一种反应型阻燃树脂胶黏剂及其制备方法和应用.pdf

本发明属于胶黏剂技术领域，特别涉及一种反应型阻燃树脂胶黏剂及其制备方法和应用。反应型阻燃树脂胶黏剂，它由黏胶剂原料制得，所述胶黏剂原料包括：甲醛、苯酚、六氯环三磷腈、碱性物质、三聚氰胺和水；其中：甲醛和苯酚的重量之和占总重量的30-45%，甲醛/苯酚的摩尔比为1.5-3.5；六氯环三磷腈占总重量的2-10%；碱性物质，占总重量的5-15%；三聚氰胺，占总重量的2-15%；水，占总重量的15-30%。本发明所述反应型阻燃树脂胶黏剂具有耐高温、环保等特点。

1.  一种反应型阻燃树脂胶黏剂，其特征在于，它由黏胶剂原料制得，所述胶黏剂原料包括：甲醛、苯酚、六氯环三磷腈、碱性物质、三聚氰胺和水；
其中：甲醛和苯酚的重量之和占总重量的30-45%，所述甲醛/苯酚的摩尔比为1.5-3.5；六氯环三磷腈占总重量的2-10%；碱性物质，占总重量的5-15%；三聚氰胺，占总重量的2-15%；水，占总重量的15-30%。

2.  根据权利要求1所述的反应型阻燃树脂胶黏剂，所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡或氨水。

3.  根据权利要求1所述的反应型阻燃树脂胶黏剂，其特征在于所述胶黏剂原料包括：甲醛和苯酚的重量之和占总重量的30-40%，所述甲醛/苯酚的摩尔比为1.5-2.5；六氯环三磷腈占总重量的5-10%；碱性物质占总重量的5-10%；三聚氰胺占总重量的2-10%；水占总重量的15-20%。

4.  根据权利要求1所述的反应型阻燃树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）配置质量浓度为15-50%的碱性溶液；
2）将苯酚液化；
3）在反应容器中加入步骤2）所得液化苯酚、六氯环三磷腈和水，加热至75-100℃，再加入三聚氰胺，保温20-90min，得到混合溶液；
4）向步骤3）所得混合溶液降温至40-60℃，加入步骤1）所得碱性溶液和甲醛，搅拌，保温30-40min；
5）升温至70-100℃，搅拌，保温50-70min，降温至30-40℃出胶；
所述步骤1）和步骤2）无先后顺序。

5.  根据权利要求4所述的反应型阻燃树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中氢氧化钠溶液的质量浓度为15-25%。

6.  根据权利要求4所述的反应型阻燃树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3）加热温度为75-80℃。

7.  根据权利要求4所述的反应型阻燃树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述步骤4）降温至40-50℃。

8.  根据权利要求4所述的反应型阻燃树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述步骤5）升温至95℃。

