杂的网状体型结构。

【实验仪器和药品】仪器:三颈烧瓶,回流冷凝管,电动搅拌器,温度计及其套管药品:甲醛(约37%),环六亚甲基四胺,浓氨水,尿素,1%氢氧化钠溶液,氯化铵【主要反应试剂及产物的物理常数】名称分子质量颜色晶型mp bp D n D溶解度H2O 乙醇乙醚甲醛30 无色气体-118 -19.5 1.083 s s ∞环六亚甲基四胺140.19Col rhb285-295subl 1.331 8112312abs sl浓氨水35.05 刺激气体-77 s尿素60.06 Col pr 135 d 1.3230 1.484 100172020sl氢氧化钠40.01 Wh delq 322 1557 2.1302540034710014abs氯化铵53.5 Wh cb 520 Subl 1.527 29.70 sl i339 75.810【实验装置图】【实验步骤】在250mL的三颈烧瓶中,分别装上电动搅拌器,水冷凝管和温度计,并把三颈烧瓶置于水浴中。

检查装置后,于三颈烧瓶内加入35mL甲醛溶液(约37%),开动搅拌器,用环六亚甲基四胺(约1.2g)或浓氨水(约1.8mL)调至pH=7.5-8,慢慢加入全部尿素的95%(约11.4 g)。

全部尿素溶解后(稍热至20-25℃),缓缓升温至60℃,保温15min,然后升温至97-98℃,加入余下尿素的5%(约0.6 g),保温反应50 min,在此期间,pH为6-5.5。

脲醛树脂的制备

脲醛树脂的制备

工大学材料系料与工程实验6 脲醛树脂的制备(缩聚反应)一、目的要求1. 了解缩聚反应的原理。

2. 熟悉脲醛树脂的制备方法3. 了解醛树脂的用途。

二、原理脲醛树脂是由尿素和甲醛(一般用甲醛水溶液)缩合得到的热固性树脂,是俗称氨基树脂中的主要品种,也是热固性塑料中产量较大的一个品种,它的主要用途是做粘合剂,用于粘结木材(如胶合板)和层压塑料;其次是制模塑粉,生产各种机械制件,食品用具、文具等。

其制品的特点是色彩鲜艳,表面硬度较好,其缺点是吸水性大,耐冲击和耐温都较低。

脲醛树脂的缩聚反应及其结构非常复杂,它的反应因尿素和甲醛的比例,溶液的pH 值以及反应温度的不同而不同。

—般尿素与甲醛的摩尔比1:1.3~2.0为宜。

为调节反应的PH 值,常加入氢氧化钠或六次甲基四胺。

根据要求,控制缩聚反应进行的程度,可制成线型的(A 阶段),支链型的(B 阶段),以及体型的(C 阶段)各种不同结构的树脂。

在实际生产中,总是将缩聚反应控制在A 阶段,最多不超过B 阶段,只是在最后一步产品成型中才使缩聚进行到C 阶段,即形成体型结构。

所谓体型聚合是指某一2官能度的单体和另一2官能度以上的单体缩聚时,先产生支链,然后进一步交联成体型结构的缩聚过程。

尿素与甲醛的反应,是工业上常用的缩聚反应之一。

该反应常受pH 值的影响较大,在中性或弱碱性(PH =7~8)时,可得第一阶段的一或二羟甲基脲。

22OH 2OH一羟甲基脲二羟甲基脲一羟甲基脲相互反应,可得直线状的聚亚甲基脲:222OH 22n二羟甲基脲相互反应,可得环状的聚亚甲基脲:NCH 2N CH 2N CH 2N CH 2NCH 2N CH 2COCO CO 尿素与甲醛在中性或弱酸性(PH =5~7)中反应,可得亲水性树酯,将此树脂以脱安徽理工大学材料系高分子材料与工程水处理,可得到很高熔点的玻璃状结构。

初期的缩聚合反应所生成的为线型的结构。

N CO 2OHNH CH 2NH CO NH CH 2N CO N 2OH H体型结构是由羟甲基和亚胺基反应形成亚甲基或两个羟甲基间反应形成醚链而得。

苯酚甲醛制酚醛树脂 尿素甲醛制脲醛树脂

苯酚甲醛制酚醛树脂 尿素甲醛制脲醛树脂

酚醛树脂反应--酚醛树脂与缩聚反应酚醛树脂反应--酚醛树脂与缩聚反应酚醛树脂是世界上人工合成的第一类树脂材料,它具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能,而且由于它原料易得,合成方便,目前仍被广泛应用酚醛树脂反应--酚醛树脂与缩聚反应酚醛树脂是世界上人工合成的第一类树脂材料,它具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能,而且由于它原料易得,合成方便,目前仍被广泛应用。

