一種以尿素-甲醛為原料一步法制備脲醛樹脂泡沫的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種植物培養(yǎng)基原料的制備方法，特別是涉及一種以尿素-甲醛為原 料一步法制備脲醛樹脂泡沫的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 泡沫塑料是由大量氣體微孔分散于固體塑料中而形成的一類高分子材料，泡沫塑 料與純塑料相比，具有密度低，質(zhì)輕，比強(qiáng)度高，其強(qiáng)度隨密度增加而增大，有吸收沖擊載荷 的能力，有優(yōu)良的緩沖減震性能，隔音吸音性能，熱導(dǎo)率低，隔熱性能好，優(yōu)良的電絕緣性 能，具有耐腐蝕、耐霉菌性能。脲醛泡沫是泡沫塑料的一種，是一種多孔硬質(zhì)泡沫塑料，主要 用作保溫材料，也可用作植物培養(yǎng)的基質(zhì)材料。
[0003] 脲醛泡沫一般是以脲醛樹脂，發(fā)泡劑，固化劑為主要原料制得的。傳統(tǒng)的經(jīng)典理論 認(rèn)為，脲醛樹脂泡沫是熱固性樹脂，當(dāng)樹脂的pH值降至3~4時(shí)，立即發(fā)生固化。在固化過 程中，樹脂的一些具有反應(yīng)活性的官能團(tuán)，如-CH20H、-NH-、_順2進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，使樹脂交 聯(lián)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，變成不溶不熔的白色泡沫。脲醛樹脂的固化劑可以是甲酸、磷酸，苯 磺酸等這樣的有機(jī)酸或無機(jī)酸，也可以是象過硫酸銨，磷酸氫二銨、氨基磺酸銨，氯化銨等 這樣的酸式鹽。
[0004] 所以，我們可以看出制得脲醛泡沫的基礎(chǔ)是脲醛樹脂的制備，而目前脲醛樹脂的 制備工藝一般采用如下方式：1.原料的檢驗(yàn)。主要是檢驗(yàn)甲醛和尿素的質(zhì)量是否符合要 求。2.備料。先用泵把甲醛打入計(jì)量罐內(nèi)，用鎊秤稱量尿素。3.攪拌與升溫。開動攪拌器 加堿調(diào)pH值至規(guī)定值，同時(shí)開蒸汽升溫，尿素和甲醛進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度一般在80-105°C 之間。4.反應(yīng)液介質(zhì)的pH值的調(diào)整。反應(yīng)液介質(zhì)的pH值對脲醛樹脂合成是很重要的條 件因素，pH值也要有一定的范圍。5.反應(yīng)終點(diǎn)的確定。如規(guī)定取出的樹脂液滴在20°C的 水中出現(xiàn)混濁時(shí)為終點(diǎn)等。6.反應(yīng)終點(diǎn)后的處理。反應(yīng)終點(diǎn)到達(dá)后首先應(yīng)立即中和，同時(shí) 應(yīng)開冷卻水進(jìn)行降溫處理，一般上述反應(yīng)時(shí)間約為3-4小時(shí)。7.稱量和保管。脲醛樹脂制 成后，避免與鐵接觸，存放在陰涼處。
[0005] 綜上所述可知，在制備脲醛泡沫的過程中，脲醛樹脂的制備會耗費(fèi)了大量的時(shí)間 和熱量，從經(jīng)濟(jì)角度來看是不劃算的，所以利用尿素和甲醛在酸性條件下就有很高活性的 特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)尿素-甲醛為原料一步法制備脲醛樹脂泡沫是可能的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種以尿素_甲醛為原料一步法制備脲醛樹脂泡沫的方 法，該方法以尿素-甲醛為主要原料，無須經(jīng)過制備脲醛樹脂即可直接制得脲醛泡沫，所得 泡沫適合用作農(nóng)業(yè)領(lǐng)域植物栽培的培養(yǎng)基質(zhì)材料，該基質(zhì)材料不但可以降解，而且能夠?yàn)?植物提供氮源。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種以尿素-甲醛為原料一步法制備脲醛樹脂泡沫的方法，所述方法采用尿素、甲醛 水溶液或多聚甲醛水溶液，二辛基琥珀酸磺酸鈉發(fā)泡劑，黃麻植物短切纖維和苯磺酸固化 劑為原料；包括以下制備步驟： 1) 首先將甲醛水溶液或多聚甲醛水溶液加入到混合器中，直至溶解； 2) 將尿素加入到上述水溶液中，使其溶解； 3) 將二辛基琥珀酸磺酸鈉，黃麻植物短切纖維加入到上述混合溶液中高速攪拌發(fā) 泡； 4) 最后將苯磺酸固化劑加入到上述溶液中攪拌均勻，倒入模具中，固化、干燥，即可得 到脲醛樹脂泡沫。
[0008] 所述的以尿素-甲醛為原料一步法制備脲醛樹脂泡沫的制備方法，甲醛/尿素摩 爾比為1 3 :1，二辛基琥珀酸磺酸鈉加入量為尿素和甲醛總質(zhì)量的0. 1-0. 5%，苯磺 酸加入量為尿素和甲醛總質(zhì)量的1-2%，黃麻植物短切纖維加入量為尿素和甲醛總質(zhì)量的 1-20 % 〇
[0009] 所述的以尿素_甲醛為原料一步法制備脲醛樹脂泡沫的制備方法，黃麻植物纖維 切成1-5暈米長的纖維。
[0010] 所述的以尿素-甲醛為原料一步法制備脲醛樹脂泡沫的制備方法，模具溫度為 10-30。。。
