尿素ホルムアルデヒド樹脂(UF)は、触媒(アルカリ性または酸性触媒)の作用下で尿素とホルムアルデヒドを重縮合させて初期の尿素ホルムアルデヒド樹脂を形成し、次に硬化剤または添加剤の作用下で不溶性で不融性の最終相を形成する。熱硬化性樹脂。硬化した尿素ホルムアルデヒド樹脂は、フェノール樹脂よりも色が薄く、半透明で、弱酸と弱アルカリに耐性があり、絶縁性が良好で、耐摩耗性に優れ、安価です。特に木材加工業界では、最も一般的に使用されているタイプの接着剤です。さまざまな人工パネルの製造において、尿素ホルムアルデヒド樹脂とその変性製品は、接着剤の総使用量の約90%を占めています。しかし、尿素ホルムアルデヒド樹脂は、強酸やアルカリにさらされると分解しやすいです。耐候性が低く、初期粘度が低く、収縮が大きく、脆く、耐水性があり、老化しやすいです。尿素ホルムアルデヒド樹脂で製造された人工ボードは、製造および使用の過程でホルムアルデヒドを放出する問題があるため、修正する必要があります。
概要
尿素ホルムアルデヒド樹脂は、尿素ホルムアルデヒド樹脂とも呼ばれ、UF とも呼ばれ、平均分子量は約 10,000 です。尿素と 37% ホルムアルデヒド水溶液を酸またはアルカリの触媒下で重縮合して、線状尿素ホルムアルデヒドオリゴマーを得ることができます。工業的には、アルカリを触媒として使用し、反応は約 95°C で行われます。ホルムアルデヒド/尿素のモル比は、樹脂が硬化できるように 1.5 〜 2.0 です。反応の最初のステップでは、モノヒドロキシメチル尿素とジヒドロキシメチル尿素が生成され、次にヒドロキシメチル基とアミノ基がさらに縮合して可溶性樹脂が得られます。酸で触媒すると、
ゲル化します。製品は中性条件下で保管する必要があります。直鎖尿素ホルムアルデヒド樹脂は、塩化アンモニウムを硬化剤として使用すると、室温で硬化できます。成形粉末を130〜160℃で加熱して硬化させ、硫酸亜鉛、トリメチルリン酸、ジエチルシュウ酸などの促進剤は硬化プロセスを加速できます。尿素ホルムアルデヒド樹脂は、主に成形プラスチック、日用品、電気部品の製造に使用されます。また、ボード接着剤、紙や布のスラリー、ベニヤ、建築装飾パネルなどにも使用できます。色が薄く、着色しやすいため、製品は色彩が豊かであることが多いです。
尿素ホルムアルデヒド樹脂は、低コスト、淡色、高硬度、耐油性、防カビ性、絶縁性、耐熱性に優れていますが、耐候性、耐水性に劣ります。最も早く開発された熱硬化性樹脂の1924つです。1928年に英国のシアナミッド社によって開発され、1930年に販売が開始されました。1,000年代半ばには、生産量が1980トンに達しました。1.5年代には、世界の年間生産量がXNUMXMtを超えました。
製造に使用された尿素ホルムアルデヒド樹脂の量 プラスチック製品 尿素ホルムアルデヒド樹脂は、尿素に対するホルムアルデヒドのモル比が低い場合に生成され、充填剤(パルプ、木粉)、着色剤、潤滑剤、硬化剤、安定剤(ヘキサメチレンテトラミン、炭酸アンモニウム)、増量剤、可塑剤(尿素またはチオ尿素)およびその他の成分と混合され、乾燥、粉砕、ボールミル粉砕、ふるい分けされて尿素ホルムアルデヒドが得られる。 圧縮成形 粉末。圧縮する温度 尿素ホルムアルデヒドプラスチック 温度は140〜150℃、圧力は25〜35MPaです。プレス時間は製品の厚さによって異なり、一般的には10〜60分です。プラスチック製品は主に電気照明機器と電話部品です。
尿素ホルムアルデヒド樹脂は、一般的に硬化しやすい水溶性樹脂です。硬化した樹脂は無毒、無色、耐光性に優れています。長期間使用しても変色せず、熱成形時にも変色しません。さまざまな着色剤を加えることで、さまざまな明るい色を生成できます。製品。
