專利名稱：一種納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于裝飾紙或裝飾板浸漬膠粘劑制備技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種納米氧化 鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
三聚氰胺甲醛樹脂固化后膠層無色透明，硬度高，裝飾紙經(jīng)其浸漬后對原有的花 紋及圖案不會造成任何影響，是木材工業(yè)常用的浸漬樹脂。用三聚氰胺甲醛樹脂浸漬的各 種裝飾紙和裝飾板被廣泛用于家具及室內(nèi)裝修上。但未經(jīng)改性的三聚氰胺甲醛樹脂其耐磨 性通常低于300轉(zhuǎn)，常用于生產(chǎn)中低端產(chǎn)品，附加值較低，產(chǎn)品的使用壽命短，不利于節(jié)能 環(huán)保。將三聚氰胺甲醛樹脂進行改性提高其耐磨性，生產(chǎn)高級裝飾紙和裝飾板，不僅提高了 產(chǎn)品的附加值，而且延長了產(chǎn)品的使用壽命，有利于節(jié)約資源，減少能耗，符合國家節(jié)能減 排的產(chǎn)業(yè)政策。公開號為CN1865587的發(fā)明專利公開了 “建筑模板浸漬紙防水耐磨樹脂膠”。該 專利提供了一種建筑模板浸漬紙防水耐磨樹脂膠，其原料成份為脲醛樹脂膠5份-9份，添 加劑0. 5份-3份；添加劑各原料的重量配比為石英粉30份-70份、白瓷粉25份-65份、 木質(zhì)纖維粉1份-10份、固體色劑粉0.5-3份。這種樹脂膠有成本低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，貯存 期長，耐磨性好的特點，但其耐磨性主要由添加大粒徑的無機物實現(xiàn)，易導致使用過程發(fā)生 沉降等問題。公開號為CN101117781的發(fā)明專利公開了“紙質(zhì)阻燃裝飾板及其浸漬膠生產(chǎn)方 法”。該專利中浸漬膠的原料為530-570份三聚氰胺、700-740份甲醛、280 -320份水、36% 濃度的堿液0. 7-1. 1份；生產(chǎn)過程為將甲醛投入反應釜，加半量水和堿液，調(diào)pH = 8-9，升 溫，加三聚氰胺在90-110°C中反應2-池，再加余量水調(diào)粘度為9-lOs，冷卻出膠即可。采用 該樹脂浸漬的紙質(zhì)裝飾板阻燃效果更好，側(cè)面協(xié)調(diào)性好。但該浸漬樹脂采用的是普通三聚 氰胺甲醛樹脂的配方，側(cè)重于防火阻燃，表面耐磨性無變化，影響浸漬裝飾板的使用壽命。公開號為CN101302412的發(fā)明專利公開了 “三聚氰胺_尿素-甲醛共縮聚樹脂木 材膠粘劑及制備方法”。該專利提供了一種可用于浸漬紙生產(chǎn)樹脂膠，其膠粘劑由三聚氰胺 (M)、尿素(U)、甲醛(F)共縮聚而成，具有穩(wěn)定性好、性能優(yōu)異等優(yōu)點，但尿素成份的比例過 大(達三聚氰胺與尿素總量的60%)，雖降低了成本，卻使終端產(chǎn)品的耐磨性下降。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂及 其制備方法，可用于裝飾紙、裝飾板的浸漬生產(chǎn)。該樹脂制備方法簡單，固化后耐磨性能好， 可提高產(chǎn)品的使用壽命。本發(fā)明的一種納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂，其原料配方中各組分的重 量份數(shù)為納米氧化鋁10 — 40份，三聚氰胺100 — 120份，水50 — 100份，甲醛溶液90 — 230份，聚乙烯醇2 — 20份，酰胺類物質(zhì)10 — 25份，尿素10 — 30份。