[0011] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是： 本發(fā)明同原來先將尿素、甲醛反應(yīng)制成脲醛樹脂，然后再發(fā)泡的方法相比，工藝更為簡 單，成本更為低廉；由于尿/醛比低，游離甲醛完全符合國家環(huán)保要求，也無其他生產(chǎn)物污 染；所得脲醛樹脂泡沫使用無公害，無毒可降解，產(chǎn)品使用過程中及損壞后均可提供豐富的 氮源；由于該泡沫是開孔的，吸水保水性能大大提高，有利于各種植物所需營養(yǎng)成分的加 入，非常適于用作農(nóng)業(yè)領(lǐng)域植物栽培的培養(yǎng)基質(zhì)材料。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0013] 本發(fā)明所公開的一種以尿素-甲醛為原料一步法制備脲醛樹脂泡沫的方法，主要 是通過如下工藝步驟實(shí)現(xiàn)的：首先將甲醛水溶液或多聚甲醛水溶液加入到混合器中，直至 溶解；接著將尿素加入到上述水溶液中，使其溶解；然后將二辛基琥珀酸磺酸鈉，黃麻植物 短切纖維加入到上述混合溶液中高速攪拌發(fā)泡；最后將苯磺酸固化劑加入到上述溶液中攪 拌均勻，倒入模具中，固化、干燥，即可得到脲醛樹脂泡沫。
[0014] 下面結(jié)合實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015]實(shí)例1 : 首先稱量1摩爾的甲醛水溶液（37%)，然后加入1摩爾的尿素顆粒，待尿素在甲醛水溶 液中完全溶解后，加入0. 5克的二辛基琥珀酸磺酸鈉，下一步進(jìn)行高速攪拌，使上述混合液 形成泡沫，當(dāng)泡沫體積達(dá)到最大時(shí)加入12克的黃麻植物短切纖維，繼續(xù)攪拌直至在泡沫體 中均勻分布，接下來加入5克的苯磺酸并使之與之前的原料混合均勻，最后將上述混合物 倒入模具中，進(jìn)行固化和干燥，即可得到脲醛樹脂泡沫。
[0016]實(shí)例 2: 首先稱量1摩爾的多聚甲醛水溶液（37%)，然后加入1. 3摩爾的尿素顆粒，待尿素在甲 醛水溶液中完全溶解后，加入1.1克的二辛基琥珀酸磺酸鈉，下一步進(jìn)行高速攪拌，使上述 混合液形成泡沫，當(dāng)泡沫體積達(dá)到最大時(shí)加入5克的黃麻植物短切纖維，繼續(xù)攪拌直至在 泡沫體中均勻分布，接下來加入8克的苯磺酸并使之與之前的原料混合均勻，最后將上述 混合物倒入模具中，進(jìn)行固化和干燥，即可得到脲醛樹脂泡沫。
[0017] 表1上述實(shí)例所得脲醛泡沫的物理性能
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種以尿素-甲醛為原料一步法制備脲醛樹脂泡沫的方法，其特征在于：所述方法 采用尿素、甲醛水溶液或多聚甲醛水溶液，二辛基琥珀酸磺酸鈉發(fā)泡劑，黃麻植物短切纖維 和苯磺酸固化劑為原料；包括以下制備步驟： 1) 首先將甲醛水溶液或多聚甲醛水溶液加入到混合器中，直至溶解； 2) 將尿素加入到上述水溶液中，使其溶解； 3) 將二辛基琥珀酸磺酸鈉，黃麻植物短切纖維加入到上述混合溶液中高速攪拌發(fā) 泡； 4) 最后將苯磺酸固化劑加入到上述溶液中攪拌均勻，倒入模具中，固化、干燥，即可得 到脲醛樹脂泡沫。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以尿素-甲醛為原料一步法制備脲醛樹脂泡沫的制備方法， 其特征在于：甲醛/尿素摩爾比為I:1-:1.3 :1，二辛基琥珀酸磺酸鈉加入量為尿素和甲醛 總質(zhì)量的〇. 1-0. 5%，苯磺酸加入量為尿素和甲醛總質(zhì)量的1-2%，黃麻植物短切纖維加入 量為尿素和甲醛總質(zhì)量的1-20%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以尿素-甲醛為原料一步法制備脲醛樹脂泡沫的制備方法， 其特征在于：黃麻植物纖維切成1-5毫米長的纖維。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以尿素-甲醛為原料一步法制備脲醛樹脂泡沫的制備方 法，其特征在于：模具溫度為10-30°C。
【專利摘要】一種以尿素-甲醛為原料一步法制備脲醛樹脂泡沫的方法，涉及一種植物培養(yǎng)基原料的制備方法，采用尿素、甲醛水溶液或多聚甲醛水溶液，按比例配制成混合液、加入發(fā)泡劑，植物短切纖維和固化劑再次混合均勻后，直接倒入模具中即可固化成脲醛樹脂泡沫。本發(fā)明原料廣泛；同原來先將尿素、甲醛反應(yīng)制成脲醛樹脂，然后再發(fā)泡的方法相比，工藝更為簡單，成本更為低廉；無其他生產(chǎn)物污染；所得脲醛樹脂泡沫使用無公害，無毒可降解，產(chǎn)品使用過程中及損壞后均可提供豐富的氮源；由于該泡沫是開孔的，吸水保水性能大大提高，有利于各種植物所需營養(yǎng)成分的加入，非常適于用作農(nóng)業(yè)領(lǐng)域植物栽培的培養(yǎng)基質(zhì)材料。
【IPC分類】C08J9-04, C08L61-24, C08G12-12, C08L97-02, C08K5-42
【公開號】CN104761865
【申請?zhí)枴緾N201510103005
【發(fā)明人】張文政, 黃麗, 牟江南, 王丹焱
【申請人】沈陽化工大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月10日