尿素ホルムアルデヒド樹脂は硬く、傷がつきにくく、弱酸、弱アルカリ、グリースなどの媒体に耐性があり、安価で一定の靭性を持っています。しかし、水を吸収しやすいため、耐水性と電気特性が悪く、耐熱性も高くありません。
特長
尿素ホルムアルデヒド樹脂は、主にアルキド樹脂と混合してアミノアルキド焼付塗料を調製し、塗膜の硬度と乾燥性を向上させるために使用されます。乾燥しないアルキド樹脂と組み合わせて、木製家具のニス塗り用の酸硬化アミノ塗料を作ることができます。ただし、耐候性、耐水性、光沢保持性はわずかに劣ります。エポキシ樹脂とアルキド樹脂は、さまざまな特性を持つプライマーとインテリアペイントを調製するために使用できます。主な特徴は次のとおりです。
- 値段が安く、原材料も十分。
- 尿素ホルムアルデヒド樹脂は分子構造に極性酸素原子を含むため、表面への密着性に優れています。プライマーや中塗りに使用することで、上塗りとの密着力を高めます。
- 酸性触媒を使用することで常温で硬化できるため、2液型木材塗料に使用できます。
- 尿素ホルムアルデヒド樹脂で硬化した塗膜は柔軟性に優れています。
- 尿素ホルムアルデヒド樹脂は粘度が高く、酸価も高く、保存安定性が悪いです。
構成
圧縮成形粉末の樹脂として使用される尿素ホルムアルデヒド樹脂は、反応度の浅い縮合ポリマーを使用する必要があります。このとき、樹脂の粘度は小さく、充填剤の含浸に便利で、長い生産サイクルと乾燥後に適切な流れを確保できます。業界では、低温での尿素とホルムアルデヒドの縮合物(1つと1.5つのヒドロキシメチル尿素の混合物)がよく使用されます。通常、尿素とホルムアルデヒドの比率は8:30(モル比)です。PH = 35(温度)0.3〜0.54度で完全に溶解した後、0.33%〜0.33%のシュウ酸と0.88%〜55%の尿素を追加します。 60%のシュウ酸エステルでは、すぐに発熱反応が起こり、温度が上昇します。温度は5.5〜6.5度に維持され、PH = 60〜75に厳密に制御されます。必要な尿素ホルムアルデヒド樹脂はXNUMX〜XNUMX分で得られます。重縮合度が低いため、実際には付加反応段階を過ぎたばかりで、主な重縮合反応は硬化プロセス中に発生します。
硬化剤 圧縮成形粉末に使用される硬化剤は、ある程度の潜在性を有することが求められます。一般的に使用される硬化剤としては、シュウ酸、フタル酸、安息香酸、モノクロロ酢酸などがあります。
充填剤 最も一般的に使用される充填剤は紙パルプであり、次に木粉または無機充填剤(アスベスト、ガラス繊維、雲母など)が続きます。使用されるパルプは、木材を原料として亜硫酸塩で処理して木材中の非セルロース不純物を溶解し、次に漂白して純粋なセルロースを得ます。充填剤の投与量は、全材料量の25%〜32%です。投与量が少なすぎると、圧縮成形粉末の流動性が高くなり、製品の強度が低くなります。逆に、投与量が多すぎると、圧縮成形粉末の流動性が低下し、製品の表面が滑らかでなくなり、耐水性が悪くなります。減らします。
着色剤 着色剤はプラスチックに鮮やかな色を与えることができます。着色剤を選択するときは、使用する着色剤が強い着色力を持ち、プラスチックに均一に分散でき、処理温度や長期間の日光暴露で変色しないことに注意する必要があります。製品から沈殿します。一般的に使用される着色剤は顔料であり、染料はほとんど使用されておらず、投与量は材料量の0.01%〜0.2%です。
潤滑剤 潤滑剤は、完成品をプレスする際の材料の流動性を向上させ、製品から沈殿して製品と金型の間に隔離膜を形成し、製品が金型にくっつきにくくします。一般的に使用される潤滑剤は、ステアリン酸の金属塩(亜鉛、カルシウム、アルミニウム、マグネシウムなどの金属塩など)と有機酸のエステル(シクロヘキシルステアレート、グリセリルステアレートなど)です。添加量は材料量の0.1%〜1.5%です。多すぎると製品の外観を汚し、光沢を低下させます。少なすぎると、製品は脱型しにくくなります。
