專利名稱：脲醛樹脂的連續(xù)生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于木材膠粘劑脲醛樹脂的生產(chǎn)工藝，尤其涉及一種脲醛樹脂的連續(xù)生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
我國(guó)人造板年產(chǎn)量從1980年的99.6萬(wàn)m3增長(zhǎng)到2012年的2.86億m3，年產(chǎn)量多年位居世界首位，人造板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展加大了對(duì)木材膠粘劑的需求。

人造板普遍使用的脲醛、酚醛和三聚氰胺-甲醛樹脂木材膠粘劑中，由于脲醛樹脂膠粘劑的價(jià)格與性能優(yōu)勢(shì)，在木材膠粘劑中占有總量的90%左右，2012年為3340萬(wàn)噸(固體含量約為50% — 52%)以上。我國(guó)人造板企業(yè)生產(chǎn)脲醛樹脂膠粘劑時(shí)一般都在自備制膠車間進(jìn)行單釜間歇法生產(chǎn)，采用人工操作或半自動(dòng)控制。人們?cè)陔迦┑纳a(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)諸多問(wèn)題，如反應(yīng)釜本身就是一個(gè)熱慣性和時(shí)間常數(shù)很大的系統(tǒng)，加熱和冷卻存在時(shí)間滯后性，在生產(chǎn)過(guò)程中脲醛樹脂膠粘劑還會(huì)放出熱量，因此按理想的溫度曲線對(duì)其進(jìn)行升溫和保溫控制存在較大難度。此外生產(chǎn)過(guò)程中需要測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中的粘度及粘度變化狀況，目前粘度測(cè)定一般需要人工取樣，然后冷卻到相應(yīng)溫度時(shí)再用粘度儀測(cè)定，存在較大的時(shí)間滯后性，不能快速客觀地反映膠液粘度變化狀況，粘度判斷還存在著人為主觀因素，這些問(wèn)題都嚴(yán)重影響著脲醛樹脂的質(zhì)量，也是導(dǎo)致脲醛樹脂膠粘劑質(zhì)量穩(wěn)定性差的主要原因，使我國(guó)脲醛樹脂膠粘劑的質(zhì)量常常達(dá)不到GB/T14732 — 2006標(biāo)準(zhǔn)，板材甲醛釋放量只能在E2 - E1級(jí)水平徘徊，有時(shí)由于工藝參數(shù)控制不當(dāng)，還會(huì)發(fā)生膠粘劑報(bào)廢事故。國(guó)內(nèi)外有關(guān)脲醛樹脂合成和改性的報(bào)道很多，膠粘劑甲醛含量一直是人們關(guān)注的問(wèn)題，為了降低甲醛含量，科研技術(shù)人員做了大量的工作，目前有下列的一些方法。一是可以通過(guò)降低甲醛與尿素摩爾比的方法。由于生產(chǎn)工藝的局限，降低甲醛與與尿素摩爾比的方法雖說(shuō)能夠有效降低甲醛的含量，但也會(huì)導(dǎo)致脲醛樹脂膠的膠合強(qiáng)度下降，樹脂貯存穩(wěn)定性差。二是在反應(yīng)脲醛樹脂的合成過(guò)程中加入添加劑的方法。如三聚氰胺、苯酚、聚乙烯醇、面粉等。如蘇自忠(CN102220100A)加入三聚氰胺生產(chǎn)過(guò)程的固體廢物(含三聚氰胺)，雷得定、李建章、周雄志(CN101003610A)及周長(zhǎng)偉(CN102417802A)用加入聚乙烯醇的方法，秦特夫、李改云、黃洛華(CN101200549B)及趙玉林、關(guān)守楠(CN102321446A)用加入三聚氰胺和聚乙烯醇的方法。由于添加劑的加入，不但使脲醛膠粘劑的成本上升，而且還使固化時(shí)間變長(zhǎng)，影響人造板的生產(chǎn)效率。三是分批加入尿素的方法。如梁杰培、黃家毅等(CN102775946A)，李建章、周文瑞(CN1817932A)及劉江波、李建章等(CN102504156A)。分批加入尿素的方法可以降低甲醛含量，但后來(lái)加入的尿素有部分難以形成聚合物，而影響脲醛樹脂的粘接強(qiáng)度，因此也不能夠完全解決強(qiáng)度與甲醛含量的矛盾。要提高脲醛膠粘劑的質(zhì)量及其穩(wěn)定性，須提高工藝設(shè)備和操作水平，實(shí)現(xiàn)在線控制連續(xù)式生產(chǎn)方法是有效提高質(zhì)量及其穩(wěn)定性的方法。