尿素与甲醛反应生成脲醛树脂

第２９卷

内蒙古石油化工

１５１

低甲醛脲醛树脂的合成

哈斯朝鲁，乃登，阿荣，乌云

（内蒙古师范大学化学系）

摘要本文根据尿素与甲醛加成一缩聚反应机理，研究了在低甲醛腺醛树脂合成过程中原料组分的

摩尔比、催化荆的用量、反应温度和反应时间等条件对产品的粘性、脆性、耐水性等性能的影响。实验结果表明，Ｕ：Ｆ的摩尔比为１：１、催化荆（ＮＨ。 Ｈ２０）用量为６ｍｌ、反应最高温度为９２℃、总反应时间为１．５ｈ时产品具有较好的性能。

关键词脲醛树脂的合用；耐水性；粘性；脆性

脲醛树脂是由尿素与甲醛在催化作用下经过加成和缩聚反应生成的低分子量树脂．它主要用于大批量木材的胶接生产，如制造三合板、刨花板、刨里板等，还有缓释膜肥料生产化肥等。脲醛树脂用在肥料上是一个比较好的胶粘剂，还有与其他合成木材胶粘剂相比除了耐水性耐久性差外，有很多优点，如原料易得，成本低廉，不产生污染且工艺简单等。

本文根据实际合成过程研究了影响缓释膜、本材加工中使用的液状低甲醛脲醛树脂的性能因素。１合成脲醛树脂的原料及其有关性能和仪器

１．１

缩合反应来完成ｎ３。２．１加成反应２．１．１加成反应过程

一羟甲脲与甲醛反应

ＮＨ２ｃ０ＮＨ２＋ｃＨ２０手Ｈ２ＣＯＮＨＣＨ２０Ｈ

ｋ１

Ｋ２

二羟甲脲与甲醛反应

ｋ，

ＮＨ２ＣＯＮＨＣＨ

脲醛树脂合成过程中的变化非常复杂，对于反应机理至今人们不十分清楚。现有两种理论即传统理论和糖醛理论按照两种理论可合成不同结构和性能的脲醛树脂

一、应用传统理论合成体型结构的脲醛树脂

传统理论认为，脲醛树脂的合成主要分为两个阶段，第一个阶段羟甲基脲生成，为加成反应阶段；第二阶段树脂化，为缩聚反应阶段。

1、加成反应阶段

尿素与甲醛在中性或弱碱性介质（PH 7~8）中进行羟基化反应。当甲醛与尿素的摩尔比（F/U）≤1时生成稳定的一羟基甲基脲；

H2N-CO-NH2+CH2O → H2N-CO-NHCH2OH

然后再与甲醛反应生成二羟甲基脲

H2N-CO-NHCH2OH + CH2O → HOH2CHN-CO-NHCH2OH 还可以生成少量的三羟甲基脲、四羟甲基脲，但是到目前为止还未分离出四羟甲基脲。一羟甲基脲、二羟甲基脲和三羟甲基脲的反应速度比为9：3：1。

2、缩聚反应阶段

羟甲基脲中含有活泼的羟甲基（-CH2OH），可进一步缩合生成聚合物。由于在碱性条件下缩聚反应很慢，只有在微酸介质（PH 4~6）中，生成的一羟甲基脲和二羟基脲在高温下羟甲基脲怀未反应的尿素、羟甲基与羟甲基之间进行亚甲基化

脲醛树脂合成过程中的变化非常复杂，对于反应机理至今人们不十分清楚。现有两种理论即传统理论和糖醛理论按照两种理论可合成不同结构和性能的脲醛树脂

一、应用传统理论合成体型结构的脲醛树脂

传统理论认为，脲醛树脂的合成主要分为两个阶段，第一个阶段羟甲基脲生成，为加成反应阶段；第二阶段树脂化，为缩聚反应阶段。

1、加成反应阶段

尿素与甲醛在中性或弱碱性介质（PH 7~8）中进行羟基化反应。当甲醛与尿素的摩尔比（F/U）≤1时生成稳定的一羟基甲基脲；

H2N-CO-NH2+CH2O → H2N-CO-NHCH2OH

然后再与甲醛反应生成二羟甲基脲

H2N-CO-NHCH2OH + CH2O → HOH2CHN-CO-NHCH2OH 还可以生成少量的三羟甲基脲、四羟甲基脲，但是到目前为止还未分离出四羟甲基脲。一羟甲基脲、二羟甲基脲和三羟甲基脲的反应速度比为9：3：1。

2、缩聚反应阶段

羟甲基脲中含有活泼的羟甲基（-CH2OH），可进一步缩合生成聚合物。由于在碱性条件下缩聚反应很慢，只有在微酸介质（PH 4~6）中，生成的一羟甲基脲和二羟基脲在高温下羟甲基脲怀未反应的尿素、羟甲基与羟甲基之间进行亚甲基化

由树脂类材料包膜尿素形成的缓控型氮肥。

树脂尿素（PCU）

泛指由高分子无机材料包裹大颗粒尿素后形成的树脂包膜尿素，它与大颗粒尿素相比，能有效控制养分释放，大幅延长肥料释放时间和提高肥料利用率，防止作物前期徒长和后期脱肥，降低肥料损失对环境的危害，属缓控型氮肥，是目前最主要的缓控释肥料。