在高中教材里,酚醛树脂作为缩聚反应的典例,阐述了单体分子聚合成高分子的一种形式。

与加聚反应不同,单体分子在发生缩聚反应时,生成的不仅仅是高分子化合物,还有小分子物质(如水)生成。

也正是因为单体间缩去小分子物质,才成为有机物彼此连接成链状或体型的直接诱因。

一、酚醛树脂的生成和缩聚反应原理缩聚反应是指单体间相互反应,生成高分子化合物同时生成小分子的聚合反应。

酚醛树脂是由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚而成。

反应机理是苯酚羟基邻位上的两个氢原子比较活泼,与甲醛醛基上的氧原子结合为水分子,其余部分连接起来成为高分子化合物——酚醛树脂。

反应的方程式可以表示为:如果采用不同的催化剂,苯酚羟基对位上的氢原子也可以和甲醛进行缩聚,使分子链之间发生交联,生成体型酚醛树脂,如图:体型酚醛树脂绝缘性很好,是用作电木的原料。

另外,以玻璃纤维作骨架,以酚醛树脂为肌肉,组合固化制成复合材料即玻璃钢。

二、脲醛树脂的制备在教材244页选做实验上,尿素晶体和甲醛溶液在盐酸做催化剂的条件下反应制取脲醛树脂。

反应原理为:反应中尿素分子中氨基上两个氢原子比较活泼,与甲醛醛基上氧原子结合生成水分子,其余部分相互连接为高分子化合物脲醛树脂,此反应原理与酚醛树脂的生成极为相似。