甘衛(wèi)星、羅建舉等(CN101260284B)采用在線控制的多釜聯(lián)動(dòng)的合成工藝，將脲醛樹脂合成的堿一酸一堿工藝拆分成三個(gè)釜來(lái)完成，簡(jiǎn)化了控制的參數(shù)與條件，可以提高脲醛樹脂的質(zhì)量及其穩(wěn)定性，但這只是一種半連續(xù)的生產(chǎn)工藝，未從根本上解決生產(chǎn)工藝問(wèn)題。張躍、嚴(yán)生虎(CN102532447A)采用多級(jí)分段控制的脲醛樹脂及連續(xù)型合成方法，通過(guò)尿素與甲醛“分批加入、多點(diǎn)分段”，控制反應(yīng)過(guò)程中的PH值和反應(yīng)溫度，但這也是釜式反應(yīng)方式，且還要通過(guò)加入淀粉來(lái)控制甲醛的含量。因此，我國(guó)目前脲醛樹脂以及木材膠粘劑生產(chǎn)裝備落后的狀態(tài)和脲醛膠粘劑甲醛含量高的現(xiàn)狀亟待扭轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決 的技術(shù)問(wèn)題是提供一種生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制、操作穩(wěn)定的脲醛樹脂的連續(xù)生產(chǎn)工藝，應(yīng)用該工藝所得樹脂質(zhì)量穩(wěn)定優(yōu)良。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:脲醛樹脂的連續(xù)生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:(I)將甲醛與尿素在I段配料釜中混合得富甲醛預(yù)聚液(富甲醛的脲醛預(yù)聚液)，其中甲醛/尿素摩爾比大于1，用堿調(diào)節(jié)PH值至7-10，在線檢測(cè)并控制好甲醛與尿素的配比和pH值，將配比好的物料連續(xù)進(jìn)入I段管式反應(yīng)器中，I段管式反應(yīng)器內(nèi)壓力為
0.05-0.30MPa,反應(yīng)溫度為 70-100° C，反應(yīng)時(shí)間為 10_30min ；(2)將甲醛與尿素在II段配料釜中混合得貧甲醛預(yù)聚液(貧甲醛的脲醛預(yù)聚液)，其中甲醛/尿素摩爾比小于1，用堿調(diào)節(jié)PH值至7-10，在線檢測(cè)并控制好甲醛與尿素的配比和pH值，將配比好的物料連續(xù)進(jìn)入II段管式反應(yīng)器中，II段管式反應(yīng)器內(nèi)壓力為
0.10-0.50MPa,反應(yīng)溫度為30-70° C，反應(yīng)時(shí)間為20_40min ；(3)1段管式反應(yīng)器中的富甲醛預(yù)聚液進(jìn)入III段管式反應(yīng)器中，在III段管式反應(yīng)器中加入酸調(diào)節(jié)pH值至3-5，III段管式反應(yīng)器內(nèi)壓力為0.05-0.25Mpa，反應(yīng)溫度為80-100° C，反應(yīng)時(shí)間為30-90min ;按富甲醛預(yù)聚液與貧甲醛預(yù)聚液質(zhì)量比1_3:1，在III段管式反應(yīng)器中分段加入來(lái)自II段管式反應(yīng)器的貧甲醛預(yù)聚液，逐漸降低甲醛與尿素的摩爾比；(4) III段管式反應(yīng)器出來(lái)的產(chǎn)物進(jìn)入到IV段管式反應(yīng)器，在IV段管式反應(yīng)器中加入堿調(diào)節(jié)PH值為7-9 ；(5) IV段管式反應(yīng)器出來(lái)的物料連續(xù)送入括板式薄膜蒸發(fā)器進(jìn)行真空蒸發(fā)，真空壓力為-0.08至-0.095Mpa，得到脲醛樹脂產(chǎn)品。步驟(3)中在III段管式反應(yīng)器中分五段加入來(lái)自II段管式反應(yīng)器的貧甲醛預(yù)聚液。I段至IV段管式反應(yīng)器為不銹鋼管，不銹鋼管置于水或蒸汽中以保證反應(yīng)溫度。管式反應(yīng)器中物料的pH值、溫度、壓力、流量、粘度采用在線檢測(cè)與控制。真空蒸發(fā)采用連續(xù)括板式薄膜蒸發(fā)工藝。甲醛為質(zhì)量分?jǐn)?shù)37-46%的水溶液；調(diào)節(jié)pH值的堿為氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈣(石灰水)、碳酸鈉、三乙醇胺中的一種或多種；調(diào)節(jié)PH值的酸為甲酸、乙酸、磷酸、硫酸、鹽酸、氯化氨中的一種或多種針對(duì)目前我國(guó)脲醛樹脂以及木材膠粘劑的生產(chǎn)裝備落后和脲醛膠粘劑甲醛含量高的現(xiàn)狀，發(fā)明人采用管式連續(xù)反應(yīng)方法建立了本發(fā)明脲醛樹脂的連續(xù)生產(chǎn)工藝。