圧縮成形粉末に安定剤として添加される触媒は潜在性触媒ですが、室温で保管中に少量の酸が放出され、圧縮成形粉末の品質に影響を与えます。そのため、通常はアルカリを添加します。この物質は放出された酸を吸収するために使用されます。一般的に使用される塩基はヘキサメチレンテトラミンまたは炭酸アンモニウムです。
圧縮成形粉末には可塑剤が一般的には使用されず、特別な場合にのみ使用されます。その目的は、材料の流動性を向上させ、硬化時の収縮を減らすことです。使用可能な可塑剤は尿素とチオ尿素です。
用途
エマルジョン接着剤の架橋剤として使用されます。ポリ酢酸ビニルエマルジョン中の2つのOHと反応して架橋し、耐水性と耐熱性を向上させることができます。尿素ホルムアルデヒド樹脂分子の-CH2OHとNH XNUMXは、-COOHと縮合して架橋することができます。 アクリル エマルジョン分子をある程度改質し、親水基を減らして耐水性を向上させ、不凍能力を高めます。
あなたが使用します
電源タップ、スイッチ、機械のハンドル、計器の筐体、ノブ、日用品、装飾品、麻雀牌、トイレの蓋など、高い耐水性や誘電特性を必要としない製品に使用でき、一部の食器の製造にも使用できます。
尿素ホルムアルデヒド樹脂は最も一般的に使用されている接着剤です。特に木材加工産業における各種人工板の製造では、尿素ホルムアルデヒド樹脂とその改質物が接着剤の総使用量の約90%を占めています。
変更された
尿素ホルムアルデヒド樹脂は、初期粘度が低い、収縮が大きい、脆い、耐水性がある、老化しやすい、ホルムアルデヒドが放出され、硬化するなどの欠点があり、環境を汚染し、健康を害します。性能を向上させ、用途を拡大するには、改良する必要があります。改良方法は、次のとおりです。
初期粘度の向上
尿素ホルムアルデヒド樹脂の初期粘度を改善するために、ポリビニルアルコールなどの改質剤、 ポリエチレン 尿素ホルムアルデヒド樹脂の合成には、グリコール、ヒドロキシメチルセルロースなどの添加剤を添加することができる。ただし、これらの物質はより高価なため、デンプンベースの物質、特に尿素ホルムアルデヒド樹脂の合成の初期段階でデンプンを使用することができる。結合するだけで、効果はより良くなります。合成プロセス中に、デンプンは加水分解されてさまざまなデキストリンなどを生成する場合があります。デンプンは相対分子量が大きく、溶解後の粘度が高いため、少量を添加することで高粘度の尿素ホルムアルデヒド樹脂を製造できます。同時に、デンプン分子鎖上の加水分解によって生成されたヒドロキシル基、ヒドロキシメチル基、アルデヒド基が尿素ホルムアルデヒド樹脂の合成反応に関与し、初期粘度が向上するだけでなく、結合強度と貯蔵安定性も向上します。
収縮を減らす
尿素ホルムアルデヒド樹脂は硬化収縮が大きく、ひび割れが発生しやすいです。接着層は内部応力を生じ、粘度と強度が低下します。硬化中の尿素ホルムアルデヒド樹脂の収縮を減らすために、通常、小麦粉、デンプン、血粉、α-セルロース粉末、木粉、大豆粉などの充填剤が樹脂接着剤に添加されます。
脆さを軽減
脆さを軽減し、靭性を向上させるために、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール溶液、ポリビニルアセテートエマルジョン、VAE溶液などを添加し、初期粘度や耐老化性も向上させることができます。
耐水性の向上
尿素ホルムアルデヒド樹脂を合成する際に、メラミン、フェノール、レゾルシノール、アルキルアミン、フルフラールなどを少量添加すると、尿素ホルムアルデヒド樹脂の耐水性を効果的に向上させることができます。架橋剤として硫酸アルミニウム、リン酸アルミニウムなどを添加すると、耐水性が大幅に向上します。接着剤の混合時に木粉、小麦粉、大豆粉、酸化鉄、膨張土などの充填剤を添加すると、耐水性も向上します。
