氨基树脂胶黏剂李龙龙

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1、氨基树脂胶黏剂——水基胶黏剂第一节脲醛树脂胶黏剂脲醛(UF)树脂是尿素和甲醛在催化剂（碱性催化剂或酸性催化剂）作用下，缩聚成初期脲醛树脂然后在固化剂或助剂作用下，形成不溶、不熔的末期树脂。1.1UF树脂合成反应机理UF树脂的合成分为两个阶段：第一阶段：在中性或弱碱性（pH=7～8）介质中，尿素与甲醛进行羟甲基化反应即加成反应，可生成一羟、二羟、三羟和四羟甲基脲，其中四羟甲基脲从未分离出来过。尿素和甲醛在中性或弱碱性介质中进行加成反应：第二阶段：在酸性条件下进行缩聚反应，当分子量达到一定程度时，将反应液的

2、pH值调至8～9，并降温至常温，得到脲醛树脂的初期缩合液。在特殊条件下也产生分子内缩合，生成环状化合物Uron：动力学研究表明，反应初期的反应速度取决于pH值。羟甲基化反应在pH值5～8之间有一个最低值，在这个范围之外，反应速度随pH值下降而上升。缩聚反应速度从pH值2～3至中性，反应速度按照指数递减。树脂中高分子量组分随着酸性增强而增加，而且可生成具有一定数量Uron环的树脂。Uron环的引入，提高了UF树脂的缩聚程度，树脂的初粘性较好，甲醛释放量低；树脂的耐水性好，胶接制品的耐水性得到了提高。但随

3、着树脂分子中Uron环数量增加，树脂的固化速度减慢，胶合强度降低。在树脂合成中Uron环含量控制在10%左右为宜。1.2UF树脂固化机理研究1.2.1经典理论经典理论认为，UF树脂在未固化前，主要是由取代脲和亚甲基链节或少量二亚甲基链节交替重复生成的多分散性聚合物。固化时，树脂中活性基团（—NH—、—CH2OH）之间或与甲醛之间反应形成不溶不熔的三维网状结构，树脂的固化过程是连续的，且胶接强度随着固化时间的延长而增加。但是，无论是脲醛树脂的性质，还是脲醛树脂在生产过程中所出现的问题，有许多经典理论无法解

4、释之处。1.2.2胶体理论UF树脂的合成过程中的几个事实：（1）在固化过程中，UF树脂黏度变化是不连续的；（2）为使UF树脂固化或凝胶，其浓度必须超过某一最低限；（3）用SEM发现，已固化UF树脂断裂面有颗粒结构存在，在Wsu胶黏剂年会上第一次提出了UF树脂固化的胶体理论。1.2.3脲醛树脂固化原理脲醛树脂的固化是线型可溶性树脂转化成体型结构树脂的过程，对胶接过程中的质量起很重要的作用。固化剂在固化过程中通常会释放酸，所以胶层在固化后始终显酸性。以最常用的固化剂氯化铵为例，其释放酸的过程和基本原理可参见

5、下例化学反应式：胶体理论对低摩尔比UF树脂合成、固化过程中的问题和现象解释地比较清楚，在高摩尔比情况下，UF树脂的憎液胶体相是否存在和它对固化过程的影响如何，还有待于揭示与证实。4NH4Cl+6CH2O→(CH2)6N4+4HCl+6H2ONH4Cl+H2O→NH3•H2O+HCl脲醛树脂的固化速度一般随树脂中pH值的降低而加快，提高固化温度也可加速脲醛树脂的固化。从理论上讲，固化胶层的氢离子浓度越大，脲醛树脂的分子量增长也越迅速，则胶合强度维持的时间越短，胶层开裂现象越容易发生。即缩聚脱水反应的速度与

6、胶层中氢离子的浓度密切相关。因此，适当的选用固化体系和固化剂的用量，使凝聚在胶层的酸浓度得到控制是固化剂使用的关键。加入固化剂氯化铵后，若能保持pH值在4.5～5.0范围内，则固化后胶层的耐老化性能较佳，同时不影响胶液的固化性能等。另外，使用不同类型的固化剂形成的胶层质量也有很大的差别1.2.4固化体系的种类有很多酸性物质都可以用作脲醛树脂固化剂。如磷酸、硼酸、酸式硫酸盐、磷酸铵或其他强酸铵盐、邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸、草酸或草酸铵等。（1）单组分固化剂：如氯化铵、硫酸铵。目前在调胶中应用最广泛的固化剂

7、就是氯化铵或硫酸铵，因为它们具有价格低廉、水溶性好、无毒无味，使用方便等特点。（2）多组分固化剂：如氯化铵与尿素、氯化铵与氨水、或氯化铵与六甲基四胺、尿素三组分混合物等。采用多组分固化剂有两个目的，一是为了延长树脂的适用期，特别是在夏季，由于室温较高，单独使用氯化铵（或硫酸铵）时，其树脂的适用期往往不能满足作用要求，所以使用多组分固化剂。（3）潜伏性固化剂：就是在常态下呈化学惰性，在某种特定温度下起作用的固化剂。如酒石酸、草酸、柠檬酸、有机酸盐等。1.2.5固化体系的选择（1）根据胶接制品的不同工艺要求

8、选择一般人造板生产，要求加入固化剂后胶液的活性期要长，通常在3～4h，在胶合过程中要快速固化，同时不降低人造板质量。（2）根据不同的用途要求和气候条件进行适当的选择脲醛树脂胶黏剂的固化速度受温度影响很大，特别是冬季气温低时，固化时间会显著的延长，造成胶合效果不良。在夏季因气温高，树脂固化过快，会影响涂胶工艺操作。因此固化剂的加入量，夏季可少些，冬季适量增多。（3）选择的固化剂，在胶液固化后其胶层的pH值不宜过低或过高，一般胶层的pH值在4～