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)采用管式反應(yīng)器，反應(yīng)效率高、溫度易控制、反應(yīng)過(guò)程平穩(wěn)，不會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)程度不夠或者反應(yīng)程度過(guò)度現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了完全連續(xù)化生產(chǎn)；(2)生產(chǎn)過(guò)程采用連續(xù)在線檢測(cè)與控制方式，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行更為精準(zhǔn)的控制，可大幅度提高樹脂質(zhì)量及其貯存穩(wěn)定性，能夠較好解決脲醛樹脂甲醛含量、膠合強(qiáng)度及貯存穩(wěn)定性之間的矛盾；(3)通過(guò)分析檢測(cè)結(jié)果和對(duì)工藝參數(shù)的調(diào)整，可以生產(chǎn)出滿足不同用途的木材加工用的脲醛樹脂膠粘劑；(4)采用括板式薄膜蒸發(fā)連續(xù)工藝，物料在很短的時(shí)間內(nèi)水份蒸發(fā)，不但可以達(dá)到較高的固含，而且樹脂溫度迅速降低，有利于提高其貯存穩(wěn)定性；(5)連續(xù)生產(chǎn)工藝生產(chǎn)效率高，易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。由于我國(guó)人造板規(guī)模大、脲醛樹脂用量大，應(yīng)用與推廣本發(fā)明可大大提高脲醛膠粘劑的質(zhì)量水平和木材膠粘劑及人造板的生產(chǎn)水平，使我國(guó)人造板板材甲醛釋放量降低，達(dá)到Etl級(jí)水平，同時(shí)可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


圖1為本發(fā)明脲醛樹脂的連續(xù)生產(chǎn)工藝流程圖。圖中:1、I段管式反應(yīng)器，2、II段管式反應(yīng)器，3、III段管式反應(yīng)器，4、IV段管式反應(yīng)器，5、I段配料釜，6、II段配料釜，7、混合器，8、括板式薄膜蒸發(fā)器，9、冷凝器，10、水接受槽。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合圖1和各實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明脲醛樹脂的連續(xù)生產(chǎn)工藝。其中，管式反應(yīng)器為不銹鋼管，不銹鋼管置于水或蒸汽中以保證反應(yīng)溫度；生產(chǎn)中全程對(duì)管式反應(yīng)器中物料的PH值、溫度、壓力、流量、粘度采用在線檢測(cè)與控制。實(shí)施例1將37%甲醛/尿素按質(zhì)量(1.30mol/l.0Omol) 1.757/1.000配比在I段配料釜中混合，用40%氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)pH至10.0，在線檢測(cè)并控制好甲醛與尿素的配比和pH值，配比好的物料連續(xù)進(jìn)入I段管式反應(yīng)器中，其質(zhì)量流量記為Mf，壓力為0.0SMPa,溫度為90° C的條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為30min。將37%甲醛/尿素按質(zhì)量比(0.65mol/l.0Omol) 0.878/1.000配比在II段配料釜中混合，用40%氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)pH至8.0，在線檢測(cè)并控制好甲醛與尿素的配比和pH值，將配比好的物料連續(xù)進(jìn)入II段管式反應(yīng)器中，其質(zhì)量流量記為Mp，壓力為0.lOMPa，反應(yīng)溫度為30° C，反應(yīng)時(shí)間為30min。I段管式反應(yīng)器中的富甲醛預(yù)聚液連續(xù)送入III段管式反應(yīng)器中，在III段管式反應(yīng)器中加入50%硫酸與磷酸混 合溶液(含10%磷酸，40%硫酸)調(diào)節(jié)pH值至3.0,反應(yīng)器內(nèi)壓力為