フェノール変性尿素ホルムアルデヒド樹脂を使用し、樹脂にベンゼン環構造を導入して樹脂の吸水性基をブロックし、樹脂の耐水性と耐老化性を大幅に向上させます。硬化剤成分にレゾルシンやメラミンを加えることもでき、尿素ホルムアルデヒド樹脂にアクリレート共重合体エマルジョンを配合して耐水性を向上させることもできます。
接着強度の向上
ポリビニルアルコールやフェノールなどの複合添加剤を使用することで、脆さ、耐水性、接着強度を向上させることができます。その後、中性-弱酸-弱アルカリ複合プロセスを使用して中温で反応します。生成された尿素ホルムアルデヒド樹脂のせん断強度は、元の尿素ホルムアルデヒド樹脂の10倍以上になり、耐水性と耐沸騰性が大幅に向上します。
さまざまな使用要件に応じて、改質剤を添加することで尿素ホルムアルデヒド樹脂の性能を大幅に向上させることができます。
パッケージ
口の大きいプラスチックバケツまたは鉄バケツ、正味重量20kg。
保管と輸送
涼しく風通しの良い場所に保管してください。保管期間は製造日より1ヶ月です。保管期間を超えた場合でも、検査に合格すれば使用できます。
リマーク
尿素ホルムアルデヒド樹脂粉末製品は、ユーザーの要求に応じてさまざまなブランドで製造でき、製品は長期保存が可能です。
尿素ホルムアルデヒド樹脂は木材産業の主な接着剤であり、接着強度が高く、硬化が速く、操作性が良く、生産コストが低く、原材料が豊富で入手しやすいため、広く使用されています。しかし、尿素ホルムアルデヒド樹脂には遊離ホルムアルデヒドが含まれており、毒性があります。樹脂中の遊離ホルムアルデヒド含有量が低いほど、毒性は低くなります。尿素ホルムアルデヒド樹脂中の遊離ホルムアルデヒド含有量を減らすには、さまざまな方法があります。最も効果的な方法は、ホルムアルデヒドと尿素のモル比を減らすことですが、ホルムアルデヒド含有量を減らします。尿素ホルムアルデヒド樹脂の投与量は、尿素ホルムアルデヒド樹脂の製造プロセスを複雑にし、終点の制御を困難にし、樹脂の硬化時間を長くし、樹脂の接着強度と貯蔵安定性を低下させます。したがって、低ホルムアルデヒド/尿素(F / U)モル比に欠点をもたらす方法を効果的に排除する方法は非常に実用的です。通常、尿素ホルムアルデヒド樹脂の合成には低い F/U モル比が使用されます。樹脂合成の原理から始めて、実験を通じて最適な添加回数、添加比率、添加時間を見つけ、樹脂合成プロセス中の最適な pH 値、反応温度、反応時間を決定することで、ホルムアルデヒド含有量が低く、安定性に優れた尿素ホルムアルデヒド樹脂を製造します。
尿素ホルムアルデヒド樹脂の製造工程規制には以下の内容が含まれます。
1. 原材料の検査。主な目的は、ホルムアルデヒドと尿素の品質が要件を満たしているかどうかを確認することです。ホルムアルデヒドの濃度と尿素の純度に基づいて、プロセス処方におけるホルムアルデヒドと尿素の投与量を計算します。
2.材料を準備します。尿素ホルムアルデヒド樹脂の製造では、通常、最初にホルムアルデヒドを加え、ポンプでホルムアルデヒドを計量タンクに送り込み、計量後に反応ポットに送ります。計量タンクがない場合は、ホルムアルデヒドを計量し、真空ポンプで反応ポットに送り込むことができます。尿素は通常、スケールを使用して計量されます。
