合成MUF的方法有2种:一是共混,首先F分别与U和M反应,合成MF(三聚氰胺甲醛树脂)和UF;然后MF和UF按一定比例共混后,得到MUF。二是共缩合,即将F、U和M共聚后得到MUF。在物料配比相同的条件下,共缩合树脂的胶接强度明显高于共混改性的树脂。n(F)∶n(U)比例、M含量、pH、反应温度、反应时间、添加剂、缓冲剂和填料等因素均对MUF 胶粘剂的合成有重要影响。2.1 n(F)∶n(U)比例金立维等以n(F)∶n(U)=1.1∶1合成了MUF。研究表明:酸性阶段不同的n(F)∶n(U)比例,可得到不同含量的亚甲基桥键、羟甲基和亚甲基醚键,故采用上述方法可优选出改善胶接强度和降低游离F释放量的MUF最佳合成配方。MUF的n(F)∶n(U)比例越高,其水解稳定性就越低,生成的分支网状结构也就越多,故固化MUF 的酸水解敏感性也就越高。
M 掺量:添加适量的M,可使MUF 的耐水性明显提高、游离F 含量明显降低。若M 掺量过多时,则不但增加了MUF 胶粘剂的生产成本,而且还降低了MUF的固化速率;同时,M 掺量越多,MUF 的水解稳定性就越差。
pH:合理调整介质的pH关系到MUF的稳定性及其反应速率。在弱碱性介质中,体系会生成稳定的羟甲基脲;在强酸中,体系会产生亚甲基脲沉淀物,使反应难以控制。同时,反应介质的pH 与反应速率有关:在弱碱性(pH=7.5~8.5)介质中反应迟缓,在强酸性介质中反应加快,在弱酸(pH=4.8~5.4)中反应速率适宜。
反应温度:在MUF 合成过程中,反应温度过高或过低时均不利于MUF胶粘剂的合成。薛东研究表明:缩聚温度>85 ℃时较适宜。
反应时间:MUF 聚合度大小及其性能与反应时间有关。当反应时间过短时,缩聚不完全,MUF 胶粘剂的黏度较小、游离F 含量较高且粘接性能较差;当反应时间过长时,缩聚充分,MUF胶粘剂的Mr(相对分子质量)增大,导致体系黏度较高、稳定期较短和水混合性较差。因此,反应时间控制在50~90 min 范围内较适宜。
添加剂:在合成MUF的过程中,添加适量的面粉可有效改善树脂的初粘力、降低成本;另外,面粉分子中含有的羟基还可与F反应,从而降低了游离F含量。将苯酚添加到MUF胶粘剂中,可保证体系的胶接强度。以M 为固化剂、F 为捕捉剂,可制得低毒、低成本和高性能的PMUF(苯酚-三聚氰胺-尿素-甲醛)胶粘剂,并且该胶粘剂适用于室外环境的木材加工。以M 作为嫁接桥梁,并在UF 中引入间苯二酚,可有效降低游离F释放量,同时在树脂中形成了交联网状结构,从而显著提高了UF 胶粘剂的胶接强度。考虑到MUF 胶粘剂的综合性能,聚乙烯醇(PVA)的引入可有效改善胶粘剂的初粘力,但PVA因含有亲水基团而不宜多加,故选择w(PVA)=0.3%~0.5%(相对于胶粘剂质量而言)时较适宜。