液狀脲醛樹脂膠黏劑生產(chǎn)原理

1、液狀脲醛樹脂膠黏劑生產(chǎn)原理 英文名稱：liquid urea-formaldehyde adhesive 主要成分： (1)性能指標 (2)生產(chǎn)原料與用量 (3)生產(chǎn)原理 羥甲基脲的生成尿素與在中性至弱堿性介質(zhì)(ph=78)中舉行反應時，依摩爾比的不同，可生成一羥甲基脲、三羥甲基脲和四羥甲基脲。生成反應可表達如下： 這些反應在水溶液中是可逆的，反應舉行到平衡確實立。羥甲基基團的依次引入均降低氨基基團剩余氫原子加成和縮合反應的能力。生成一、二和三羥甲基脲反應的速率常數(shù)比均為9:3:1。 尿素相當于4個官能團的單體，但在反應過程中，因為空間妨礙的緣由，這些官能團并不所有舉行反應。分子上的羰基具有雙

2、官能團的性能。反應式為： 所生成的n-羥甲基脲因分子內(nèi)的氫鍵而穩(wěn)定，繼續(xù)反應則生成。假如過量無數(shù)，也可以生成三羥甲基脲和四羥甲基脲。 樹脂化反應在堿性催化反應中，反應停止在羥甲基脲階段，但是酸的影響很簡單使n-羥甲基脲變成共振穩(wěn)定的正碳-亞氨離子，如： 然后，上式中的后一產(chǎn)物和適當?shù)挠H核反應對象發(fā)生親電取代反應。由于尿素是一個酸性的nh化合物，其自身在這樣的反應中可作為反應對象，從而按下式發(fā)生鏈增長，生成相對分子質(zhì)量為數(shù)百的不溶于水或有機溶劑的聚亞甲基脲。 r2nconhch2h2nconh2h2nconhch2nhconh2h+ 羥甲基脲分子中因為存在活潑的羥甲基(ch2oh)，可進一步發(fā)生

3、縮聚反應，生成具有線型結(jié)構(gòu)的聚合物。在ph7時，羥甲基互相之間和羥甲基與尿素之間的反應是縮聚過程的基本反應，可能發(fā)生的反應如下。 a.一羥甲基脲的縮聚生成亞甲基鍵并析出水： h2n-co-nh-ch2oh+h2n-co-nh-ch2ohh2n-co-nh-ch2-nh-co-nh-ch2oh+h2o h2n-co-nh-ch2-nh-co-nh-ch2oh十h2n-co-nh-ch2ohh2n-co-nh-ch2-nh-co-nh-ch2-nh-co-nh-ch2ohh2o b一羥甲基脲和尿素縮聚生成亞甲基(-ch2-)鍵并析出水： h2n-co-nh-ch2oh+ h2n-co-nh2h2n

4、-co-nh-ch2-nh-co-nh2h2o h2n-co-nh-ch2-nh-co-nh2+h2n-co-nh-ch2ohh2n-co-nh-ch2-nh-co-nh-ch2-nh-co-nh2+h2o c二羥甲基脲縮聚生成二亞甲基醚鍵(-ch2-o-ch2-)并析出水和： d一羥甲基脲和二羥甲基脲縮聚并析出水： 尿素和縮聚產(chǎn)物的特征是既有羥甲基基團，又有亞甲基基團。樹脂中這些基團的相對含量對黏度、儲藏穩(wěn)定性、與水混合性、固化速度和的其他性質(zhì)影響很大。 與不同。不用固化劑，加熱即能固化；而要有固化劑，在室溫或加熱下，而且惟獨在樹脂中含有游離羥甲基的狀況下才舉行固化。轉(zhuǎn)化為不熔不溶狀態(tài)，這種

5、轉(zhuǎn)化是分子鏈之間形成橫向交聯(lián)的結(jié)果。橫向交聯(lián)不僅僅是分子鍵之間羥甲基互相作用，而且因為羥甲基和亞氨基的氫之間互相作用。固化時可能發(fā)生下列的基本反應： 改變成不熔不溶的化合物時放出水和，可以下列反應式表示： 樹脂改變成固化狀態(tài)經(jīng)受三個階段(甲、乙、丙階段)。在甲階段，樹脂是可溶于水的黏性液體(或固體)；在乙階段，樹脂是凝膠狀疏松體；進一步改變成不熔不溶狀的丙階段。與酚醛樹脂不同，脲醛樹脂即使在固化狀態(tài)下，在溶劑中也能膨脹，加熱時也可軟化，這證實脲醛樹脂在固化時生成的交聯(lián)鍵數(shù)量少。 脲醛樹脂為基料的膠黏劑的某些性質(zhì)取決于脲醛縮聚作用機理和固化樹脂空間結(jié)構(gòu)的特點。在原樹脂中羥甲基和醚基基團含量的增強

6、，會引起膠黏劑固化過程中甲醛析出量的增強。假如在固化后的樹脂中含有相當多的游離羥甲基基團，則粘接強度和耐水性顯然降低。這些和其他一些特點，必需在各種合成過程和應用過程中加以考慮。 尿素與甲醛之間反應的進程，受一系列因素的影響，其中包括不同縮合階段的ph值、與的摩爾比、反應溫度。這些因素挺直影響樹脂相對分子質(zhì)量的增長速度，因此在縮聚程度不同時，反應產(chǎn)物的性質(zhì)有很大區(qū)分，特殊是可溶性、黏度、固化時光，這些性質(zhì)很大程度上取決于樹脂的相對分子質(zhì)量。 (4)生產(chǎn)工藝流程(參見圖3-12) 圖3-12 液狀脲醛樹脂膠黏劑生產(chǎn)工藝流程 將175.7份甲醛(尿素與甲醛的摩爾比為1:1. 3)溶液加入反應釜d101中，用30氫氧化鈉溶液調(diào)ph為7.07. 5。 加入第一次尿素65份后開頭加熱，升溫到9092。并在此溫度下保持30min。此時反應液ph應降至6. 06. 5。 用鹽酸調(diào)ph至4. 24.5，在9092下反應2030min。當試樣與水混合變?nèi)榘讜r即停止反應。 此時反應液勃度應為1518s(涂-4杯，20)。立刻用30溶液調(diào)ph為6. 77. 0，并冷卻至7072。 啟動真空泵j104，開頭真空脫水。在ph為6. 77.0,溫度6570下脫水量達到22%(對原料投入總量)時，折射率應為1. 450，即停止脫水。 加入其次次尿素35份