3. 撹拌加熱します。計量したホルムアルデヒドを反応ポットに加えた後、撹拌機を始動し、アルカリを加えて pH 値を規定値に調整します。同時に、蒸気を流して温度を上げます。尿素とホルムアルデヒドの反応は発熱反応であるため、尿素を加えた後、一定の温度まで加熱します。規定温度に達したら、すぐに蒸気を止め、反応の自己発熱によって規定温度まで温度を上昇させ、規定温度で一定時間保持します。蒸気加熱中に蒸気を止める温度は、設備の材質や反応液の使用量によって異なります。一般に、小型の反応ポットは使用量が少なく、反応熱も少なく、蒸気遮断温度は若干高くなります。また、使用する蒸気圧とも関係があります。蒸気圧が高い場合は、遮断蒸気温度を低くする必要があります。
4. 反応液媒体のpH値。反応液媒体のpH値は、尿素ホルムアルデヒド樹脂の合成にとって非常に重要な条件因子です。手順に明確に規定する必要があります。反応開始時のpH値はどのくらいである必要がありますか?温度が指定温度まで上昇した後、pH値はどのくらいの範囲にある必要がありますか?保温が完了した後のpH値はどのくらいである必要がありますか?酸または塩化アンモニウムを使用して酸を調整する場合、pH値も特定の範囲を持っている必要があります。
5. 反応の終点。反応の終点は、尿素ホルムアルデヒド樹脂の品質の鍵です。反応の終点は、一般的に4号塗料カップを使用して、樹脂液がカップから流出する時間(秒)を測定します。一般的には、樹脂液が流出する時間を一定の温度(比較的狭い範囲)で測定することが規定されています。または、水中の樹脂液の濁度で表されます。たとえば、取り出した樹脂液滴が20℃の水で濁ったときが終点であると規定されています。待ちます。
6. 反応終点後の処理。反応終点に達した後は、直ちに中和する必要があります。つまり、反応終点に達した後すぐにアルカリを添加して、反応樹脂液のpH値を規定値まで上げます。同時に、冷却水を流して冷却処理を行う必要があります。
7. 計量と保管。尿素ホルムアルデヒド樹脂が製造された後、指定された温度まで冷却してから排出できます。排出するときは、重量を量り、測定し、各ポットの接着剤の出力を記録する必要があります。完成した尿素ホルムアルデヒド樹脂は、鉄との接触を避け、涼しい場所にプラスチックバケツに入れて保管するのが最適です。
生産工程
1. 原材料の検査。主な目的は、ホルムアルデヒドと尿素の品質が要件を満たしているかどうかを確認することです。ホルムアルデヒドの濃度と尿素の純度に基づいて、プロセス処方におけるホルムアルデヒドと尿素の投与量を計算します。
2.材料を準備します。尿素ホルムアルデヒド樹脂の製造では、通常、最初にホルムアルデヒドを加え、ポンプでホルムアルデヒドを計量タンクに送り込み、計量後に反応ポットに送ります。計量タンクがない場合は、ホルムアルデヒドを計量し、真空ポンプで反応ポットに送り込むことができます。尿素は通常、スケールを使用して計量されます。
3. 撹拌加熱します。計量したホルムアルデヒドを反応ポットに加えた後、撹拌機を始動し、アルカリを加えて pH 値を規定値に調整します。同時に、蒸気を流して温度を上げます。尿素とホルムアルデヒドの反応は発熱反応であるため、尿素を加えた後、一定の温度まで加熱します。規定温度に達したら、すぐに蒸気を止め、反応の自己発熱によって規定温度まで温度を上昇させ、規定温度で一定時間保持します。蒸気加熱中に蒸気を止める温度は、設備の材質や反応液の使用量によって異なります。一般に、小型の反応ポットは使用量が少なく、反応熱も少なく、蒸気遮断温度は若干高くなります。また、使用する蒸気圧とも関係があります。蒸気圧が高い場合は、遮断蒸気温度を低くする必要があります。
4. 反応媒体の pH 値。反応液媒体の pH 値は、尿素ホルムアルデヒド樹脂の合成にとって非常に重要な条件要因です。手順では、反応開始時の pH 値と、指定温度まで温度を上昇させた後の pH 値の範囲を明確に規定する必要があります。保温が完了した後の pH 値はどのくらいにする必要がありますか?酸または塩化アンモニウムを使用して酸性度を調整する場合、pH 値も一定の範囲を持つ必要があります。
