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CN106753103A - 一种环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂 - Google Patents

一种环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂 Download PDF

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CN106753103A
CN106753103A CN201611164178.5A CN201611164178A CN106753103A CN 106753103 A CN106753103 A CN 106753103A CN 201611164178 A CN201611164178 A CN 201611164178A CN 106753103 A CN106753103 A CN 106753103A
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CN
China
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water
phenolic resin
type high
environment protection
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Application number
CN201611164178.5A
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English (en)
Inventor
夏云春
吴静
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Anhui Jianzhu University
Anhui University of Architecture
Original Assignee
Anhui University of Architecture
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J161/00—Adhesives based on condensation polymers of aldehydes or ketones; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J161/20—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
    • C09J161/32—Modified amine-aldehyde condensates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G8/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
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Abstract

本发明公开了一种环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂，按重量份，包括以下原料：苯酚40份～50份，甲醛150份～200份，氢氧化钡15份～20份，碳酸钠2份～6份，有机硅2份～6份，尿素30份～40份，水10份～15份。本发明以苯酚和甲醛为原料，通过催化反应，并添加有机硅、硼酸和尿素等助剂，经缩聚、中和反应对酚醛树脂胶粘剂进行改性，降低了胶粘剂中游离甲醛和游离苯酚的含量，所制成的环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂低酚低醛，胶合强度高，耐水性、耐老化性能良好，能广泛应用于制造多种人工胶合板，并提高人工胶合板的胶合强度，而且本发明胶黏剂是水溶性的，对环境友好，具有非常好的应用前景。