所述納米氧化鋁選自普通納米氧化鋁和經(jīng)偶聯(lián)劑處理過的納米氧化鋁。所述甲醛溶液的濃度為35. 5%-37. 5%。所述酰胺類物質(zhì)為N，N- 二甲基甲酰胺、己內(nèi)酰胺、對甲苯磺酰胺中的一種或幾種 混合物。本發(fā)明所述納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂的制備方法，其特征在于 ①向反應釜中加入50 - 100份水，開動攪拌器；②加入90 - 230份甲醛溶液，攪拌一段 時間；③加入2 — 20份聚乙烯醇，升溫至60 - 75°C，反應一段時間；④用堿液調(diào)節(jié)溶液 pH=8. 5-10.0，加入100 - 120份三聚氰胺，隨后升溫至80-95°C，反應一段時間；⑤加入 10 - 25份酰胺類物質(zhì)，反應一段時間；⑥再加入10 - 40份納米氧化鋁，反應一段時間后將 溫度調(diào)整為60-75°C ；⑦最后加入10 - 30份尿素，繼續(xù)攪拌，反應一段時間，降溫至40°C 以下，即成。所述堿液為氫氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液中的一種或幾種混合物，堿液重量 濃度為5% — 40% ο上述全反應過程所用的攪拌轉(zhuǎn)速分別為步驟①②③④⑤⑦所用攪拌轉(zhuǎn)速為 60 — 80轉(zhuǎn)/分鐘，步驟⑥所用攪拌轉(zhuǎn)速為100 — 200轉(zhuǎn)/分鐘；反應時間分別為步驟 ③15 — 45分鐘，步驟④80 - 100分鐘，步驟⑤20 — 30分鐘，步驟⑥20 — 30分鐘，步驟 ⑦20 — 30分鐘；步驟②所述攪拌時間為5 - 10分鐘。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點 ①樹脂制備方法簡單，易于掌握。②用該樹脂浸漬的裝飾紙或裝飾板耐磨性好，普通三聚氰胺甲醛樹脂浸漬的產(chǎn)品 耐磨性一般低于300轉(zhuǎn)，而該樹脂可達1500轉(zhuǎn)以上。③相比普通三聚氰胺甲醛樹脂，以本發(fā)明的樹脂浸漬的產(chǎn)品可獲得更長的使用壽 命，減少了對林木資源的消耗。
具體實施例方式本發(fā)明的一種納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂，其制備步驟如下
①向反應釜中加入50 - 100份水，開動攪拌器；②加入90 - 230份甲醛溶液，攪拌 一段時間；③加入2 — 20份聚乙烯醇，升溫至60 - 75°C，反應一段時間；④用堿液調(diào)節(jié) pH=8. 5-10.0，加入100 - 120份三聚氰胺，隨后升溫至80-95°C，反應一段時間；⑤加入 10 - 25份酰胺類物質(zhì)，反應一段時間；⑥加入10 - 40份納米氧化鋁，反應一段時間，將溫 度調(diào)整為60-75°C;⑦加入10 — 30份尿素，繼續(xù)攪拌一段時間，降溫至40°C以下，即成。上 述份數(shù)均表示重量份數(shù)。所述的原料，納米氧化鋁為普通納米氧化鋁、經(jīng)偶聯(lián)劑處理過的納米氧化鋁中的 一種或幾種混合物，三聚氰胺為工業(yè)級三聚氰胺，甲醛溶液的濃度為35. 5%-37. 5%，尿素為 工業(yè)級尿素，聚乙烯醇為工業(yè)級聚乙烯醇，用于調(diào)節(jié)PH值的堿液為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸 氫鈉的一種或幾種混合物的水溶液，重量濃度為5% - 40%，酰胺類物質(zhì)為N，N- 二甲基甲酰 胺、己內(nèi)酰胺、對甲苯磺酰胺的一種或幾種混合物。所述的制備方法中，反應釜采用可控制溫度和帶有攪拌器的反應釜，步驟 ①②③④⑤⑦所用攪拌轉(zhuǎn)速為60 — 80轉(zhuǎn)/分鐘，步驟⑥所用攪拌轉(zhuǎn)速為100 — 200轉(zhuǎn)/分鐘；反應時間為步驟③15 - 45分鐘，步驟④80 - 100分鐘，步驟⑤20 — 30分鐘，步驟 ⑥20 — 30分鐘，步驟⑦20 - 30分鐘；步驟②所述攪拌時間為5 — 10分鐘。本發(fā)明結(jié)合以下具體實例進一步闡明，但是本發(fā)明不僅限于此。實施例1
