粉末脲醛树脂的合成与应用

粉末脲醛树脂的合成与应用 热固性榭脂 n目m?eniJI窖Resin 第l6卷第6期 V(il.16No.6 2001年】]月 N(iv.200l 粉末脲醛树脂的合成与应用 汪多仁 (吉化公司石井1掏联合化工厂.吉林132105) 摘要:介绍了粉末脲醛树脂的生产新工艺,应用及市场发展. 关键词:粉末骡醛树脂;制备;应用 中国分类号:TQ323文献标识码:A文章编号:1002—7432(2001)06-0042—03 1前言 脲醛树脂是热固性树脂中产量最大的品种粉 状脲醛树脂是由合成树脂乳液通过喷雾干燥方法制 备的一种新型树脂,这种尿素,甲醛化合物的共缩 粉末树脂加水溶解可同液体胶一样使用,粉状树脂 体积小,可用纸袋或塑料袋包装,便于运输,从而 降低包装成本和运费.粉状树脂突出的优点是具有 优良的耐久性,贮存稳定性,耐热性,亦利于集中 生产. 2性能特点 粉末脲醛树脂具有可抗水解,固化迅速.不冒 气泡,甲醛释放量低的特点.如果对耐水性有进一 步要求,可与传统的酚醛树脂等配合使用.在必要 时,可加入添加剂,如热塑性树脂,静电防止剂, 填料,防腐剂,增量剂和着色剂等这种流动性 好,不融合的粉末,使用很方便,其成本之低廉是 传统技术无论如何也达不到的,且树脂固化迅速, 耐久性,耐水性和贮存稳定性好.作为粘合剂不仅 能保持纤维质或颗粒材料的理想物理特性,还能赋 予产品某些特殊物理特性,使用粉末脲醛树脂制备 玻璃纤维块非常方便,只要将玻璃纤维浆料掺混在 水分散介质中,然后成型,脱水再将树脂粘合剂涂 在带孔的纤维块表面.让其通过烘炉即可. 3应用 脲醛树脂是尿素的重要下游产品之一,在该领 域内的需求量大致为所有工业用尿素的一半,主要 用于粘合剂,层压塑料,纺织品后整理剂,纸张处 理剂及制造电气零件,机械零件和日常用品的模塑 粉等.具有很多优点,目前仍在不断发展中. 粉末脲醛树脂适用于普通脲醛树脂应用的全部 领域.与普通脲醛树脂相比,粉末脲醛树脂又特别 适用于成型材料,粘合剂和制作层压板及发泡体的 材料.也适用于生产玻璃纤维板和无机盐板材或复 合材料,粉末脲醛树脂还可用于金属盐式复合材料 的粘合剂,可直接与金属掺台,接着进行机械混 合,用挤出方法成型,在环境温度下固化,具体应 用领域如下: 3.1工程塑料 脲醛树脂的重要用途之一是生产无色,无臭, 可任意进行着色的装饰性良好的模塑制品.因其价 格低廉,原料易得,广泛用于制造电器元件,餐 具,玩具,化妆品和药品的容器盖,钮扣,照相器 材,电气照明设备零件和电话机零件等.在生产过 程中通过加入纤维素,固化剂,润滑剂,稳定剂, 着色剂,经混合,粉碎,筛分成粉状,使用前,加 入模具内进行加热,加压热熔和固化,形成各种模 塑制品,其特点是表面硬度高,耐刮伤,无色透 明,可制成色彩鲜艳的塑料制品. 脲醛树脂可用于泡沫塑料,使用的初始脲醛树 脂一般为羟甲基脲预聚体或经多元醇醚化的低分子 产物,在添加表面活性剂,固化剂及稳定剂后,借 助于机械搅拌或化学起泡形成泡沫体经干燥后成为 多孔性泡沫状固体.由于脲醛树脂塑料的隔热性优 良,价格低,己广泛用于保温材料及吸音材料. 3.2粘合剂 脲醛树脂为用途广泛的热固性树脂,有80% 用于粘合剂,特别用于木材加工.脲醛树脂在加入 砂,木屑,滑石,氧化铁红后可用于制砖,粘接建 筑材料,填补混凝土裂缝或作为密封材料使用.美 国用脲醛树脂粘接短玻璃纤维制成板,用作屋面修 收稿日期:2O00—12—29 作者筒秆:汪多仁{l948一),男,满族,辽宁安末人,工程师,发表文章数 十篇 第6期汪多仁:粉末脲醛树脂的合成与应用 缮的覆盖材料.这种材料可降低屋面制品的沥青用 量,减轻重量,提高覆盖材料的生产效率.其抗腐 蚀能力强,使用寿命长,且能提高阻燃能力.匈牙 利将脲醛树脂用于常温下的压制砖的牯合剂,这种 粘合剂同时能起到油/水相斥的混合剂作用,这样 压制出来的煤块,在燃烧后只剩下二氧化碳和水, 不产生煤灰.这样,起到了环境保护的作用,并提 高了能源利用率.