实验操作很简单,只需用力振荡试管3分钟(使尿素晶体和甲醛溶液充分接触发生反应),试管中即有白色粘稠固体生成,白色固体可溶于正丁醇等有机溶剂。

脲醛树脂通常可作为密度板的粘胶剂。

脲醛树脂与氨基树脂

脲醛树脂与氨基树脂

脲醛树脂与氨基树脂在现代材料科学领域,树脂材料的研究与应用日益受到关注。

其中,脲醛树脂与氨基树脂作为两种重要的合成树脂,凭借其优良的性能和广泛的应用前景,备受瞩目。

本文将对这两种树脂的材料特性、制备方法及其在不同领域的应用进行详细探讨。

一、脲醛树脂脲醛树脂(UF resin)是一种由尿素和甲醛通过缩聚反应得到的合成树脂。

它具有较高的力学强度、良好的耐热性、耐候性和化学稳定性,因此在众多领域得到了广泛应用。

1.制备方法脲醛树脂的制备主要采用醇解法和酸解法。

醇解法是将尿素和甲醛混合后,在醇类催化剂的作用下进行缩聚反应;酸解法是将尿素和甲醛混合后,在酸性条件下进行缩聚反应。

2.应用领域脲醛树脂在以下几个领域具有广泛应用:(1)木材加工:脲醛树脂作为木材胶粘剂,具有优良的粘接性能和耐水性,广泛应用于木制品加工、家具制造等领域。

(2)塑料制品:脲醛树脂可用于制备塑料制品,如塑料板、塑料管等,具有较高的力学强度和耐热性。

(3)涂料:脲醛树脂作为涂料的基料,具有良好的附着力、耐候性和耐磨性,广泛应用于建筑、汽车、家电等领域。

二、氨基树脂氨基树脂(AM resin)是一类以氨基酸为基本原料,通过缩聚反应得到的合成树脂。

它具有较高的强度、韧性、耐热性和耐腐蚀性,已成为众多领域不可或缺的材料。

1.制备方法氨基树脂的制备主要采用醇解法和酸解法。

与脲醛树脂制备方法类似,氨基树脂的制备过程中,也需要在醇类催化剂或酸性条件下进行缩聚反应。

2.应用领域氨基树脂在以下几个领域具有广泛应用:(1)化学制品:氨基树脂可用于制备化学制品,如氨基涂料、氨基塑料等,具有优良的耐腐蚀性和耐热性。

(2)橡胶制品:氨基树脂作为橡胶制品的原料,具有较高的强度和韧性,广泛应用于轮胎、胶管等领域。

(3)电子产品:氨基树脂可用于制备电子产品的外壳、散热器等部件,具有优良的耐热性和耐腐蚀性。

总之,脲醛树脂与氨基树脂作为两种重要的合成树脂,在材料科学和工程领域具有广泛的应用。

实验四脲醛树脂的合成与应用

实验四脲醛树脂的合成与应用

实验四脲醛树脂的合成与应用脲醛树脂是由尿素与甲醛经加成聚合反应制得的热固性树脂。

产物的结果比较复杂,直接受尿素与甲醛的摩尔比、反应体系的PH值、反应温度、时间等条件的影响。

例如:当在酸性条件下反应时,产物是不溶于水和有机溶剂的聚次甲基脲:在碱性条件下发生反应时,则生成水溶性的一羟甲基脲或二羟甲基脲等等。

脲醛树脂具有毒性小、固化后透明性高、胶缝无颜色、原料充足、价格低廉等优点,主要作为粘合剂用于建筑、塑料、涂料、纺织等行业。

一、实验目的了解脲醛树脂性质、用途,掌握其合成方法。

二、实验原理脲醛树脂合成机理比较复杂,一般认为分以下两步进行:1)反应物为初期中间体尿素和甲醛在中性或微碱性介质中生成较稳定的一羟甲基脲、二羟甲基脲等:2)缩聚反应(树脂化) 羟甲基脲中含有活泼的羟甲基,可进一步缩合生成聚合物.由于碱性条件下缩聚反应很慢,所以调节在微酸介质中,羟甲基脲和未反应的尿素、羟甲基与羟甲基之间进行亚甲基化反应,典型的反应有还有甲醛和亚氨基之间的缩合,可生成低交联度的线型脲醛树脂,加热或加入固化剂能加速反应的进行,羟甲基和氨基能进一步缩合,交联成体型网状结构。

三、实验步骤:1)碱性加成阶段在装有回流冷凝器、温度计、搅拌磁子的250 mL三颈烧瓶中,注入15mL质量分数为37%甲醛水溶液,开启搅拌器加热搅拌至30~C保温。

加入尿素5 g,,按2:1质量比,分二次投料,慢慢加入第一批尿素溶液,等全部溶解后,缓慢升温到70℃,反应l5min.保温结束后,加入第二批尿素溶液,缓慢升温到90℃,保温反应30 min,则加成反应结束.呈现粘稠乳白色悬浮液。

2)把白色悬浮液倒入纸杯中,加入5g填料,充分搅拌均匀。

3)加入2mL磷酸,搅拌均匀后,静置10min,得到均匀的固体。

实验现象:碱性加成阶段,随着温度的升高,尿素不断溶解,反应液逐渐由无色透明转为乳白色液体,最后得到粘稠的乳白色悬浮液;分别加入填料、磷酸充分搅匀,静置后的均匀的固体。

柔性脲醛树脂工艺配方和操作规程

柔性脲醛树脂工艺配方和操作规程

柔性脲醛树脂一、工艺配方1.甲醛:1165kg(含量为37%±0.5%);2.尿素:500kg(两次加入①453k g②47kg含量为46.3%);3.氯化铵溶液:适量(比例为:氯化铵:水=1:4,氯化铵的含量为98%);4.液碱:适量(含量为30%-40%)5.聚乙烯醇:4.1kg(PV A,型号1799-H,絮状,一级品)。

二、操作工艺1.上料:先一次性加入甲醛,加碱中和(750ml以上,PH值为7.5左右),后一次性加入聚乙烯醇,在加入第一次尿素。

2.升温:料全部上好后,用20-30分钟时间用蒸汽加热至40-45度后,关闭蒸汽加热阀门,靠自身反应提升温度,慢慢升温至91℃±2℃(85-90℃),保温1小时。

3.反应:保温1小时后降温至88℃开始反应(此时的PH值为7.5-8.0之间),慢慢的分批的加入1600ml左右氯化铵溶液,使PH值降至4.8-5.1之间就可以了,在加氯化铵溶液时,温度不要超过92℃,待PH值到位后,温度可以达到94±1℃,继续反应,待树脂的水溶性达到3.8-4.5之间即为终点。