5.反応終点。反応の終点は、尿素ホルムアルデヒド樹脂の品質の鍵です。反応終点は、通常、4号塗料カップを使用して、樹脂液がカップから流出する時間(秒)を測定します。一般的に、樹脂液が流出する時間は、特定の温度(比較的狭い範囲)で測定されることが規定されています。または、水中の樹脂液の濁度で表されます。たとえば、取り出した樹脂液滴が20℃の水で濁ったときが終点であると規定されています。待ちます。
6. 反応終点後の処理。反応終点に達した後は、直ちに中和する必要があります。つまり、反応終点に達したらすぐにアルカリを添加して、反応樹脂液のpH値を規定値まで上げます。同時に、冷却水を流して冷却処理を行う必要があります。
7. 計量と保管。尿素ホルムアルデヒド樹脂が製造された後、指定された温度まで冷却してから排出できます。排出するときは、重量を量り、測定し、各ポットの接着剤の出力を記録する必要があります。完成した尿素ホルムアルデヒド樹脂は、鉄との接触を避け、涼しい場所にプラスチックバケツに入れて保管するのが最適です。
新しい環境に優しいホルムアルデヒドから生産された尿素ホルムアルデヒド樹脂は、環境に優しく、毒性が低く、無臭です。新しい環境に優しいホルムアルデヒドを添加物なしで使用することで、尿素ホルムアルデヒド樹脂接着剤はE1レベルまたはE0レベルに達することができます。新しい環境に優しいホルムアルデヒドから生産された尿素ホルムアルデヒド樹脂は、通常の尿素ホルムアルデヒド樹脂のアップグレード製品です。
原料比率
| 原材料 | 製品仕様 | 投与量(kg) | リマーク |
| ホルムアルデヒド | 36.5% | 600 | 通常のホルムアルデヒド |
| 環境に優しい新しいホルムアルデヒド | 400 | ||
| 尿素 | N46以上を含む | 300 | 市販品 |
| ポリビニルアルコール | モデル 2099 または 2299 | 適切な量 | |
| 水酸化ナトリウム | 30% | 適切な量 | 圧力アルカリ |
| 塩化アンモニウム | 20% | 適切な量 | 酸味を調整する |
生産工程
1. 環境に優しいホルムアルデヒド400kgと通常のホルムアルデヒド600kgを反応器に入れて撹拌機を始動します。ポリビニルアルコール(モデル2または4)2099〜2299kgを追加します。
2. 尿素300kgを加え、加熱を開始します。
3. 絶縁反応が完了したら、塩化アンモニウムでpH値を調整します。
4. ゲル形成後、45℃まで冷却し、撹拌を止めてから材料を放出します。
プロセスは作成も操作も簡単で、習得も簡単です。
樹脂品質指数
| 外観 | 乳白色の粘液 |
| 0.25~0.4Pa・s | |
| 遊離ホルムアルデヒド含有量 | <0.05 |
| 硬化時間 | 45〜65秒 |
| pH値 | 7.0〜8.0 |
| 固形分 | > 50% |
| 保管期間(日数) | > 20 |
プロセス特性
1. 低コスト。環境に優しいホルムアルデヒドの価格は、市販の通常のホルムアルデヒドとまったく同じです。尿素の使用量が少なく、ホルムアルデヒド全体の30%を占め、通常の環境に優しい尿素ホルムアルデヒド樹脂よりも尿素を約50%節約します。
2.環境に優しい。樹脂は遊離ホルムアルデヒド含有量が非常に低く、製造工程中の臭いもほとんどありません。ゲル化後、ホルムアルデヒドの臭いはほとんどしません。この樹脂で作られた合板は、技術監督局による試験と検査を経て、国家標準のE2およびE1レベルに完全に達しています。
3.製造工程が簡単で、ホルムアルデヒドと尿素を一度に投入し、初期段階でpH値を調整する必要がないため、操作が非常に簡単です。