0.05Mpa，反應(yīng)溫度為100° C，反應(yīng)時(shí)間為60min，在III段管式反應(yīng)器中分五段連續(xù)加入來(lái)自II段管式反應(yīng)器的貧甲醛的脲醛預(yù)聚液，按管式反應(yīng)器中物料流向方向，依次將這五段記為 Dl、D2、D3、D4、D5，加入的質(zhì)量比例為 MD1/MD2/MD3/MD4/MD5 為 L 6/1.3/1.0/0.7/0.4，控制Mf/^為2.066/1.000，總的甲醛/尿素為1.03mol/l.0Omol。III段管式反應(yīng)器出來(lái)的產(chǎn)物進(jìn)入到IV段管式反應(yīng)器，在IV段管式反應(yīng)器中加入40%氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)pH為8.0，IV段管式反應(yīng)器出來(lái)的物料連續(xù)送入括板式薄膜蒸發(fā)器進(jìn)行在真空壓力為-0.0SOMpa的情況下進(jìn)行真空蒸發(fā)，調(diào)節(jié)脲醛樹脂膠液溫度在40° C以下，得到脲醛樹脂產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到GB/T14732 — 2006中“脲醛樹脂技術(shù)要求”，板材甲醛釋放量達(dá)到Etl級(jí)水平。實(shí)施例2將37%甲醛/尿素按質(zhì)量(1.50mol/l.0Omol) 2.027/1.000配比在I段配料釜中混合，用飽和石灰水+30%碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.0,在線檢測(cè)并控制好甲醛與尿素的配比和PH值，配比好的物料連續(xù)進(jìn)入I段管式反應(yīng)器中，其質(zhì)量流量記為Mf，壓力為
0.15MPa，溫度為80° C的條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為20min。將37%甲醛/尿素按質(zhì)量比(0.50mol/l.0Omol)0.676/1.000配比在II段配料釜中混合，用飽和石灰水+30%碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)PH至8.0，在線檢測(cè)并控制好甲醛與尿素的配比和pH值，將配比好的物料連續(xù)進(jìn)入II段管式反應(yīng)器中，其質(zhì)量流量記為Mp，壓力為0.20MPa，反應(yīng)溫度為60° C，反應(yīng)時(shí)間為30min。I段管式反應(yīng)器中的富甲醛預(yù)聚液連續(xù)送入III段管式反應(yīng)器中，在III段管式反應(yīng)器中加入鹽酸+磷酸+氯化銨混合溶液(含鹽酸10%，磷酸20%，氯化銨20%)調(diào)節(jié)pH值至5，反應(yīng)器內(nèi)壓力為0.lOMpa，反應(yīng)溫度為80° C，反應(yīng)時(shí)間為90min，在III段管式反應(yīng)器中分五段連續(xù)加入來(lái)自I段管式反應(yīng)器的貧甲醛的脲醛預(yù)聚液，按管式反應(yīng)器中物料流向方向，依次將這五段記為Dl、D2、D3、D4、D5，加入的質(zhì)量比例為MD1/MD2/MD3/MD4MM為
1.4/1.2/1.0/0.8/0.6，控制 Mf/Mp 為 1.957/1.000，總的甲醛 / 尿素為 1.02mol/l.0Omol。III段管式反應(yīng)器出來(lái)的產(chǎn)物進(jìn)入到IV段管式反應(yīng)器，在IV段管式反應(yīng)器中加入飽和石灰水+30%碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH·為9.0，IV段管式反應(yīng)器出來(lái)的物料連續(xù)送入括板式薄膜蒸發(fā)器進(jìn)行在真空壓力為-0.095Mpa的情況下進(jìn)行真空蒸發(fā)，調(diào)節(jié)脲醛樹脂膠液溫度在40° C以下，得到脲醛樹脂產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到GB/T14732 — 2006中“脲醛樹脂技術(shù)要求”，板材甲醛釋放量達(dá)到Etl級(jí)水平。實(shí)施例3將37%甲醛/尿素按質(zhì)量(1.40mol/l.0Omol) 1.892/1.000配比在I段配料釜中混合，用三乙醇胺+氨水調(diào)節(jié)PH至8.0，在線檢測(cè)并控制好甲醛與尿素的配比和pH值，配比好的物料連續(xù)進(jìn)入I段管式反應(yīng)器中，其質(zhì)量流量記為Mf，壓力為0.20MPa,溫度為80° C的條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為20min。將37%甲醛/尿素按質(zhì)量比(0.60mol/l.0Omol) 0.811/1.000配比在II段配料釜中混合，用三乙醇胺+氨水調(diào)節(jié)pH至