將N，N- 二甲基甲酰胺與己內(nèi)酰胺按重量比為3:1混合均勻，備用；在可控溫帶攪拌器 的反應釜中分別加入50份水、150份濃度為37%的甲醛，同時控制攪拌器轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分 鐘，攪拌Smin ；加入3份聚乙烯醇，升溫至60°C，保溫25min ；以適量濃度為20%的氫氧化 鈉溶液調(diào)節(jié)pH=9. 5，加入100份三聚氰胺，開始升溫至85°C，保溫攪拌90min ；再加入10份 的N，N- 二甲基甲酰胺與己內(nèi)酰胺的混合物，繼續(xù)反應20min ；然后加入15份納米氧化鋁， 控制攪拌器轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/分鐘，繼續(xù)攪拌25min，降溫至65°C ；加入10份尿素，保溫攪拌 20min,降溫至40°C以下即成所述一種納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂。實施例2
在可控溫帶攪拌器的反應釜中分別加入80份水、230份濃度為35. 5%的甲醛，同時控 制攪拌器轉(zhuǎn)速為70轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌IOmin ；加入2份聚乙烯醇，升溫至65°C，保溫15min ；以 適量濃度為20%的碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)pH=8. 5，加入120份三聚氰胺，開始升溫至92°C，保溫 攪拌SOmin ；再加入25份的N，N- 二甲基甲酰胺，繼續(xù)反應30min ；然后加入30份納米氧化 鋁，控制攪拌器轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘，繼續(xù)攪拌30min，降溫至60°C;加入20份尿素，保溫攪 拌23min，降溫至40°C以下即成所述一種納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂。實施例3
在可控溫帶攪拌器的反應釜中分別加入100份水、200份濃度為36. 5%的甲醛，同時控 制攪拌器轉(zhuǎn)速為80轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌IOmin ；加入20份聚乙烯醇，升溫至75°C，保溫45min ； 以適量濃度為20%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH=9. 0，加入115份三聚氰胺，開始升溫至95°C，保 溫攪拌IOOmin ；再加入15份的己內(nèi)酰胺，繼續(xù)反應25min ；然后加入40份經(jīng)偶聯(lián)劑KH-570 處理過的納米氧化鋁，控制攪拌器轉(zhuǎn)速為180轉(zhuǎn)/分鐘，繼續(xù)攪拌30min，降溫至60°C;加入 15份尿素，保溫攪拌30min，降溫至40°C以下即成所述一種納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛 耐磨樹脂。實施例4
將質(zhì)量濃度為15%的氫氧化鈉溶液與質(zhì)量濃度為15%的碳酸鈉溶液按體積比為1 1混 合，備用；在可控溫帶攪拌器的反應釜中分別加入50份水、90份濃度為37. 5%的甲醛，同時 控制攪拌器轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌5min ；加入6份聚乙烯醇，升溫至70°C，保溫30min ； 以適量的氫氧化鈉與碳酸鈉溶液的混合液調(diào)節(jié)pH=8. 8，加入110份三聚氰胺，開始升溫至 80°C，保溫攪拌95min ；再加入20份的對甲苯磺酰胺，繼續(xù)反應^min ；然后加入10份經(jīng)偶 聯(lián)劑KH-550處理過的納米氧化鋁，控制攪拌器轉(zhuǎn)速為140轉(zhuǎn)/分鐘，繼續(xù)攪拌2%iin，降溫 至70°C ；加入15份尿素，保溫攪拌^min，降溫至40°C以下即成所述一種納米氧化鋁改性 三聚氰胺甲醛耐磨樹脂。實施例5