Description

一种环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域，具体地说涉及一种环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂。
背景技术
酚醛树脂由苯酚和甲醛在催化剂作用下经缩聚及中和反应制成的树脂，以其耐高温性等优点，成为当前人工胶合板的最主要粘合剂之一。但普通酚醛树脂胶粘剂制造的人工胶合板胶合强度只有2MPa左右或更低，胶合强度严重不足，且游离苯酚和游离甲醛含量高。
在国家对环保要求日益严格情况下，酚醛树脂胶粘剂污染较大等缺点制约其自身的发展，酚醛树脂胶粘剂中游离苯酚和游离甲醛含量偏高的问题亟待解决。因此，需要通过其它物质来加以改性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低酚低醛，胶合强度高，性能良好的环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂，按重量份，包括以下原料：苯酚40份～50份，甲醛150份～200份，氢氧化钡15份～20份，碳酸钠2份～6份，有机硅2份～6份，尿素30份～40份，水10份～15份。
进一步地，所述的有机硅为端羟基硅氧烷8427。
上述环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将苯酚熔融后，加入氢氧化钡、碳酸钠、有机硅和水，搅拌10分钟，然后快速冷却到室温，再加入甲醛，搅拌10～15分钟，最后升温到50～60℃下反应50～60分钟，得到反应混合物Ⅰ；
(2)将反应混合物Ⅰ在10～15分钟内升温到70～75℃下反应60～70分钟，得到反应混合物Ⅱ；
(3)将反应混合物Ⅱ冷却至45～50℃，加入尿素，再在此温度下反应30～35分钟，然后快速冷却至室温，得到反应混合物Ⅲ；
(4)向反应混合物Ⅲ中加入硫酸，调节pH值至8.0，再加入硼酸调节pH值至7.5并搅拌均匀，得到所述环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂。
本发明的有益效果体现在：
本发明以苯酚和甲醛为原料，通过催化反应，并添加有机硅、硼酸和尿素等助剂，经缩聚、中和反应对酚醛树脂胶粘剂进行改性，降低了胶粘剂中游离甲醛和游离苯酚的含量，所制成的环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂低酚低醛，胶合强度高，耐水性、耐老化性能良好，能广泛应用于制造多种人工胶合板，并提高人工胶合板的胶合强度，也可以用于粘接有机复合材料，而且本发明胶黏剂是水溶性的，对环境友好，其制备方法简单易行，具有非常好的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
以下所使用的各种原料，如未作特别说明，均为本领域公知的市售产品。
实施例1
本实施例的环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂，按重量份，包括以下原料：苯酚45份，甲醛175份，氢氧化钡18份，碳酸钠4份，有机硅4份，尿素35份，水13份，所述的有机硅为端羟基硅氧烷8427。
上述环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将苯酚在50℃下熔融后，加入氢氧化钡、碳酸钠、有机硅和水，搅拌10分钟，然后快速冷却(本领域常用的抽真空冷却方式，下同)到室温，再加入甲醛，混合搅拌10分钟，最后升温到60℃下反应50分钟，得到反应混合物Ⅰ；
(2)将反应混合物Ⅰ在13分钟内升温到75℃下反应60分钟，得到反应混合物Ⅱ；
(3)将反应混合物Ⅱ冷却至48℃，加入尿素，再在此温度下反应30分钟，然后快速冷却至室温，得到反应混合物Ⅲ；
(4)向反应混合物Ⅲ中加入硫酸，调节pH值至8.0，再加入硼酸调节pH值至7.5并搅拌均匀，得到所述环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂。
实施例2
本实施例的环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂，按重量份，包括以下原料：苯酚40份，甲醛150份，氢氧化钡15份，碳酸钠2份，有机硅2份，尿素30份，水10份，所述的有机硅为端羟基硅氧烷8427。
上述环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将苯酚在50℃下熔融后，加入氢氧化钡、碳酸钠、有机硅和水，搅拌10分钟，然后快速冷却到室温，再加入甲醛，搅拌13分钟，最后升温到50℃下反应60分钟，得到反应混合物Ⅰ；
(2)将反应混合物Ⅰ在10分钟内升温到70℃下反应70分钟，得到反应混合物Ⅱ；
(3)将反应混合物Ⅱ冷却至45℃，加入尿素，再在此温度下反应35分钟，然后快速冷却至室温，得到反应混合物Ⅲ；
(4)向反应混合物Ⅲ中加入硫酸，调节pH值至8.0，再加入硼酸调节pH值至7.5并搅拌均匀，得到所述环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂。
实施例3
本实施例的环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂，按重量份，包括以下原料：苯酚50份，甲醛200份，氢氧化钡20份，碳酸钠6份，有机硅6份，尿素40份，水15份，所述的有机硅为端羟基硅氧烷8427。
上述环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将苯酚在50℃下熔融后，加入氢氧化钡、碳酸钠、有机硅和水，搅拌10分钟，然后快速冷却到室温，再加入甲醛，搅拌15分钟，最后升温到55℃下反应55分钟，得到反应混合物Ⅰ；
(2)将反应混合物Ⅰ在15分钟内升温到73℃下反应65分钟，得到反应混合物Ⅱ；
(3)将反应混合物Ⅱ冷却至50℃，加入尿素，再在此温度下反应32分钟，然后快速冷却至室温，得到反应混合物Ⅲ；
(4)向反应混合物Ⅲ中加入硫酸，调节pH值至8.0，再加入硼酸调节pH值至7.5并搅拌均匀，得到所述环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂。
实施例4
产品性能验证
为了验证上述实施例的环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂的理化性能，分别对其拉伸强度、胶合强度、耐水性、抗老化性、固含量、游离酚含量、游离甲醛含量和粘度进行了测定，测定结果见表1：
表1.产品性能
由表1结果可知，本发明环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂的胶合强度高，耐水性、抗老化性能好，游离苯酚和游离甲醛明显低于目前市场产品中游离酚含量≥0.08％和游离甲醛含量≥6.0％的产品性能。
应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本发明，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂，其特征在于，按重量份，包括以下原料：苯酚40份～50份，甲醛150份～200份，氢氧化钡15份～20份，碳酸钠2份～6份，有机硅2份～6份，尿素30份～40份，水10份～15份。
2.根据权利要求1所述的环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂，其特征在于，所述的有机硅为端羟基硅氧烷8427。
3.根据权利要求1或2所述的环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将苯酚熔融后，加入氢氧化钡、碳酸钠、有机硅和水，搅拌10分钟，然后快速冷却到室温，再加入甲醛，搅拌10～15分钟，最后升温到50～60℃下反应50～60分钟，得到反应混合物Ⅰ；
(2)将反应混合物Ⅰ在10～15分钟内升温到70～75℃下反应60～70分钟，得到反应混合物Ⅱ；
(3)将反应混合物Ⅱ冷却至45～50℃，加入尿素，再在此温度下反应30～35分钟，然后快速冷却至室温，得到反应混合物Ⅲ；
(4)向反应混合物Ⅲ中加入硫酸，调节pH值至8.0，再加入硼酸调节pH值至7.5并搅拌均匀，得到所述环保型高强度水溶性酚醛树脂胶粘剂。
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