7.5，在線檢測(cè)并控制好甲醛與尿素的配比和pH值，將配比好的物料連續(xù)進(jìn)入II段管式反應(yīng)器中，其質(zhì)量流量記為Mp，壓力為0.30MPa，反應(yīng)溫度為70° C，反應(yīng)時(shí)間為30min。II段管式反應(yīng)器中的富甲醛預(yù)聚液連續(xù)送入III段管式反應(yīng)器中，在III段管式反應(yīng)器中加入50%甲酸乙酸混合溶液(溶液中含25%甲酸，25%乙酸)調(diào)節(jié)pH值至4，反應(yīng)器內(nèi)壓力為
0.15Mpa，反應(yīng)溫度為90° C，反應(yīng)時(shí)間為60min，在III段管式反應(yīng)器中分五段連續(xù)加入來(lái)自I段管式反應(yīng)器的貧甲醛的脲醛預(yù)聚液，按管式反應(yīng)器中物料流向方向，依次將這五段記為 D1、D2、D3、D4、D5，加入的質(zhì)量比例為 MD1/MD2/MD3/MD4MD5 為 1.2/1.1/1.0/0.9/0.8，控制Mf/MpS 1.952/1.000，總的甲醛/尿素為1.03mol/l.0Omol。III段管式反應(yīng)器出來(lái)的產(chǎn)物進(jìn)入到IV段管式反應(yīng)器，在IV段管式反應(yīng)器中加入三乙醇胺+氨水調(diào)節(jié)pH為7.5，IV段管式反應(yīng)器出來(lái)的物料連續(xù)送入括板式薄膜蒸發(fā)器進(jìn)行在真空壓力為-0.090Mpa的情況下進(jìn)行真空蒸發(fā)，調(diào)節(jié)脲醛樹脂膠液溫度在40° C以下，得到脲醛樹脂產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到GB/T14732 一 2006中“脲醛樹脂技術(shù)要求”，板材甲醛釋放量達(dá)到Etl級(jí)水平。實(shí)施例4將46%甲醛/尿素按質(zhì)量(1.20mol/l.0Omol) 1.622/1.000配比在I段配料釜中混合，用飽和石灰水調(diào)節(jié)PH至8.5，在線檢測(cè)并控制好甲醛與尿素的配比和pH值，配比好的物料連續(xù)進(jìn)入I段管式反應(yīng)器中，其質(zhì)量流量記為Mf，壓力為0.30MPa，溫度為70° C的條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為20min。將37%甲醛/尿素按質(zhì)量比(0.80mol/l.0Omol) 1.081/1.000配比在II段配料釜中混合，用飽和石灰水調(diào)節(jié)PH至8.0,在線檢測(cè)并控制好甲醛與尿素的配比和pH值，將配比好的物料連續(xù)進(jìn)入II段管式反應(yīng)器中，其質(zhì)量流量記為Mp，壓力為
0.50MPa,反應(yīng)溫度為50° C，反應(yīng)時(shí)間為30min。II段管式反應(yīng)器中的富甲醛預(yù)聚液連續(xù)送入III段管式反應(yīng)器中，在III段管式反應(yīng)器中加入50%硫酸調(diào)節(jié)pH值至3，反應(yīng)器內(nèi)壓力為0.25Mpa，反應(yīng)溫度為100° C，反應(yīng)時(shí)間為60min，在III段管式反應(yīng)器中分五段連續(xù)加入來(lái)自I段管式反應(yīng)器的貧甲醛的脲醛預(yù)聚液，按管式反應(yīng)器中物料流向方向，依次將這五段記為 D1、D2、D3、D4、D5，加入的質(zhì)量比例為 MD1/MD2/MD3/MD4MD5 為 L 0/1.2/1.0/0.8/1.0，控制Mf/^為2.054/1.000，總的甲醛/尿素為1.05mol/l.0Omol。