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脲醛树脂

补充:0  浏览:7366  发布时间:2012-6-25


     尿素与甲醛反应得到的聚合物。又称脲甲醛树脂。英文缩写UF。加工成型时发生交联,制品为不溶不熔的热固性树脂。固化后的脲醛树脂颜色比酚醛树脂浅,呈半透明状,耐弱酸、弱碱,绝缘性能好,耐磨性极佳,价格便宜,但遇强酸、强碱易分解,耐候性较差。

尿素甲醛树脂,简称UF,平均分子量约10000。尿素与37%甲醛水溶液在酸或碱的催化下可缩聚得到线性脲醛低聚物,工业上以碱作催化剂,95℃左右反应,甲醛/尿素之摩尔比为1.5~2.0,以保证树脂能固化。反应第一步生成一和二羟甲基脲,然后羟甲基与氨基进一步缩合,得到可溶性树脂,如果用酸催化,易导致凝胶。产物需在中性条件下才能贮存。线性脲醛树脂以氯化铵为固化剂时可在室温固化。模塑粉则在130~160℃加热固化,促进剂如硫酸锌、磷酸三甲酯、草酸二乙酯等可加速固化过程。脲醛树脂主要用于制造模压塑料,制造日用生活品和电器零件,还可作板材粘合剂、纸和织物的浆料、贴面板、建筑装饰板等。由于其色浅和易于着色,制品往往色彩丰富瑰丽。
  脲醛树脂成本低廉,颜色浅,硬度高,耐油,抗霉,有较好的绝缘性和耐温性,但耐候性和耐水性较差。它是开发较早的热固性树脂之一。1924年,英国氰氨公司研制,1928年始出售产品,30年代中期产量达千吨,80年代世界年产量已超过1.5Mt。
  制作塑料制品所用的脲醛树脂的数量仅占总产量的10%左右。在甲醛与尿素的摩尔比较低的情况下制得的脲醛树脂,与填料(纸浆、木粉)、色料、润滑剂、固化剂、稳定剂(六亚甲基四胺、碳酸铵)、增塑剂(脲或硫脲)等组分混合,再经过干燥、粉碎、球磨、过筛,即得脲醛压塑粉。压制脲醛塑料的温度140~150℃、压力25~35MPa,压制时间依制品的厚度而异,一般为10~60min。塑料制品主要是电气照明设备和电话零件等。
  脲醛树脂一般为水溶性树脂,较易固化,固化后的树脂无毒、无色、耐光性好,长期使用不变色,热成型时也不变色,可加入各种着色剂以制备各种色泽鲜艳的制品。
  脲醛树脂坚硬,耐刮伤,耐弱酸弱碱及油脂等介质,价格便宜,具有一定的韧性,但它易于吸水,因而耐水性和电性能较差,耐热性也不高。
组成
  (1)树脂用作压塑粉的脲醛树脂要求采用反应程度较浅的缩聚物,此时树脂粘度小,便于浸渍填料,并可保证在较长的生产周期和进行干燥后仍有适当的流动性,在工业上多采用尿素与甲醛在低温下的缩合物(一、二羟甲基脲的混合物)。通常采用脲与甲醛的配比为1:1。5(摩尔比),在PH=8(及温度)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,随即发生放热反应,温度上升,温度保持在55—60度,并严格控制PH=5。5—6。5,经60—75min 即得所需的脲醛树脂。由于缩聚度较低,实际上仅刚过加成反应阶段,主要的缩聚反应是在固化过程中进行的。 
  (2)固化剂压塑粉中所用的固化剂要求具有一定的潜伏性,常用的有草酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、一氯乙酸等。 
  (3)填料最常用的填料是纸浆,其次为木粉或无机填料(石棉、玻璃纤维、云母等)。所用的纸浆是以木材为原料,经亚硫酸盐处理,溶去木材中非纤维素杂质,再经漂白即得的纯净的纤维素。填料的用量为总物料量的25%-32%,用量过小,压塑粉流动性大,制品强度低;反之,用量过多时,压塑粉流动性减小,制品表面不光滑,耐水性降低。 
  (4)着色剂着色剂可赋予塑料鲜艳的色彩,选用着色剂时要注意,所用着色剂的着色能力强,在塑料中能分散均匀,在加工温度下和长期的日光照射时不变色,不从制品中析出。通常用的着色剂是颜料,染料较少使用,用量为物料量的0.01%-0.2%。 
  (5)润滑剂润滑剂在压制成品时可提高料的流动性,并可从制品中析出,在制品和模具间形成隔离膜,使制品不易粘模。常用的润滑剂为硬脂酸的金属盐(如锌、钙、铝、镁等的金属盐)、有机酸的酯类(如硬脂酸环己酯、硬脂酸甘油脂等)。其加入量为物料量的0.1%-1.5%,过多时会污染制品的外观,减少光泽;过少则制品难于脱模。 
  (6)稳定剂在压塑粉中加入的催化剂虽说是潜伏性的催化剂,但是在室温的存放过程中仍会有少量的酸放出,从而影响到压塑粉的质量,因此通常加入一些碱性的物质以吸收放出的酸,常用的碱为六亚甲基四胺或碳酸铵。 
  (7)增塑剂在压塑粉中一般不用增塑剂,只在特殊的场合使用,目的是提高料的流动性,并降低固化时的收缩率。可用的增塑剂有脲及硫脲。
应用
  用作乳液胶黏剂的交联剂。可与聚醋酸乙烯乳液中的一OH反应交联,提高耐水性和耐热性。脲醛树脂分子的—CH2OH和NH2能与丙烯酸改性的乳液分子中的--COOH在一定程度上进行缩合交联,减少了亲水基团,耐水性改善,抗冻能力也增强。
用途
  可用于耐水性和介电性能要求不高的制品,如插线板、开关、机器手柄、仪表外壳、旋纽、日用品、装饰品、麻将牌、便桶盖,也可用于部分餐具的制造。
  脲醛树脂的主要用途是用作木材胶粘剂,占脲醛树脂总量的80%以上。

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