4.中和:树脂的水溶性达标后,加入1300ml左右的液碱中和,待PH值达到7.5-8.0之间就可以了,最后加入二次尿素,此时为树脂合成结束。

5.脱水:上述情况结束后,对树脂进行脱水,当粘度达到100-130“/25℃(涂-4杯检测),即为终点,整个过程大约需要2小时左右。

6.冷却、包装:脱水结束后,对树脂进行包装(树脂空桶要清洗,确保干净度),包装好后,在桶盖上标注好商标(包括树脂名称、批号、粘度、生产日期等),到此,生产过程已全部结束,总时间约为6小时左右。

7.脲醛树脂检测标准,粘度(100-130”/25℃,涂4杯测);水溶比(1:2。

5-4.5/25℃),固含量(60-65%,120℃烘2小时);PH值(7.8-8.1)。

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脲醛树脂制造所用的尿素与甲醛的供应和计量脲醛树脂是人造板行业中使用的重要原料之一,对人造板的质量起着决定性的作用,而且在人造板的成本中占重要地以纤维板和刨花板为例,脲醛树脂的原料用量与木材用量之比(质量比)约为1:(7.5-8.5),但由于其单价较高,因此对成本的影响分别占25%与45%左右。

尿素和甲醛的原料价格高低、质量好坏及计量准确与否,对人造板生产企业的经济效益及产品质量影响巨大。

1 尿素1.1 尿素的计量在讨论这个问题之前,不妨先介绍一下国外大型企业是如何解决这个问题的。

2005年美国GP 公司曾数次派代表团到我公司进行交流。

据介绍,他们采用的是特制的火车槽车装运散装尿素,每辆椭圆形槽车下有个锥形斗。

经火车地磅过秤后,即可将尿素通过锥形斗装入螺旋输送机中,再通过斗式提升机进入工厂的锥形储斗,储斗筒形侧壁有料位监视装置,锥部侧壁装有活塞式空气振动器,支座上装有电子秤。

向胶罐加料时,启动储斗出口的旋转给料阀,通过电子秤上显示的质量变化即可得知向胶罐中加入的尿素质量。

其优点可归纳如下。

1.1.1 采用散装尿素可降低成本采用散装尿素,不使用包装袋,也不需要人工搬运尿素,可降低成本。

国内目前尚无散装尿素,均为袋装尿素,有40kg/袋与50kg/袋两种包装,包装材采用每吨包装费约为50-60元,人工装卸搬运费若以10元/t 计,则两者共需60~70元/t。

一个年耗尿素3万t人造板生产企业,如能省下这笔开支,一年即可增加l80~2l0万元。

散装尿素的前提是要有货源,并且尿素流动性要好且无结块。

据了解,国内大型尿素装置(50万t/年)均有散装尿素库,而且由于生产稳定,各项操作指标控制严格,所以通常尿素均不结块。

但是,国内人造板生产企业一般没有进厂专用铁路线,采用上述铁路槽车有一定的困难,但可考虑采用特制的汽车槽车(或翻斗车改装),将尿素从散装尿素库装车后运至使用点。

附近有大型尿素装置的人造板企业可考虑采用这个方案。

为了降低成本、减少包装袋的能耗和对环境的污染,应逐步倡导和推广散装尿素,就像推广散装水泥一样。

1.1.2 电子秤自动计量可减少误差使用电子秤自动计量,可减少人工读数误差。

但是,我国人造板生产企业大多自设树脂车间,袋装尿素进厂时虽已经过汽车地磅秤量,但在投料前一般均不再秤量,而是通过加料斗中所加入的尿素袋数,估算出所加尿素的质量,这就存在着许多误差。

国内只有少数厂家的尿素加料斗、甲醛计量罐或制胶罐支座上安装有电子秤,对尿素或甲醛投料的准确计量颇为有益,这个办法今后应推广使用1.2 尿素的质量指标1.2.1 尿素纯度与水分脲醛树脂的质量对纤维板的各项质量指标,特别是甲醛释放量具有决定性的作用。