制作脲醛泡沫的发泡浆液在固化 前可直接作为粘合剂使用,能减少涂胶量,降低成 本. 3.3造纸助刺… 随着工业和社会的发展,新型功能性纸张的应 用己越来越广泛,由此使纸用化学品的用量逐年增 加 瑞士汽巴一嘉基公司与美国卡伯特公司共同开 发了向纸中添加脲醛树脂白色填料的制造技术,其 制造方法有几种:一种是快速固化法,即生成硬的 缔合体的方法,先使甲醛和尿素以1:2的物质的量 比合成为初级缩合物,再往缩合物中加酸进行快速 凝胶反应,经熟化后再使未反应部分继续反应,中 和,粉碎成符合造纸要求用的粒子;另一种是较缓 慢进行反应得到柔软的凝胶状粒子的方法;另外还 有其它不同的制造方法.德国生产的脲醛白色填料 为脲醛树脂在强酸浴中迅速交联而成的为不熔性白 色细小颗粒,其比重轻,粒子细,分散性好,且具 有良好的不透明性,常用于纸张添加剂,如用于涂 布纸涂料中可改善纸张的光泽度,不透明性及印刷 性能. 34长效肥料 尿素作为肥料,在旋人土壤中后,在脲酶的作 用下易分解出氨,尿素的溶解度大,会随土壤中的 水分流失.此外,由于部分尿素附着在土壤颗粒表 面难于被作物吸收,使尿素的有效利用率不高,尿 素与甲醛的缩合物的释氨速度远低于尿素,且肥效 高于尿素,可用于缓释性肥料,此种缩合物具有促 进土壤形成团粒结构,保墒,防止沙化及增加作物 根系穿透力的功能.日本将晶体六次甲基四胺和十 水硼酸钠加入到甲醛溶液内,再加入尿素后制成羟 甲基脲,再用20%的硫酸调节DH为3.5,制成粉 状长效肥料,能长期贮存,不减肥效,缓释性能良 好,可减少植物中硝酸盐的积聚使作物丰收,由于 制品可直接干拖于农田内,方法简单,在国内外己 获得较大的发展. 3.5饲料添加剂 尿素可用于饲料的添加剂,尿素能在动物体内 水解成氨,再由微生物合成菌体蛋白被动物消化吸 收,但由于尿素易溶解,放氨速度快,添加过量易 使动物中毒,当制成粉状脲醛树脂后,可减缓氨的 释放速度,使之均匀被动物利用,从而避免中毒, 这种蛋白饲料可替代30%的粗蛋白氮饲料添加剂, 为解决饮料蛋白来源开辟了新的途径 4市场展望 脲醛树脂大量用于木材的粘合剂,由于具有合 成工艺简单,使用方便,成本低廉,性能良好等优 点,己成为我国人造板生产的主要胶种,约占木材 工业用胶量的80%2000年国内人造板产量为 600m,需脲醛树脂约400kt;其次用于涂料和纤 维素纸加工处理等.世界的年需求增长率为3%一 4%,国内的年需求增长率为4%,5%.目前,国 内的大部脲醛树脂生产主要集中在木材加工厂,由 于自产自用,投入市场量有限.近年,由于木器家 俱,纺织器材,文体用品,工艺品的发展与农用器 具使用量的增加,使脲醛树脂的需求增长较快,国 内的供应己呈现供不应求之势.粉末脲醛树脂就是 一 例. 5生产工艺 国外生产的粉末脲醛树酯采用的是先浓缩再用 热空气干燥的方法,再将干燥后的树脂用粉碎机粉 碎成粉末状,但大多数用喷雾干燥法制取粉末胶. 喷雾干燥是将液体脲醛胶用泵打人雾化器内,有两 股压缩空气进入雾化器内,分别作为1次气和2次 气,将液体胶喷成细雾,同时进行传热和传质过 程,水分汽化,物料被干燥后随湿气一起进入旋风 分离器内,干燥后的脉醛树脂胶粉经旋风分离器下 IsI出料包装.国内采用缩聚,真空脱水,离心分 离,喷雾的方法生产粉末脲醛树脂. 具体操作实例如下l2J: 实例1 用于纤维板生产的低含量游离甲醛的稳定性粘 合剂用强碱处理后的甲醛为原料,在加入尿素后 使(甲醛):n(尿素):1.5,1.95,在加热至 沸点温度下,调整DH值为5.5,6.8,当反应介质 达粘度要求时即为反应终点.再加入无机碱和尿素 经冷却后,(尿素):(甲醛)=110,1.40. 调整pH为8.0,8.5,制成固含量为(64—66)% 的固态脲醛树脂,粘度(25)150,300mPa?s. 具体操作如下: 先将36.6%的甲醛液用三异丙胺调整DH为8 热固性树脂第l6卷 一 8.3,再加入尿素,n(甲醛):(尿素)= 1.52,加热至沸点温度,维持反应20,35min后, 用甲酸调整DH为6.0,6.5后继续进行缩聚至粘 度为15,25mPa.s’在碱性条件下冷却至65,75 下,再加人尿素使甲醛与尿素的物质的量的比为 1:10,然后真空蒸馏脱水,调整DH为8.0,8.5, 制得成品. 