9.  根据权利要求1所述的反应型阻燃树脂胶黏剂在高等级阻燃强化板材和阻燃实木板材方面的应用。

一种反应型阻燃树脂胶黏剂及其制备方法和应用
技术领域  
本发明属于胶黏剂技术领域，特别涉及一种反应型阻燃树脂胶黏剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着经济的繁荣，人们生活形态呈现多样化、丰富化，近几年，恶性火灾事故时有发生，不仅造成大量人员伤亡、财产损失，还给社会造成恶劣影响，因此，国家消防局加强了建筑尤其是公共场所的消防要求，规定人员密集场所必须采用阻燃制品。传统采用浸渍工艺生产阻燃板材，虽能达到阻燃效果，但会增加生产成本，而且产品质量不稳定。
CN201210266243.0，该发明采用苯酚与甲醛在弱碱性条件下生成热固性酚醛树脂，三聚氰胺对酚醛树脂进行改性，与未经改性的酚醛树脂相比，阻燃性能虽然有一定的提高，但还是不能满足有特殊要求的高温条件下板材的粘合。
发明内容    
   为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种耐高温的阻燃木材粘合剂及其制备方法和应用。
   本发明的第一目的是提供一种反应型阻燃树脂胶黏剂，它由黏胶剂原料制得，所述胶黏剂原料包括：甲醛、苯酚、六氯环三磷腈、碱性物质、三聚氰胺和水；
其中：甲醛和苯酚的重量之和占总重量的30-45%，所述甲醛/苯酚的摩尔比为1.5-3.5；六氯环三磷腈占总重量的2-10%；碱性物质，占总重量的5-15%；三聚氰胺，占总重量的2-15%；水，占总重量的15-30%。
作为优选，所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡或氨水。
作为优选，所述胶黏剂原料包括：甲醛和苯酚的重量之和占总重量的30-40%，所述甲醛/苯酚的摩尔比为1.5-2.5；六氯环三磷腈占总重量的5-10%；氢氧化钠占总重量的5-10%；三聚氰胺占总重量的2-10%；水占总重量的15-20%。
本发明的第二目的是提供一种反应型阻燃树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）配置质量浓度为15-50%的碱性溶液；
2）将苯酚液化；
3）在反应容器中加入步骤2）所得液化苯酚、六氯环三磷腈和水，加热至75-100℃，再加入三聚氰胺，保温20-90min，得到混合溶液；
4）向步骤3）所得混合溶液降温至40-60℃，加入步骤1）所得碱性溶液和甲醛，搅拌，保温30-40min；
5）升温至70-100℃，搅拌，保温50-70min，降温至30-40℃出胶。
所述步骤1）和步骤2）无先后顺序。
作为优选，所述步骤1）中氢氧化钠溶液的质量浓度为15-25%。
作为优选，所述步骤3）加热温度为75-80℃。
作为优选，所述步骤4）降温至40-50℃。
作为优选，所述步骤5）升温至95℃。
本发明的第三目的是提供一种反应型阻燃树脂胶黏剂在高等级阻燃强化板材和阻燃实木板材方面的应用。将本发明所述的阻燃树脂胶黏剂直接涂覆在板材上，在受热过程，会形成一层均匀的炭质泡沫层，起到耐高温、抑烟、隔氧的作用。
本发明所述的反应型阻燃树脂胶黏剂的原料包括苯酚、三聚氰胺、甲醛等，以苯酚、三聚氰胺、甲醛为基体，利用六氯环三磷腈中磷氯键的活泼性，氯很容易被取代，通过取代反应制得系列磷腈化合物(见反应式一)，如与苯酚发生亲核取代反应，再加入基体中参与缩聚反应，从而引入磷腈基团（见反应式二）。磷腈基团为六元环，相当稳定，以P、N交替双键排列，以环状或线性结构存在，由于磷、氮之间有较好的协同作用，即磷具有类似偏磷酸的吸热作用，氮具有惰性气体稀释氧气的作用，本发明所述的反应型阻燃树脂胶黏剂具有较好的耐高温和阻燃效果，发烟及有毒气体少，是一种环境友好型阻燃材料。