为了降低纤维板中甲醛的释放量,需要采取多种措施,其中最有效的手段就是降低脲醛树脂中甲醛与尿素的n(F)m(U) 比值。

但n(F)/n(U)比值的降低也是有限度的,过低的-(F)m(U)比值会导致树脂不能很好地交联成网状结构,从而使人造板的胶合强度下降,同时会产生树脂储存时间短和固化时间长等不良后果。

n(F) (U) 比值的细微变化均会导致树脂质量较大的波动,从而影响板材的质量。

在n(F)/n(u)比值较低的胶水中川(F)/n(U)比值的准确性就显得非常重要。

脲醛树脂的原料是尿素和甲醛,甲醛较易测定,一般均根据所测定的浓度调整投料量。

要控制n(F) (u)比值,除甲醛外,还必须了解尿素的纯度。

但尿素包装袋上印制的含氮量并不能反映尿素的纯度。

首先,尿素中的杂质缩二脲及亚甲基二脲均含氮;其次,尿素含氮量是按干基折算的,当含水较多时,就与实物含氮量有较大的差别。

但很多人并不了解这一点,往往被包装袋上印制的含氮量所迷惑,以为含氮≥46%,尿素纯度就≥98.56%(实物含氮量/理论含氮量-46~6.67),实际上扣除水分及其它杂质后,尿素的纯度就大打折扣了。

另外要说明的是,一些用甲醛处理的包膜缓效尿素,往往含有较多的亚甲基二脲。

人们经常可以看到包装袋内的尿素结成像冰一样的硬块,根据笔者的经验,其水分含量至少在2%或更多。

如果包装袋未破损,则其水分只能推断为尿素生产过程中所带来的,而不是在储存过程中所产生的。

也就足说50kg一袋的尿素实际只含49 或更少些,即实际尿素价格已上涨了2%。

一个年耗尿素3万t的人造板企业,一年内可能多开支一百多万元向尿素生产厂家购买水分。

对结块严重的尿素,投料时还必须额外消耗人工将结块进行破碎处理,以免卡住加料斗。

即使这样,还难免结块尿素人釜,造成反应过程中局部尿素浓度过高,导致局部物料配比失控。

当然尿素堆放过久也会有结块现象,但如果水分不超标,其结块一拍即散,说明只是表面受压粘接,与上述情况完全不同。

l-2.2 缩二脲据研究,在制备低n(F)/n(U)比值的脲醛树脂,若缩二脲含量大于l%时,则树脂在贮存过程中羟甲基含量会明显降低lI1,从而影响其粘接性能。

在生产中还可以看到,在制造低n(F)/n(U)比值的E1级脲醛树脂过程中,若缩二脲>1%时,除具有上述情况外,所制得的脲醛树脂稳定性差,存放1d就有少许白色沉淀物产生。

1.3 尿素的定点供应由于人造板生产企业化验力量有限,尿素的质量想通过化验把关并不容易。

尿素含氮量及缩二脲含量分析要使用特定仪器,即使尿素中的水分含量也要采用卡尔·费休法测定(不能简单采用烘干法测定);另外,还要培养训练有素的化验员。

在实验室中很容易控制的n(F)/n(U)比值,到了工业化大生产中却成了一个工程问题。

如何保证投料时尿素计量的准确性,从而正确控制n(F) (U)比值值得进一步探讨。

我国虽是一个尿素的生产大国,但尿素生产企业众多,其工艺流程、生产规模及管理水平差别甚大。

严格来说,脲醛树脂应采用工业级尿素,根据GB2440—2001标准中的相关规定,工业一级品尿素中含氮量≥463%,缩二脲40.9%,水中不溶物≤0.01%,游离氨40.02%,铁40.0005%,水分40.5%,这是比较合适的。

但国内99%以上的尿素均为农用尿素,生产工业级尿素需要特设的流程来保证质量指标,价格也相对提高。

因而通常只选用农用尿素一级品或优级品,其缩二脲含量分别为≤1.0%与0.9%(详见GB2440—2001)。

但由于国内中小尿素生产企业的管理与自控水平不高、生产不稳定且波动大,包装袋上印制的含氮量、质量及产品等级等指标不一定与袋内实物相符合。

那么如何来保证尿素的质量呢?笔者建议,在中国特定的条件下,可考虑采用购买名牌产品的办法,定点供应,即尽可能选用大装置(单套≥50万t/年) 生产的尿素,其理由如下所述。

(1)尿素中的缩二脲主要是在尿素蒸发过程中产生,2分子尿素在高温下缩合成1分子缩二脲并放出1分子氨。

尿素生产的最后一个工序,是将浓度为74%的尿液在高温(130-138℃)及高真空(3~10kPa)下连续蒸发浓缩到99.7%的浓度,然后在造粒塔高空喷洒而出,冷却造粒。