將納米氧化鋁與經(jīng)偶聯(lián)劑KH-560處理過的納米氧化鋁按質(zhì)量比為2:1混合，備用；在 可控溫帶攪拌器的反應釜中分別加入60份水、180份濃度為37%的甲醛，同時控制攪拌器轉(zhuǎn) 速為100轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌6min ；加入10份聚乙烯醇，升溫至72°C，保溫35min ；以適量濃度為40%的氫氧化鈉溶液液調(diào)節(jié)pH=10. 0，加入105份三聚氰胺，開始升溫至93°C，保溫攪拌 90min ；再加入18份的對己內(nèi)酰胺，繼續(xù)反應^min ；然后加入25份納米氧化鋁的混合物， 控制攪拌器轉(zhuǎn)速為110轉(zhuǎn)/分鐘，繼續(xù)攪拌25min，降溫至65°C ；加入16份尿素，保溫攪拌 28min,降溫至40°C以下即成所述一種納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂。實施例6
在可控溫帶攪拌器的反應釜中分別加入90份水、200份濃度為35. 5%的甲醛，同時控制 攪拌器轉(zhuǎn)速為70轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌9min ；加入15份聚乙烯醇，升溫至70°C，保溫40min ；以適 量濃度為5%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH=9. 3，加入120份三聚氰胺，開始升溫至88°C，保溫攪 拌98min ；再加入15份的N，N- 二甲基甲酰胺，繼續(xù)反應^min ；然后加入20份的納米氧化 鋁，控制攪拌器轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分鐘，繼續(xù)攪拌20min，降溫至75°C;加入25份尿素，保溫攪 拌25min，降溫至40°C以下即成所述一種納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂。實施例7
在可控溫帶攪拌器的反應釜中分別加入85份水、170份濃度為36%的甲醛，同時控制 攪拌器轉(zhuǎn)速為80轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌Smin ；加入12份聚乙烯醇，升溫至68°C，保溫38min ；以適 量濃度為25%的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH=8. 6，加入100份三聚氰胺，開始升溫至85°C，保溫攪拌 IOOmin ；再加入12份的N，N- 二甲基甲酰胺，繼續(xù)反應27min ；然后加入35份的納米氧化 鋁，控制攪拌器轉(zhuǎn)速為180轉(zhuǎn)/分鐘，繼續(xù)攪拌^min，降溫至60°C;加入30份尿素，保溫攪 拌30min，降溫至40°C以下即成所述一種納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂。實施例8
將質(zhì)量濃度為20%的氫氧化鈉溶液與質(zhì)量濃度為5%的碳酸鈉溶液按體積比為1:2混 合，備用；在可控溫帶攪拌器的反應釜中分別加入70份水、120份濃度為36. 5%的甲醛，同 時控制攪拌器轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌7min ；加入6份聚乙烯醇，升溫至75°C，保溫23min ； 以適量的氫氧化鈉與碳酸鈉溶液的混合液調(diào)節(jié)pH=9. 8，加入108份三聚氰胺，開始升溫至 89°C，保溫攪拌96min ；再加入11份的己內(nèi)酰胺，繼續(xù)反應25min ；然后加入18份納米氧化 鋁，控制攪拌器轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘，繼續(xù)攪拌30min，降溫至60°C;加入15份尿素，保溫攪 拌22min，降溫至40°C以下即成所述一種納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂。本發(fā)明所述一種納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂可應用于浸漬裝飾紙或 裝飾板等，在普通浸膠槽中即可實現(xiàn)，浸膠次數(shù)為2—4次，浸膠量為200%— 480%。浸漬紙 貼面工藝采用的熱壓工藝為熱壓單位壓力1. 5 — 2. 5MPa，溫度140 — 170°C，時間0. 6 — 1.5min。