反应式一


反应式二
1）本发明把磷腈基团引入阻燃树脂胶粘剂，合成了一种反应型阻燃胶粘剂，用三聚氰胺对酚醛树脂进行改性，阻燃性能提高，固化后生成三位网状交联结构体系，结构较为稳定，在反应过程中，六氯环三磷腈加入基体，再进一步与固化后生成的三位网状交联结构进行缩聚，所得含磷腈基团的缩聚物结构更稳定，所以所得阻燃胶黏剂非常稳定，从而使得固化后的阻燃胶粘剂的玻璃化转变温度将会明显提高，即本发明将磷腈基团引入阻燃树脂粘合剂具有耐高温的优点；将此胶黏剂涂覆在板材上，在受热过程，会形成一层均匀的炭质泡沫层，耐高温的同时，还能起到抑烟、隔氧的作用，即达到良好的阻燃的效果。
另一方面，本发明为合成反应型阻燃胶粘剂，相比添加型阻燃胶粘剂，反应型阻燃胶粘剂的阻燃效果更持久、阻燃效率更高，具有耐溶出、难迁移、不易扩散和优良的熔流速率，同时符合无卤、低毒、低烟、环保的主流发展趋势。
2）本发明提供的反应型阻燃树脂胶黏剂的制备方法，制备工艺简单，条件温和，所制得的产品具有耐高温、环保等优点。
3）目前，我国生产阻燃型浸渍纸层压木质复合地板的方案：以阻燃中高密度纤维板为基材，以浸渍有大量三聚氰胺甲醛树脂的木纹纸和附有大量三氧化二铝的耐磨纸为贴面材料。采用阻燃型浸渍胶粘剂，能大幅提高表层浸渍纸的阻燃性能，采用普通中高密度纤维板为基材就能达到国标B级要求。但是，普通中高密度纤维板约2000元/立方，阻燃C级中高密度纤维板约3000元/立方，阻燃B级中高密度纤维板约4000元/立方，用中高密度纤维板来实现阻燃效果成本非常高。本发明所述阻燃胶粘剂可直接用于高等级阻燃强化板材和阻燃实木板材的生产。将此胶黏剂涂覆在板材上，在受热过程，会形成一层均匀的炭质泡沫层，起到耐高温、抑烟、隔氧的作用，与常规的浸渍生产方案相比，节省了浸渍时间，而且所用粘合剂的量也少，使得板材粘合方便、成本低。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式对本方案进行阐述。
实施例1
一种反应型阻燃树脂胶黏剂，它由黏胶剂原料制得，所述胶黏剂原料包括：甲醛和苯酚的重量之和占总重量的30%，甲醛/苯酚的摩尔比为1.5；六氯环三磷腈占总重量的10%；氢氧化钠，占总重量的5%；三聚氰胺，占总重量的15%；水，占总重量的15%。
实施例2
一种反应型阻燃树脂胶黏剂，它由黏胶剂原料制得，所述胶黏剂原料包括：甲醛和苯酚的重量之和占总重量的40%，甲醛/苯酚的摩尔比为3.5；六氯环三磷腈占总重量的5%；氨水，占总重量的15%；三聚氰胺，占总重量的2%；水，占总重量的30%。
实施例3
一种反应型阻燃树脂胶黏剂，它由黏胶剂原料制得，所述胶黏剂原料包括：甲醛和苯酚的重量之和占总重量的45%，甲醛/苯酚的摩尔比为2.5；六氯环三磷腈占总重量的2%；氢氧化钠钾，占总重量的10%；三聚氰胺，占总重量的10%；水，占总重量的20%。
实施例4(采用实施例1的原料配比)
1）配置质量浓度为15%的氢氧化钠溶液；
2）将苯酚液化；
3）在反应容器中加入步骤2）所得液化苯酚、六氯环三磷腈和水，加热至100℃，再加入三聚氰胺，保温20min，得到混合溶液；
4）向步骤3）所得混合溶液降温至60℃，加入步骤1）所得氢氧化钠溶液和甲醛，搅拌，保温30min；
5）升温至100℃，搅拌，保温50min，降温至40℃出胶。
所述步骤1）和步骤2）无先后顺序。
实施例5(采用实施例2的原料配比)
1）配置质量浓度为50%的氨水溶液；
2）将苯酚液化；
3）在反应容器中加入步骤2）所得液化苯酚、六氯环三磷腈和水，加热至75℃，再加入三聚氰胺，保温90min，得到混合溶液；
4）向步骤3）所得混合溶液降温至40℃，加入步骤1）所得氨水溶液和甲醛，搅拌，保温40min；
5）升温至70℃，搅拌，保温70min，降温至30℃出胶。
所述步骤1）和步骤2）无先后顺序。
   实施例6(采用实施例3的原料配比)
1）配置质量浓度为25%的氢氧化钾溶液；
2）将苯酚液化；
3）在反应容器中加入步骤2）所得液化苯酚、六氯环三磷腈和水，加热至80℃，再加入三聚氰胺，保温50min，得到混合溶液；
4）向步骤3）所得混合溶液降温至50℃，加入步骤1）所得氢氧化钾溶液和甲醛，搅拌，保温35min；
5）升温至95℃，搅拌，保温70min，降温至40℃出胶。
所述步骤1）和步骤2）无先后顺序。
对照实施例1-3
    与实施例4-6分别对应，不同之处仅仅在于未添加六氯环三磷腈。
以上实施例所得实验数据参考下表：

以上实施例中的碱性物质也可以为氢氧化钙、氢氧化钡。从以上实施例及表格数据可以看出，在制备木材粘合剂过程中，通过添加磷腈化合物六氯环三磷腈，参与聚合反应，所制得的胶黏剂固化后热分解温度较高，不仅耐高温、具有较好的阻燃效果，而且甲醛释放量少，适应绿色环保的要求。
申请人通过大量的实验证明，以纤维板、刨花板、胶合板等为基材，使用本发明所述的阻燃树脂粘合剂粘合，所制得木质复合地板符合防火阻燃地板国标（ＧＢ/Ｔ２４５０９-２００９）要求，达到Ｂ１级别的阻燃标准以及烟毒等级标准。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，并不构成实质创新，也都属于本发明的保护范围。