脲醛樹脂

　    尿素與甲醛反應(yīng)得到的聚合物。又稱脲甲醛樹脂。英文縮寫UF。加工成型時(shí)發(fā)生交聯(lián)，制品為不溶不熔的熱固性樹脂。固化后的脲醛樹脂顏色比酚醛樹脂淺，呈半透明狀，耐弱酸、弱堿，絕緣性能好，耐磨性極佳，價(jià)格便宜，但遇強(qiáng)酸、強(qiáng)堿易分解，耐候性較差。

尿素甲醛樹脂，簡稱UF，平均分子量約10000。尿素與37%甲醛水溶液在酸或堿的催化下可縮聚得到線性脲醛低聚物，工業(yè)上以堿作催化劑，95℃左右反應(yīng)，甲醛/尿素之摩爾比為1.5～2.0，以保證樹脂能固化。反應(yīng)第一步生成一和二羥甲基脲，然后羥甲基與氨基進(jìn)一步縮合，得到可溶性樹脂，如果用酸催化，易導(dǎo)致凝膠。產(chǎn)物需在中性條件下才能貯存。線性脲醛樹脂以氯化銨為固化劑時(shí)可在室溫固化。模塑粉則在130～160℃加熱固化，促進(jìn)劑如硫酸鋅、磷酸三甲酯、草酸二乙酯等可加速固化過程。脲醛樹脂主要用于制造模壓塑料，制造日用生活品和電器零件，還可作板材粘合劑、紙和織物的漿料、貼面板、建筑裝飾板等。由于其色淺和易于著色，制品往往色彩豐富瑰麗。
　　脲醛樹脂成本低廉，顏色淺，硬度高，耐油，抗霉，有較好的絕緣性和耐溫性，但耐候性和耐水性較差。它是開發(fā)較早的熱固性樹脂之一。1924年，英國氰氨公司研制，1928年始出售產(chǎn)品，30年代中期產(chǎn)量達(dá)千噸，80年代世界年產(chǎn)量已超過1.5Mt。
　　制作塑料制品所用的脲醛樹脂的數(shù)量僅占總產(chǎn)量的10%左右。在甲醛與尿素的摩爾比較低的情況下制得的脲醛樹脂，與填料（紙漿、木粉）、色料、潤滑劑、固化劑、穩(wěn)定劑（六亞甲基四胺、碳酸銨）、增塑劑（脲或硫脲）等組分混合，再經(jīng)過干燥、粉碎、球磨、過篩，即得脲醛壓塑粉。壓制脲醛塑料的溫度140～150℃、壓力25～35MPa，壓制時(shí)間依制品的厚度而異，一般為10～60min。塑料制品主要是電氣照明設(shè)備和電話零件等。
　　脲醛樹脂一般為水溶性樹脂，較易固化，固化后的樹脂無毒、無色、耐光性好，長期使用不變色，熱成型時(shí)也不變色，可加入各種著色劑以制備各種色澤鮮艷的制品。
　　脲醛樹脂堅(jiān)硬，耐刮傷，耐弱酸弱堿及油脂等介質(zhì)，價(jià)格便宜，具有一定的韌性，但它易于吸水，因而耐水性和電性能較差，耐熱性也不高。
組成
　　（1）樹脂用作壓塑粉的脲醛樹脂要求采用反應(yīng)程度較淺的縮聚物，此時(shí)樹脂粘度小，便于浸漬填料，并可保證在較長的生產(chǎn)周期和進(jìn)行干燥后仍有適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性，在工業(yè)上多采用尿素與甲醛在低溫下的縮合物（一、二羥甲基脲的混合物）。通常采用脲與甲醛的配比為1：1。5（摩爾比），在PH=8(及溫度)30—35度下全部溶解后，再加入脲量0。3%——0。54%的草酸及0。33%—0。88%的草酸酯，隨即發(fā)生放熱反應(yīng)，溫度上升，溫度保持在55—60度，并嚴(yán)格控制PH=5。5—6。5，經(jīng)60—75min 即得所需的脲醛樹脂。由于縮聚度較低，實(shí)際上僅剛過加成反應(yīng)階段，主要的縮聚反應(yīng)是在固化過程中進(jìn)行的。 
　　（2）固化劑壓塑粉中所用的固化劑要求具有一定的潛伏性，常用的有草酸、鄰苯二甲酸、苯甲酸、一氯乙酸等。 
　　（3）填料最常用的填料是紙漿，其次為木粉或無機(jī)填料（石棉、玻璃纖維、云母等）。所用的紙漿是以木材為原料，經(jīng)亞硫酸鹽處理，溶去木材中非纖維素雜質(zhì)，再經(jīng)漂白即得的純凈的纖維素。填料的用量為總物料量的25%-32%，用量過小，壓塑粉流動(dòng)性大，制品強(qiáng)度低；反之，用量過多時(shí)，壓塑粉流動(dòng)性減小，制品表面不光滑，耐水性降低。 
　　（4）著色劑著色劑可賦予塑料鮮艷的色彩，選用著色劑時(shí)要注意，所用著色劑的著色能力強(qiáng)，在塑料中能分散均勻，在加工溫度下和長期的日光照射時(shí)不變色，不從制品中析出。通常用的著色劑是顏料，染料較少使用，用量為物料量的0.01%-0.2%。 
　　（5）潤滑劑潤滑劑在壓制成品時(shí)可提高料的流動(dòng)性，并可從制品中析出，在制品和模具間形成隔離膜，使制品不易粘模。常用的潤滑劑為硬脂酸的金屬鹽（如鋅、鈣、鋁、鎂等的金屬鹽）、有機(jī)酸的酯類（如硬脂酸環(huán)己酯、硬脂酸甘油脂等）。其加入量為物料量的0.1%-1.5%，過多時(shí)會(huì)污染制品的外觀，減少光澤；過少則制品難于脫模。 
　　（6）穩(wěn)定劑在壓塑粉中加入的催化劑雖說是潛伏性的催化劑，但是在室溫的存放過程中仍會(huì)有少量的酸放出，從而影響到壓塑粉的質(zhì)量，因此通常加入一些堿性的物質(zhì)以吸收放出的酸，常用的堿為六亞甲基四胺或碳酸銨。 
　　（7）增塑劑在壓塑粉中一般不用增塑劑，只在特殊的場(chǎng)合使用，目的是提高料的流動(dòng)性，并降低固化時(shí)的收縮率。可用的增塑劑有脲及硫脲。
應(yīng)用
　　用作乳液膠黏劑的交聯(lián)劑。可與聚醋酸乙烯乳液中的一OH反應(yīng)交聯(lián)，提高耐水性和耐熱性。脲醛樹脂分子的—CH2OH和NH2能與丙烯酸改性的乳液分子中的--COOH在一定程度上進(jìn)行縮合交聯(lián)，減少了親水基團(tuán)，耐水性改善，抗凍能力也增強(qiáng)。
用途
　　可用于耐水性和介電性能要求不高的制品，如插線板、開關(guān)、機(jī)器手柄、儀表外殼、旋紐、日用品、裝飾品、麻將牌、便桶蓋，也可用于部分餐具的制造。
　　脲醛樹脂的主要用途是用作木材膠粘劑，占脲醛樹脂總量的80%以上。