实例2 具有优良稳定贮存性和低游离甲醛的脲醛树脂 是使用酸性催化剂进行缩聚,尿素523份,甲醛 962份,和10%氢氧化钠0.7份在口H为8.3下存 放2d,再加入382份37%的甲醛,在108和24 MPa和pH=5,6下进行加热,加进冷凝液(在 25下粘度为63mPa—s),再将中间产物输入第二 反应器内,使用足量70%尿素使尿与甲醛的物质 的量的比为1:1.087.用10%的氢氧化钠诃节DH 为8,9,在93cc下加热蒸馏脱水直至呈固体,含 固量为66.4%,粘度580mPa游离甲醛质量分 数小于0.016%. 6结语 普通脲醛树脂在工业上应用广泛,但树脂耐久 性,耐水性,耐热性不够,不宜在户外使用,甚至 在较短时间内会产生凝胶化,故仅用混合物,其性 能提高不大,要制备共缩合率很高的树脂难度较 大,脲醛树脂可用溶剂溶解,使用方便,但从健康 角度来看,用溶剂不好,粒状或粉状为好脲醛树 脂克服上述缺点,而成为新的研究和应用热点. 参考文献 :1]李星玮,等几种新的纸用功能化学品的应用[J]河南化 工,1998(1):11—13. [2]江鸿志犀醛树脂制品及生产方j击[J]甲醛与甲醇1997. (2):9—16 [3]任庆生犀醛树脂的制法[J]甲醛与甲醇2000.(4):11 — 13 SY/qI’tiESISANDAPPLICATIONOFP0WDERUREARESIN WANGDuo—tell (ShijinggouUnionChemicalPlant,JilinPetro-chemicalIndustrialCompany. JilinShijinggou132105,China) Abstract:Productionprocess,applicationandmarketofpowderurearesinwe reintroducedinthispaper K. eywords:Powderurearesin;Productionprocess;Application (上接第41页) SYNTH~ISOFPHENETHYLTEREP咖AIYLCHLORIDE GUODa-Jian.LIHong-~u,LIUHe-xian (DepartmeofEiromentalEngineering,TianjinProfe~i0halCollege,Tianfin 300402.China) Abstract:Dimethylbm加0terephtl】a】 atereactedwithstyreneinthepresenceofDalladiumacetateandtri. otolyphosphinebyHeckreactiontoformdimethylstyylter.ph1haI丑 te(1)(theyieldWag58.4%).The口rod. uct(1jwashydrogenatedwithPd/ccatalystatroomtemperaturetogetdimethylphenethY1terephthalate(2) (thyieldreached66%),whichwassaponifiedwithNaOHandacidifiedwithHCItogetcorrespandi”gdiacid (3)FhechloroformylationwascarriedOutbyrefluxingproduct(3)withanexcess0fthionylchlorideto0btain phenethylterephthalylchloride.Thestructuresoftheproductswereidentifiedbvelementayanalysis ,IRand lHNMR. Keywords:Heckreaction;Phenethylterephthaly1chloride:Svnthesis