根据包膜用树脂的品种不同，可分为聚乙烯、环氧树脂、醇酸树脂、聚氨酯等，根据释放时间，可分为50天、60天、90天等。

由于生产技术和包膜用树脂的不同，其包膜用树脂的使用量（即包衣率）也不同，所生产的树脂尿素的含氮量也有差别，基本上在40-44%不等。

树脂尿素的肥料利用率一般是普通尿素的2倍以上，是目前主要缓控释肥中的支柱性原料，如国内著名缓控肥企业金正大公司的缓控释产品中就有10-20%的树脂尿素，茂施公司的产品中有23-60%的树脂尿素。

目前树脂尿素的执行标准为缓释肥料GB/T23348-2009，控释肥料HG/T4215-2011，主要技术指标如下：

选用和施用：根据作物生时间和需肥规律，选用适宜的释放期和释放曲线的树脂尿素，与普通肥料掺混施用，其控氮与总氮比控制在0.4-0.6：1，施后覆土10厘米，建议做底肥，氮施肥量可以减少20-40%。

目 录

摘要：............................................................................................................................. i Abstract ......................................................................................................................... ii 1 引言............................................................................................................................ 1 1.1 尿素醇解产物的主要工业用途............................................................................. 1 1.2 尿素醇解的催化剂研究背景...............

安徽建筑工业学院

大作业

题 目：年产30000吨腐植酸改性脲醛树脂

学 院：材料与化学工程学院 专 业：08化学工程与工艺 姓 名：李小磊 学 号：08206040213 指导教师：章祥林 完成日期：2011年4月10号

1

1

2

目 录

摘 要 .................................................................... 1 第一章 绪论 .......................................................... 2

1.1 厂址及气象条件 .................................................... 2 1.2 工厂设计可行性分析 ................................................ 2

1.2.1 设计任务和依据 .............................................. 2 1.2.2 脲醛树脂的应用及发展概况 ..........................

安徽建筑工业学院

大作业

题 目：年产30000吨腐植酸改性脲醛树脂

学 院：材料与化学工程学院 专 业：08化学工程与工艺 姓 名：李小磊 学 号：08206040213 指导教师：章祥林 完成日期：2011年4月10号

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目 录

摘 要 .................................................................... 1 第一章 绪论 .......................................................... 2

1.1 厂址及气象条件 .................................................... 2 1.2 工厂设计可行性分析 ................................................ 2

1.2.1 设计任务和依据 .............................................. 2 1.2.2 脲醛树脂的应用及发展概况 ..........................

安徽建筑工业学院

大作业

题 目：年产30000吨腐植酸改性脲醛树脂

学 院：材料与化学工程学院 专 业：08化学工程与工艺 姓 名：李小磊 学 号：08206040213 指导教师：章祥林 完成日期：2011年4月10号

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目 录

摘 要 .................................................................... 1 第一章 绪论 .......................................................... 2

1.1 厂址及气象条件 .................................................... 2 1.2 工厂设计可行性分析 ................................................ 2

1.2.1 设计任务和依据 .............................................. 2 1.2.2 脲醛树脂的应用及发展概况 ..........................

安徽建筑工业学院

大作业

题 目：年产30000吨腐植酸改性脲醛树脂

学 院：材料与化学工程学院 专 业：08化学工程与工艺 姓 名：李小磊 学 号：08206040213 指导教师：章祥林 完成日期：2011年4月10号

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目 录

摘 要 .................................................................... 1 第一章 绪论 .......................................................... 2

1.1 厂址及气象条件 .................................................... 2 1.2 工厂设计可行性分析 ................................................ 2

1.2.1 设计任务和依据 .............................................. 2 1.2.2 脲醛树脂的应用及发展概况 ..........................

第38卷第10期2009年10月

应 用 化 工AppliedChemicalIndustry

Vo.l38No.10Oct.2009

低游离甲醛三聚氰胺甲醛树脂的合成

李陶琦,刘建利,姚逸伦,姬明理,陈冬

(西安近代化学研究所,陕西西安 710065)

摘 要:以三聚氰胺、甲醛、甲醇、过氧化氢为原料,合成了一种低游离甲醛三聚氰胺甲醛树脂。讨论了影响树脂中游离甲醛含量的因素。结果表明,当n(甲醛) n(三聚氰胺)=6,n(未反应甲醛) n(H2O2)=1 1.1,在60~65 羟甲基化反应60min,使用脱水法合成的三聚氰胺甲醛树脂的游离甲醛含量为0.04%。关键词:低游离甲醛;过氧化氢;三聚氰胺甲醛树脂;脱水

中图分类号:TQ323.3 文献标识码:B 文章编号:1671-3206(2009)10-1537-03

Synthesisoflow-freemethanalmelamineresin

LITao-qi,LIUJian-li,YAOYi-lun,JIMing-li,CHENDong

(Xi anModernChemistryResearchInstitute,Xi an710065,China)

Abstract