常州大學和江蘇龍馬綠色纖維有限公司多年來密切關注國內外脲醛樹脂膠粘劑產品的發展現狀與趨勢，潛心研究能夠滿足社會發展需要和國民健康需求的環保型脲醛樹脂膠粘劑及其板材制品的制造技術。課題組采用弱堿、弱酸、弱堿三級pH穩態控制聚合反應工藝合成出理想結構的長鏈多醛預聚物，選用了合適的多醛單體和多胺單體，在一定的反應溫度和催化劑的作用下，反應得到一定聚合度的長鏈多醛預聚物，該預聚物的側鏈上帶有多個醛基、胺基等活潑基團，可以參與到脲醛樹脂的反應中；通過改變尿素和甲醛的配比，尿素與甲醛分批加入，控制反應過程中的pH值和反應溫度，調整樹脂結構，降低脲醛樹脂膠內的游離甲醛含量，確定相應的最佳工藝條件，實現脲醛樹脂膠產品的無害化生產，國內外未見報道。采用在線式pH控制結合FTIR分析技術監測、控制和提高產品中C－N鏈組成，通過尿素與甲醛“分批加入、多點分段”，有效調節縮合反應各階段加料量、pH值與溫度的控制體系；從微觀促進“體型”有機小分子的形成；提高縮聚程度，降低羥甲基、亞甲基醚、半縮甲醛的含量，減少可能因環境條件變化產生的甲醛，國內未見報道。新型脲醛樹脂的結構設計和控制合成：選擇合適的反應條件和催化劑，將長鏈的多醛預聚物引入到樹脂合成過程中，改變脲醛樹脂中的亞甲基醚鍵（-CH2-O-CH2-）和羥甲基等不穩定結構，杜絕脲醛樹脂在使用過程中由于分子結構導致的甲醛緩慢和長期釋放問題；使樹脂得到長鏈的烷基醚結構，消除樹脂中可分解釋放甲醛的不穩定結構。同時利用了長鏈多醛預聚物反應后保留在樹脂聚合物鏈上的側醛基代替游離甲醛，完成樹脂加工時的固化反應，保證樹脂高的膠合強度；使脲醛樹脂產品中游離甲醛含量≤0.1%，人造板的甲醛釋放量≤0.3mg/L，達到E0級人造板使用要求，可填補國內產品空白。通過添加緩釋型氧化劑組分控制和消除產品使用時釋放的游離甲醛，在合成出的脲醛樹脂中，通過加入氧化催化劑及氧化劑，可以有效的捕捉樹脂中殘留的甲醛，從而氧化降解一部分殘留的游離甲醛，使游離甲醛和固化時分解出的甲醛在常溫下催化氧化成甲酸，有助于消除甲醛對環境的污染，實現脲醛樹脂膠游離甲醛的減量化處理，國內未見報道。
開發的連續擬穩態縮聚反應控制技術、在線自動控制技術、產品的后續改性技術、調制和應用技術以及過程放大生產技術等集成的脲醛樹脂膠粘劑制造模塊化共性技術，實現關鍵材料規模化、關鍵裝備成套化和標準化生產，該集成技術具有工藝簡潔、三廢少、成本低、產品質量好、過程控制穩定等優點。查新結果表明，該技術在合成工藝、催化技術、過程控制、改性技術、產品質量等方面具有較好的創新性。
課題經過數年的持續研究開發，完成了實驗室合成工藝技術的優化、小規模合成放大試驗的工藝技術研究和過程控制技術研究、2萬噸/年脲醛樹脂膠粘劑示范生產裝置和10萬m3/年人造板的應用示范，合成的脲醛樹脂及纖維板產品質量達到了既定的要求。研究中采用的分級分段控制催化聚合反應工藝，實現了聚合工藝條件的穩定控制，提高了縮聚程度，優化了樹脂的分子結構，降低了樹脂中羥甲基、亞甲基醚、半縮醛的含量，從而顯著降低了脲醛樹脂中的游離甲醛含量。在樹脂的粘接固化應用工藝中，研究開發了高效后捕捉助劑，進一步消除了殘留的少量游離甲醛，使產品的游離甲醛含量≤0.1%。課題研究中形成了脲醛樹脂分級分段控制合成、后交聯、游離甲醛控制、甲醛捕捉等關鍵技術，形成了甲醛超低釋放脲醛樹脂制造工藝、過程控制、工程放大制造、膠粘劑在板材中的應用技術，形成了規模化的纖維板專用高品級脲醛樹脂膠粘劑示范生產裝置和纖維板加工制造示范裝置。所得的脲醛樹脂膠粘劑產品中游離甲醛含量≤0.1%，制得的纖維板產品板材甲醛釋放量≤0.5mg/L，形成了多項專利或專有技術，為膠黏劑行業節能減排提供了強有力的技術支持。