表面耐磨性能為，磨耗值彡40mg/100轉(zhuǎn)，表面耐磨可以達到1500轉(zhuǎn)，超過GB/T 15102-2006“浸漬膠膜紙飾面人造板”中磨耗值<80mg/100轉(zhuǎn)、圖案磨100轉(zhuǎn)后應保留50% 以上花紋、素色磨350轉(zhuǎn)后無露底現(xiàn)象的要求，可用于高級飾面人造板的生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂，其特征在于所述納米氧化鋁改性三 聚氰胺甲醛耐磨樹脂的原料配方中各組分的重量份數(shù)為納米氧化鋁10 - 40份，三聚氰 胺100 - 120份，水50 - 100份，甲醛溶液90 — 230份，聚乙烯醇2 — 20份，酰胺類物質(zhì) 10 - 25份，尿素10 - 30份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂，其特征在于所述 納米氧化鋁選自普通納米氧化鋁和經(jīng)偶聯(lián)劑處理過的納米氧化鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂，其特征在于所述 甲醛溶液的濃度為35. 5%-37. 5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂，其特征在于所述 酰胺類物質(zhì)為N，N- 二甲基甲酰胺、己內(nèi)酰胺、對甲苯磺酰胺中的一種或幾種混合物。
5.一種如權(quán)利要求1-4中任一條所述納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂的制備 方法，其特征在于所述制備方法的具體步驟如下①向反應釜中加入50 - 100份水，開動 攪拌器；②加入90 - 230份甲醛溶液，攪拌一段時間；③加入2 - 20份聚乙烯醇，升溫至 60 - 75°C，反應一段時間；④用堿液調(diào)節(jié)溶液pH=8. 5-10. 0，加入100 — 120份三聚氰胺， 隨后升溫至80-95°C，反應一段時間；⑤加入10 - 25份酰胺類物質(zhì)，反應一段時間；⑥再 加入10 - 40份納米氧化鋁，反應一段時間后將溫度調(diào)整為60-75°C ；⑦最后加入10 — 30 份尿素，繼續(xù)攪拌，反應一段時間，降溫至40°C以下，即成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂的制備方法，其特征 在于所述堿液為氫氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液中的一種或幾種混合物，堿液重量濃度 為 5% — 40% ο
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂的制備方法，其特征 在于全反應過程所用的攪拌轉(zhuǎn)速分別為步驟①②③④⑤⑦所用攪拌轉(zhuǎn)速為60 — 80轉(zhuǎn)/ 分鐘，步驟⑥所用攪拌轉(zhuǎn)速為100 — 200轉(zhuǎn)/分鐘；反應時間分別為步驟③15 - 45分鐘， 步驟④80 - 100分鐘，步驟⑤20 - 30分鐘，步驟⑥20 — 30分鐘，步驟⑦20 — 30分鐘； 步驟②所述攪拌時間為5 - 10分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種納米氧化鋁改性三聚氰胺甲醛耐磨樹脂及其制備方法，所述樹脂原料如下納米氧化鋁、三聚氰胺、水、甲醛、聚乙烯醇、堿液、酰胺類物質(zhì)、尿素；其制備方法為向反應釜中加入水，再依次加入甲醛、聚乙烯醇、堿液、三聚氰胺、酰胺類物質(zhì)、納米氧化鋁、尿素，各反應一段時間即成。采用這種方法制備的三聚氰胺甲醛耐磨樹脂，制備方法簡單，穩(wěn)定性好，貯存期長；以該樹脂浸漬的裝飾紙，表面耐磨性能超過1500轉(zhuǎn)，可用于浸漬膠膜紙飾面人造板的生產(chǎn)。
文檔編號C08G12/32GK102120809SQ201110104500
公開日2011年7月13日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者曾月鴻, 林巧佳, 陳奶榮 申請人:福建農(nóng)林大學