改性脲醛树脂的合成及性能


近年来,作为化学类封堵剂之一的脲醛树脂在油田生产和矿井填堵、加固等领域被广泛采用。脲醛树脂材料固化后颜色浅、不污染被粘物、工艺性能好、成本低廉、配制简便,并具有优良的胶接性能等优点,但是,脲醛树脂存在耐水性差、固化后脆性大、耐老化性能差、游离甲醛含量高[5]等缺点,这些缺点影响了产品质量,同时限制了树脂的使用范围。因此,合成高性能、低甲醛、低毒的环保型改性脲醛树脂具有重要的意义[6-8]。为了降低脲醛树脂中甲醛的释放量,并且提高脲醛树脂的力学强度,本实验基于脲醛树脂的传统合成工艺研究了甲醛尿素摩尔比对其性能的影响,并采用苯酚、三聚氰胺(SEL)和聚乙烯醇(PVA)、糠醛等改性剂对脲醛树脂进行改性,讨论了改性剂种类及用量对脲醛树脂的游离甲醛含量、固化时间、压缩强度的影响,最终制备出性能良好的改性脲醛树脂。

  本实验选用不同的改性剂合成了改性脲醛树脂,研究了甲醛与尿素的摩尔比以及不同改性剂对树脂性能的影响。得出如下结论。(1)甲醛尿素摩尔比<1.8 时,游离甲醛含量<1.0%,当摩尔比为2.0 时,压缩强度最大,为5.2MPa。(2)采用三聚氰胺、聚乙烯醇复合改性剂对脲醛树脂进行改性,可以明显降低游离甲醛的含量和固化时间,但材料的压缩强度增加不大。(3)采用苯酚对脲醛树脂改性时,随着苯酚用量的增加,树脂的游离甲醛含量、固化时间呈逐渐升高趋势,当苯酚用量为10%时,材料的压缩强度最大,为14.2 MPa。(4)当糠醛用量为15%时,材料的压缩强度为19.5 MPa,比未改性脲醛树脂提高近4 倍。