本課題實施中通過對甲醛超低釋放脲醛樹脂連續化制造工藝、過程控制、工程放大等核心技術的研究開發，突破了萬噸級甲醛超低釋放脲醛樹脂產品制造關鍵技術，建成了2萬噸以上/年纖維板專用脲醛樹脂膠粘劑生產裝置，形成了10萬立方米以上/年纖維板的工業化應用示范裝置。通過本課題的實施，形成了甲醛超低釋放脲醛樹脂合成新技術及其大規模生產技術，形成了甲醛超低釋放纖維板制造新技術及其在纖維板大規模制造領域的生產示范。在本課題主持單位常州大學，建成了用于甲醛超低釋放脲醛樹脂連續合成的小規模放大合成實驗裝置1套；課題參與企業江蘇龍馬綠色纖維有限公司，在企業原有的E2級脲醛樹脂生產線及人造板制造評價試驗裝置基礎上，改建成了千噸級甲醛超低釋放脲醛樹脂中試放大連續合成試驗裝置和相應的脲醛膠纖維板制造評價試驗裝置各1套；進而又改建成了2萬噸以上/年甲醛超低釋放脲醛樹脂連續化生產示范裝置和10萬立方米以上/年甲醛超低釋放纖維板的工業化應用示范裝置各1套。課題實施以來，已使江蘇龍馬綠色纖維有限公司逐步發展成為“超低甲醛釋放的脲醛樹脂制造技術及應用”的工程化示范基地；進一步加強了常州大學和江蘇龍馬綠色纖維有限公司之間現有的產學研合作關系，形成了責任共擔、利益共享的更為緊密的研發聯合體，保障了該技術成果在本課題實施結束后的繼續改進和提高，促進了技術成果的深度應用。
本項目使用尿素、工業級甲醛水溶液為主要原料，采用三段擬穩態合成工藝，在均相催化反應體系中合成脲醛樹脂產品，工藝更簡潔，產生的三廢較少；通過合成過程中的pH穩態控制結合FTIR精密檢測，調節和控制了成品中的羥甲基、亞甲基醚、半縮甲醛等結構的含量，提高成品中C-N穩定鏈的組成，所得的脲醛樹脂產品中游離甲醛含量在0.1％以下。通過在合成過程中添加少量C-N型改性劑，使合成的脲醛樹脂膠粘劑的粘合強度有了較大的提高；通過在合成反應后期添加少量緩釋型氧化劑，使合成的脲醛樹脂膠粘劑產品在后續應用時，生產的人造板產品的甲醛釋放量指標達到E0級水平。本技術與國內現有的脲醛樹脂生產工藝技術相比，具有工藝簡潔、三廢少、合成反應環境毒性低、產品中游離甲醛含量低、產品應用性能穩定等特點。
人造板用微游離甲醛釋放脲醛樹脂膠粘劑制造技術的開發，在連續穩態縮聚反應控制工藝、改性以及甲醛捕捉等核心技術方面取得了重大突破，成功的解決了長期困擾膠黏劑行業甲醛釋放偏高的難題，實現了E0級人造板用脲醛樹脂膠粘劑產品的生產，并獲得國家科技支撐計劃項目資助，該技術已在木材加工、人造板、纖維板以及家具裝潢行業得到較好應用并建立了工業化示范裝置數十套,為企業增收資金累計達10億多元。通過科技成果鑒定1項，榮獲中國石油和化學工業協會科技進步二等獎1項，江蘇省科學技術三等獎1項。申請國家發明專利10件，授權7件。注冊生產的“藍色多瑙河”牌脲醛樹脂膠粘劑產品，游離甲醛含量在0.05%～0.1%之間，所制造的人造板經檢測，甲醛釋放量≤0.5mg/L，產品質量達到E0級水平，技術水平達到國內領先！
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