现代胶黏剂论文解析.docx
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1、异鼠酸酯对月尿醛树脂胶黏剂的改性及研究进展班 级 木力口 12.1学 号 6号学生姓名 关贺日期2015年10月7日异氰酸酯对脲醛树脂胶黏剂的改性及研究进展摘要 : 本文介绍了异氰酸酯( MDI )对脲醛树脂胶黏剂(UF )的改性机理,概述了异氰酸酯改性脲醛树脂的研究进展。关键词 : 脲醛树脂;异氰酸酯;改性;研究进展Modification and research progress on isocyanate- UF resinadhesiveAbstract: The modification mechanism of urea formaldehyde(UF) resin adhesi
2、ve with several kinds of isocyanates are presented in this paper . And the research progress on the isocyanate -modified UF resin is also summarized.Keywords: urea formaldehyde; isocyanate;modification; research progress1 前言脲醛树脂胶黏剂( Urea formaldehyde resin , 简称 UF )属“三醛”中的产量最大的品种,是市场需求量最大的胶粘剂之一,中国木材
3、工业中使用的胶粘剂 80% 以上是脲醛树脂。 UF 具有生产工艺简单、成本低、初始粘性大、无色透明、不污染木材、粘接强度与耐水性均优于动物胶等优点,一直是木材工业中应用最广泛的胶黏剂 1 。传统生产的月尿醛树脂胶(UF),与酚醛(PF)及三聚鼠胺树脂(MF)比较,其耐水性差、耐老化性较差、树脂固化后收缩率过大,尤其是游离甲醛含量过高等问题。但可以采用加入不同改性剂和填料,提高脲醛树脂的各项综合性能。如添加三聚氰胺(MF) 、异氰酸酯(Isocyanate , MDI) 以及不同填料等物质可以改进UF 树脂的各种性能。因此研究合成新工艺、生产具有耐水性、高强度高性能、低游离醛的脲醛树脂,对于木材
4、加工业有着十分重要的意义2 。纯 MDI 用于粘接木材价格非常昂贵,而利用 MDI 改性价格低廉的脲醛树脂胶黏剂,在科学研究和实际应用中都具有重要的意义。用 MDI 改性脲醛树脂的优点在于将少量MDI 加入到价格较低的 UF 中,在基本不增加成本的基础上,改进混合胶黏剂的胶接性能,提高耐水性以及各项综合性能,并且如果采用封闭异氰酸酯时,还可以大大降低游离甲醛含量。本文概述了异氰酸酯改性脲醛树脂胶黏剂的改性机理及其研究进展。2 异氰酸酯改性脲醛树脂胶黏剂的化学基础2.1 脲醛树脂胶黏剂合成机理3(1) 经典理论经典理论认为 UF 的合成主要分为两个阶段。第一阶段为加成反应,即在弱碱性介质中尿素和
5、甲醛进行羟甲基化反应,生成一羟、二羟、三羟和四羟甲基月尿,反应方程式如下:if一1+N-C-NH.+ HCHO、一&NCNHCKOHI?一比N-C -NHC比0H+HCHDHDCHNH-C -NHCH.OH第二阶段为缩聚反应,即在弱酸性介质中,前一阶段反应生成的羟甲基衍生物与月尿或羟甲基缩合生成次甲基键,具体反应式如下:I? I? X I?H;N C-NHC坦0H+4N-C 刑士 JfeN +H/)I?I? . .0 I? I?HjN-CTHOtOH + HDOtNH C NITH.OH HXHtNH-C-NHCH2NH -C-NHClfcOH(2)糠醛理论在强酸性介质(pH3.10)条件下,
6、尿素与甲醛反应生成一定数量的Uron环结构的小分子,然后再进一步聚合成具有 Uron环链节的高分子。一方面,由于 Uron环的耐 水解能力比亚甲基二月尿好, 所合成的树脂有利于提高其胶接制品的耐水性;另一方面,在树脂中引入Uron环链节,可相对降低UF的交联密度增加树脂分子链的长度, 也就 是缩聚程度提高。所以树脂的初黏性较好,预压性能提高。2.2 异匐酸酯化学性质MDI 含有的异氰酸酯基(-N=C=O) , 是一种高度不饱和基团, 因而对许多化合物 (如 羟基、水、羧基、氨基等)都有很高的反应活性,很容易进行加成反应;同时, MDI 具有优良的胶接性、较好的耐水性和耐老化性、无甲醛释放等优点
7、。MDI 改性脲醛树脂胶黏剂是通过MDI 与 UF 胶中的水分反应生成取代脲、 与羟基或氨基反应生成氨基甲酸酯,而以共价键形式联接。3 异氰酸酯对脲醛树脂胶黏剂的改性机理由于 UF 本身的结构特征,分子中含有3-4 个羟甲基, 它具有亲水性,在酸性条件下易水解;又由于UF 具有固化后产生的内应力使胶层变脆,易龟裂、耐水性及耐老化性能较差、使用时有游离甲醛释放等缺陷,使其适用范围受到了一定的限制4 4 ,因此采用改性方法对UF 进行改性,来获得高性能的脲醛树脂胶黏剂。目前,有关MDI 改性 UF 胶黏剂,国内外进行的研究和实际应用较少。 MDI 既可以在高温下固化,也可以在常温下固化;既可以配制
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