其蒸发温度、压力及浓度正好适合缩二脲的生成,因而尿素中含有缩二脲是不可避免的。

但在连续蒸发的过程中,停留时间愈短,缩二脲的含量就愈低;而对产量低的生产装置而言,由于尿液在蒸发过程中停留时间较长,因此缩二脲的含量就较高、游离氨的含量也可能较高。

而采用日本改良C法生产的结晶尿素(沸腾干燥脱水),因其生产工艺流程特殊,所得尿素中缩二脲含量大幅下降(≤0.5%),但国内很少有这样的生产企业。

(2)尿素中的水分也受制于尿素蒸发过程。

大型尿素生产装置由于自控精度高、温度及真空度波动较小,所以生产相对较稳定,因而较能保证水分不超标(≤0.5%);而中小尿素生产装置难免有蒸发温度及真空度的波动,其水分必然经常超标,难以稳定,这对农用而言也许无害,但工业用却未必合适。

(3)以天然气为原料的大型尿素生产装置,其原料天然气成分相对较均匀、杂质较少,因而尿素中其它杂质(如硫酸盐)也就能控制在较低的水平。

(4)从袋装尿素的计量准确性来说,自控程度高的自动包装机可做到每袋包装质量误差为±0.4%,但也有不少企业每袋包装质量误差为±1%(通常正偏差较少,而负偏差较多)。

如果袋装计量误差为一1%,水分误差为一2%那么实际投料比就会比所要求的投料比有一3%的出入,这对n(F)/n(U)比值的控制带来了难以容忍的不确定性。

2 甲醛2.1 甲醛的供应国内人造板生产企业所用的甲醛均为含甲醛37%的水溶液。

考虑到运输成本,含水63%的甲醛溶液长途运输并不经济。

因此很多人造板生产企业外购甲醇、自制甲醛,造成甲醛生产企业布点分散、规模偏小,为节省投资都采用银法工艺。

由甲醇制备甲醛只有一步氧化反应,工艺并不复杂,但利润率却很高,通常2-3年即可收回投资。

由于甲醛生产属于化工行业,而某些人造板生产企业的领导,对危险性较大的化工生产望而生畏,于是往往将甲醛厂包给别人,不但损失了一大块利润,而且原料质量不一定能得到保证。

2006年8-11月及2007年9-10月,由于种种原因造成甲醛价格从1600元/t涨至2100元/t,很多不自产甲醛的人造板企业大吃苦头,短短几个月就损失了数百万元。

国外情况则有所不同,他们认为各厂自制的甲醛并不是最佳选择。

一些大公司采用甲醇消耗定额较低的铁钼法工艺生产甲醛。

为了保证安全和降低运输费用,他们一般不向人造板生产企业出售甲醛水溶液,而是出售浓度为85%的脲醛预缩液,所以要求甲醛浓度不是37%而是50%。

一个10万t/年甲(37%)的生产企业,铁钼法比银法工艺可减少甲醇消耗约2000t/年(600万元/年),同时副产的高压蒸汽还有较高的利用价值。

2.2 甲醛的计量在计量方面,通常装运甲醛的汽车槽车是通过地磅秤量的。

然而从甲醛贮罐向制胶罐投料时,除少数厂家通过胶罐支座上的电子秤计量外,多数厂家是从计量槽液位置读出加料体积数。

而该体积不仅与当时的气温有关,还与读数人员的位置、标尺精度等有关,因而计量误差较大。

对安装电子秤有困难的企业,不妨可在甲醛管道上加装精度较高的、数字显示的电磁流量计(蜗街、蜗轮电磁流量计),从而读出瞬时流量与累积量以供复核。

2.3 甲醛的质量指标在甲醛质量指标的控制方面,除甲醛浓度外,就是甲醇、酸及铁离子的含量。

过去因为转化率较低,甲醛水溶液中往往含有6%-12%的甲醇。

随着技术的不断进步,甲醛转化率不断提高,甲醛水溶液中的甲醇含量可降至0.5%左右。

但是,为了避免气温较低时甲醛在贮存或运输过程中的自聚,有些企业根据气温高低的不同,要求甲醛中必须添加一定量的甲醇,以延长树脂的贮存期。

但当甲醇含量提高时,反应速率会降低。

由于甲醇单价(1600元/t)较高,如每t甲醛加5%甲醇,则成本就增加80元/t。

因而很多企业改用聚乙酸乙烯酯缩醛化合物t2J(200元,kg),这种高效甲醛阻聚剂用量很少,一般在5.0xl0 %以下。

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