III段管式反應(yīng)器出來(lái)的產(chǎn)物進(jìn)入到IV段管式反應(yīng)器，在IV段管式反應(yīng)器中加入飽和石灰水調(diào)節(jié)pH為8.0，IV段管式反應(yīng)器出來(lái)的物料連續(xù)送入括板式薄膜蒸發(fā)器進(jìn)行在真空壓力為-0.095Mpa的情況下進(jìn)行真空蒸發(fā)，調(diào)節(jié)脲醛樹脂膠液溫度在40° C以下，得到脲醛樹脂產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到GB/T14732 一 2006中“脲醛樹脂技術(shù)要求”，板材甲醛釋放量達(dá)到Etl級(jí)水平。實(shí)施例5將46%甲醛/尿素按質(zhì)量(1.60mol/l.0Omol) 2.162/1.000配比在I段配料釜中混合，用氨水+30%碳酸鈉水溶液調(diào)節(jié)pH至8.0,在線檢測(cè)并控制好甲醛與尿素的配比和pH值，配比好的物料連 續(xù)進(jìn)入I段管式反應(yīng)器中，其質(zhì)量流量記為Mf，壓力為0.20MPa,溫度為100° C的條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為20min。將37%甲醛/尿素按質(zhì)量比(0.50mol/l.0Omol)0.676/1.000配比在II段配料釜中混合，用氨水+30%碳酸鈉水溶液調(diào)節(jié)PH至8.5，在線檢測(cè)并控制好甲醛與尿素的配比和pH值，將配比好的物料連續(xù)進(jìn)入II段管式反應(yīng)器中，其質(zhì)量流量記為Mp，壓力為0.30MPa，反應(yīng)溫度為40° C，反應(yīng)時(shí)間為30min。II段管式反應(yīng)器中的富甲醛預(yù)聚液連續(xù)送入III段管式反應(yīng)器中，在III段管式反應(yīng)器中加入酸調(diào)節(jié)pH值至4，反應(yīng)器內(nèi)壓力為0.15Mpa，反應(yīng)溫度為90° C，反應(yīng)時(shí)間為60min，在III段管式反應(yīng)器中分五段連續(xù)加入來(lái)自I段管式反應(yīng)器的貧甲醛的脲醛預(yù)聚液，按管式反應(yīng)器中物料流向方向，依次將這五段記為Dl、D2、D3、D4、D5，加入的質(zhì)量比例為 MD1/MD2/MD3/MD4MM 為 1.3/1.1/1.0/0.9/0.7，控制 Mf/Mp 為 1.534/1.000，總的甲醛 / 尿素為1.06mol/l.0Omol。III段管式反應(yīng)器出來(lái)的產(chǎn)物進(jìn)入到IV段管式反應(yīng)器，在IV段管式反應(yīng)器中加入堿調(diào)節(jié)pH為8.0，IV段管式反應(yīng)器出來(lái)的物料連續(xù)送入括板式薄膜蒸發(fā)器進(jìn)行在真空壓力為-0.090Mpa的情況下進(jìn)行真空蒸發(fā)，調(diào)節(jié)脲醛樹脂膠液溫度在40° C以下，得到脲醛樹脂產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到GB/T14732 — 2006中“脲醛樹脂技術(shù)要求”，板材甲醛釋放量達(dá)到Eci級(jí)水平。
權(quán)利要求
1.一種脲醛樹脂的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟: (1)將甲醛與尿素在I段配料釜中混合得富甲醛預(yù)聚液，其中甲醛/尿素摩爾比大于1，用堿調(diào)節(jié)PH值至7-10，在線檢測(cè)并控制好甲醛與尿素的配比和pH值，將配比好的物料連續(xù)進(jìn)入I段管式反應(yīng)器中，I段管式反應(yīng)器內(nèi)壓力為0.05-0.30MPa,反應(yīng)溫度為70-100° C，反應(yīng)時(shí)間為 10-30min ; (2)將甲醛與尿素在II段配料釜中混合得貧甲醛預(yù)聚液，其中甲醛/尿素摩爾比小于1，用堿調(diào)節(jié)PH值至7-10，在線檢測(cè)并控制好甲醛與尿素的配比和pH值，將配比好的物料連續(xù)進(jìn)入II段管式反應(yīng)器中，II段管式反應(yīng)器內(nèi)壓力為0.10-0.50MPa，反應(yīng)溫度為30-70° C，反應(yīng)時(shí)間為 20-40min ； (3)1段管式反應(yīng)器中的富甲醛預(yù)聚液進(jìn)入III段管式反應(yīng)器中，在III段管式反應(yīng)器中加入酸調(diào)節(jié)PH值至3-5，III段管式反應(yīng)器內(nèi)壓力為0.05-0.25Mpa，反應(yīng)溫度為80-100° C，反應(yīng)時(shí)間為30-90min ;按富甲醛預(yù)聚液與貧甲醛預(yù)聚液質(zhì)量比1_3:1，在III段管式反應(yīng)器中分段加入來(lái)自II段管式反應(yīng)器的貧甲醛預(yù)聚液，逐漸降低甲醛與尿素的摩爾比； (4)III段管式反應(yīng)器出來(lái)的產(chǎn)物進(jìn)入到IV段管式反應(yīng)器，在IV段管式反應(yīng)器中加入堿調(diào)節(jié)PH值為7-9 ； (5)IV段管式反應(yīng)器出來(lái)的物料連續(xù)送入括板式薄膜蒸發(fā)器進(jìn)行真空蒸發(fā)，真空壓力為-0.08至-0.095Mpa，得到脲醛樹脂產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脲醛樹脂的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征在于:步驟(3)中在III段管式反應(yīng)器中分五段加入來(lái)自II段管式反應(yīng)器的貧甲醛預(yù)聚液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脲醛樹脂的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述I段至IV段管式反應(yīng)器為不銹鋼管，不銹鋼管置于水或蒸汽中以保證反應(yīng)溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脲醛樹脂的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述管式反應(yīng)器中物料的PH值、溫度、壓力、流量、粘度采用在線檢測(cè)與控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脲醛樹脂的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述真空蒸發(fā)采用連續(xù)括板式薄膜蒸發(fā)工藝。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脲醛樹脂的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述甲醛為質(zhì)量分?jǐn)?shù)37-46%的水溶液；所述調(diào)節(jié)pH值的堿為氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、三乙醇胺中的一種或多種；所述調(diào)節(jié)PH值的酸為甲酸、乙酸、磷酸、硫酸、鹽酸、氯化氨中的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脲醛樹脂的連續(xù)生產(chǎn)工藝，該工藝采用管式連續(xù)反應(yīng)方法，先在一定pH值和溫度條件下，將甲醛和尿素分別制備得富甲醛預(yù)聚液和貧甲醛預(yù)聚液，然后在富甲醛預(yù)聚液中分段加入貧甲醛預(yù)聚液，最后經(jīng)連續(xù)括板式薄膜蒸發(fā)工藝得到脲醛樹脂產(chǎn)品。本發(fā)明生產(chǎn)工藝中各段采用pH值、溫度、粘度等在線檢測(cè)與控制，解決了脲醛生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量不穩(wěn)定的問(wèn)題，生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)化，生產(chǎn)效率高。應(yīng)用與推廣本發(fā)明可大大提高脲醛膠粘劑的質(zhì)量水平和木材膠粘劑及人造板的生產(chǎn)水平，使我國(guó)人造板板材甲醛釋放量降低，達(dá)到E0級(jí)水平，同時(shí)可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C09J161/24GK103193947SQ20131011900
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者張一甫, 甘衛(wèi)星 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)