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本研究针对脲醛树脂耐水胶接强度差、游离醛含量高等缺陷,采用低摩尔比配方,通过多次缩聚工艺、导入纳米SiO2等改性手段,提高脲醛树脂的耐水性和胶接强度,降低游离醛含量,使脲醛树脂的整体性能得到改善;并探讨了纳米SiO2改性脲醛树脂各方面性能的化学反应机理,可以为生产实践提供理论指导。 研究主要运用正交设计法,考察甲醛与尿素的摩尔比(F/U)、纳米SiO2导入方式、纳米SiO2用量、纳米SiO2表面处理剂等因素对改性脲醛树脂的影响,将制成的胶用于压制胶合板,通过板的甲醛释放量和Ⅱ类耐水胶合强度等指标,确定纳米SiO2改性脲醛树脂的最佳配方与制备工艺,并进一步进行验证试验;通过热释放率测试系统测试纳米SiO2改性脲醛树脂的阻燃性能;采用红外光谱、扫描电镜等仪器分析探讨纳米SiO2改性脲醛树脂的化学反应机理。 研究结果表明,甲醛与尿素的摩尔比(F/U)和纳米SiO2导入方式对改性脲醛树脂耐水胶合性能和游离醛含量有显著影响,最佳工艺参数为:甲醛与尿素的摩尔比为1.15;在脲醛树脂合成后于室温下采用机械共混法导入纳米SiO2(在1000 rpm高速搅拌器中搅拌约15 min);纳米SiO2经硅烷偶联剂KH550处理,用量为脲醛树脂总量的0.5%;热压工艺为热压温度120℃、单位压力1.0 MPa,热压时间0.8 min/mm。由此制成的纳米SiO2改性脲醛树脂游离醛含量<0.2%,用其胶接的胶合板甲醛释放量达到E1级,板的胶合强度与热压工艺同目前广泛使用的脲醛树脂相当,可适应现有人造板的生产工艺,成本估算比一般脲醛树脂高6%左右,但环保性能好,社会和生态效益明显。当纳米SiO2加入量提高到脲醛树脂总量的2%时,改性脲醛树脂具有优良的阻燃性能,但成本比一般脲醛树脂高26%。