脲醛樹脂

脲醛樹脂urea-formaldehyderesins商品名Beetle。又稱尿素甲醛樹脂，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。

（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。
脲醛樹脂主要用于和醇酸樹脂配制氨基醇酸烘漆，以提高漆膜的硬度和干性。它與不干性醇酸樹脂配合可制成酸固化氨基漆作為木材家具罩光之用。但耐候性、耐水性、保光性稍差。可占環氧樹脂和醇酸樹脂配制不同性能的底漆和室內用漆。主要特點包括：1.價格便宜，原料充足。2.脲醛樹脂分子結構上含有極性氧原子，所以對物面附著力好。可以用于底漆，中間層涂料，以提高面漆之間的結合力。3.由于用酸性催化劑時可在室溫固化，可用于雙組分木器涂料。4.以脲醛樹脂固化的漆膜，撓曲性較好。5.脲醛樹脂的粘度較大，酸值較高，貯藏穩定性較差。

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