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脲醛樹脂

補充:0  瀏覽:12966  發布時間:2012-6-25


     尿素與甲醛反應得到的聚合物。又稱脲甲醛樹脂。英文縮寫UF。加工成型時發生交聯,制品為不溶不熔的熱固性樹脂。固化后的脲醛樹脂顏色比酚醛樹脂淺,呈半透明狀,耐弱酸、弱堿,絕緣性能好,耐磨性極佳,價格便宜,但遇強酸、強堿易分解,耐候性較差。

尿素甲醛樹脂,簡稱UF,平均分子量約10000。尿素與37%甲醛水溶液在酸或堿的催化下可縮聚得到線性脲醛低聚物,工業上以堿作催化劑,95℃左右反應,甲醛/尿素之摩爾比為1.5~2.0,以保證樹脂能固化。反應第一步生成一和二羥甲基脲,然后羥甲基與氨基進一步縮合,得到可溶性樹脂,如果用酸催化,易導致凝膠。產物需在中性條件下才能貯存。線性脲醛樹脂以氯化銨為固化劑時可在室溫固化。模塑粉則在130~160℃加熱固化,促進劑如硫酸鋅、磷酸三甲酯、草酸二乙酯等可加速固化過程。脲醛樹脂主要用于制造模壓塑料,制造日用生活品和電器零件,還可作板材粘合劑、紙和織物的漿料、貼面板、建筑裝飾板等。由于其色淺和易于著色,制品往往色彩豐富瑰麗。
  脲醛樹脂成本低廉,顏色淺,硬度高,耐油,抗霉,有較好的絕緣性和耐溫性,但耐候性和耐水性較差。它是開發較早的熱固性樹脂之一。1924年,英國氰氨公司研制,1928年始出售產品,30年代中期產量達千噸,80年代世界年產量已超過1.5Mt。
  制作塑料制品所用的脲醛樹脂的數量僅占總產量的10%左右。在甲醛與尿素的摩爾比較低的情況下制得的脲醛樹脂,與填料(紙漿、木粉)、色料、潤滑劑、固化劑、穩定劑(六亞甲基四胺、碳酸銨)、增塑劑(脲或硫脲)等組分混合,再經過干燥、粉碎、球磨、過篩,即得脲醛壓塑粉。壓制脲醛塑料的溫度140~150℃、壓力25~35MPa,壓制時間依制品的厚度而異,一般為10~60min。塑料制品主要是電氣照明設備和電話零件等。
  脲醛樹脂一般為水溶性樹脂,較易固化,固化后的樹脂無毒、無色、耐光性好,長期使用不變色,熱成型時也不變色,可加入各種著色劑以制備各種色澤鮮艷的制品。
  脲醛樹脂堅硬,耐刮傷,耐弱酸弱堿及油脂等介質,價格便宜,具有一定的韌性,但它易于吸水,因而耐水性和電性能較差,耐熱性也不高。
組成
  (1)樹脂用作壓塑粉的脲醛樹脂要求采用反應程度較淺的縮聚物,此時樹脂粘度小,便于浸漬填料,并可保證在較長的生產周期和進行干燥后仍有適當的流動性,在工業上多采用尿素與甲醛在低溫下的縮合物(一、二羥甲基脲的混合物)。通常采用脲與甲醛的配比為1:1。5(摩爾比),在PH=8(及溫度)30—35度下全部溶解后,再加入脲量0。3%——0。54%的草酸及0。33%—0。88%的草酸酯,隨即發生放熱反應,溫度上升,溫度保持在55—60度,并嚴格控制PH=5。5—6。5,經60—75min 即得所需的脲醛樹脂。由于縮聚度較低,實際上僅剛過加成反應階段,主要的縮聚反應是在固化過程中進行的。 
  (2)固化劑壓塑粉中所用的固化劑要求具有一定的潛伏性,常用的有草酸、鄰苯二甲酸、苯甲酸、一氯乙酸等。 
  (3)填料最常用的填料是紙漿,其次為木粉或無機填料(石棉、玻璃纖維、云母等)。所用的紙漿是以木材為原料,經亞硫酸鹽處理,溶去木材中非纖維素雜質,再經漂白即得的純凈的纖維素。填料的用量為總物料量的25%-32%,用量過小,壓塑粉流動性大,制品強度低;反之,用量過多時,壓塑粉流動性減小,制品表面不光滑,耐水性降低。 
  (4)著色劑著色劑可賦予塑料鮮艷的色彩,選用著色劑時要注意,所用著色劑的著色能力強,在塑料中能分散均勻,在加工溫度下和長期的日光照射時不變色,不從制品中析出。通常用的著色劑是顏料,染料較少使用,用量為物料量的0.01%-0.2%。 
  (5)潤滑劑潤滑劑在壓制成品時可提高料的流動性,并可從制品中析出,在制品和模具間形成隔離膜,使制品不易粘模。常用的潤滑劑為硬脂酸的金屬鹽(如鋅、鈣、鋁、鎂等的金屬鹽)、有機酸的酯類(如硬脂酸環己酯、硬脂酸甘油脂等)。其加入量為物料量的0.1%-1.5%,過多時會污染制品的外觀,減少光澤;過少則制品難于脫模。 
  (6)穩定劑在壓塑粉中加入的催化劑雖說是潛伏性的催化劑,但是在室溫的存放過程中仍會有少量的酸放出,從而影響到壓塑粉的質量,因此通常加入一些堿性的物質以吸收放出的酸,常用的堿為六亞甲基四胺或碳酸銨。 
  (7)增塑劑在壓塑粉中一般不用增塑劑,只在特殊的場合使用,目的是提高料的流動性,并降低固化時的收縮率。可用的增塑劑有脲及硫脲。
應用
  用作乳液膠黏劑的交聯劑。可與聚醋酸乙烯乳液中的一OH反應交聯,提高耐水性和耐熱性。脲醛樹脂分子的—CH2OH和NH2能與丙烯酸改性的乳液分子中的--COOH在一定程度上進行縮合交聯,減少了親水基團,耐水性改善,抗凍能力也增強。
用途
  可用于耐水性和介電性能要求不高的制品,如插線板、開關、機器手柄、儀表外殼、旋紐、日用品、裝飾品、麻將牌、便桶蓋,也可用于部分餐具的制造。
  脲醛樹脂的主要用途是用作木材膠粘劑,占脲醛樹脂總量的80%以上。

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