脲醛树脂简介
尿素甲醛树脂，简称 UF，平均分子量约 10000。尿素与37%甲醛水溶液在酸或碱的催化下可缩聚得到线性脲醛低聚物，工业上以碱作催化剂，95℃左右反应，甲醛/尿素之摩尔比为1.5/2.0，以保证树脂能固化。反应第一步生成一和二羟甲基脲，然后羟甲基与氨基进一步缩合，得到可溶性树脂，如果用酸催化，易导致凝胶。产物需在中性条件下才能贮存。线性脲醛树脂以氯化铵为固化剂时可在室温固化。模塑粉则在 130～160℃加热固化，促进剂如硫酸锌、磷酸三甲酯、草酸二乙酯等可加速固化过程。脲醛树脂主要用于制造模压塑料，制造日用生活品和电器零件，还可作板材粘合剂、纸和织物的浆料、贴面板、建筑装饰板等。由于其色浅和易于着色，制品往往色彩丰富瑰丽。
脲醛树脂成本低廉，颜色浅，硬度高，耐油，抗霉，有较好的绝 缘性和耐温性，但耐候性和耐水性较差。它是开发较早的热固性树脂之一。1924年，英国氰氨公司研制，1928年始出售产品，30年代中期产量达千吨，80年代世界年产量已超过1.5Mt。
制作塑料制品所用的脲醛树脂的数量仅占总产量的 10%左右。
在甲醛与尿素的麾尔比较低的情况下制得的脲醛树脂， 与填料（纸浆、木粉）、色料、润滑剂、固化剂、稳定剂（六亚甲基四胺、碳酸铵）、 增塑剂（脲或硫脲）等组分混合，再经过干燥、粉碎、球磨、过筛， 即得脲醛压塑粉。压制脲醛塑料的温度 140～150℃、压力25～35MPa，压制时间依制品的厚度而异，一般为 10～60min。塑料制 品主要是电气照明设备和电话零件等。
脲醛树脂一般为水溶性树脂，较易固化，固化后的树脂无毒、无色、 耐光性好，长期使用不变色，热成型时也不变色，可加入各种着色剂 以制备各种色泽鲜艳的制品。
脲醛树脂坚硬，耐刮伤，耐弱酸弱碱及油脂等介质，价格便宜， 具有一定的韧性，但它易于吸水，因而耐水性和电性能较差，耐热性也不高。
脲醛树脂合成机理比较复杂，一般认为分以下两步进行：
1）反应物为初期中间体尿素和甲醛在中性或微碱性介质中生成较稳定的一羟甲基脲、二羟甲基脲等：
2）缩聚反应（树脂化）羟甲基脲中含有活泼的羟甲基，可进一步缩 合生成聚合物.由于碱性条件下缩聚反应很慢，所以调节在微酸介质 中，羟甲基脲和未反应的尿素、羟甲基与羟甲基之间进行亚甲基化反应，还有甲醛和亚氨基之间的缩合，可生成低交联度的线型脲醛树脂，加热或加入固化剂能加速反应的进行，羟甲基和氨基能进一步缩合，交联成体型网状结构
*尿素与甲醛摩尔比为1：1. 6-2为宜*
尿素分次加入可增加甲醛与尿素反应的机会，减少游离甲醛
*严格控制反应过程中的PH值及反应温度*
在保温期间如发现粘度剧增，出现冻胶应立即采取补救措施：
(1)使反应阀降温
(2)加入适量的甲醛水溶液稀释树脂
(3)如入适量的氢氧化钠水溶液，把PH降低
1. 改进耐水性能
脲醛树脂的耐水性主要是指其胶接制品经水分或湿气作用后能保持其胶接性能的能力。由于脲醛树脂分子中含有亲水性的羟甲基(-CH2OH)、羰基()、氨基（-NH2 ）和亚氨基（-NH-）等基团，所以耐水性差。其制品在反复干湿的条件下尤其是在高温高湿条件下， 胶合性能迅速下降，使用寿命显著缩短，限制了制品的使用范围。脲醛树脂胶的耐水性的改进方法主要是通过共混、 共聚或加入一些其它增量剂的方法来实现的。通过共混的方法改性脲醛树脂胶的有： 聚乙烯醇缩甲醛、聚醋酸乙烯乳液、丙烯酸酯、环氧树脂等；共聚的方法进行改性的主要有：苯酚、单宁、三聚氰胺酸性盐、间苯二酚、苯胺及糠醛等。采用两次改性即同时采用共聚和共混的方法改性脲醛树脂，效果将更好。国外研究资料证明苯环的耐水解能力比亚甲基二脲的高200倍。因此，树脂中引入环状衍生物对提高其耐水性、抗老化性和稳定性都十分有益。
些外，在脲醛树脂分子中引入三聚氰胺，由于形成了三维网状结构，可以封闭许多吸水性基团。同时三聚氰胺显碱性可以中和胶层中的酸， 在一定程度上降低了树脂的水解速度，从而提高了产品的耐水性。
2. 降低UF树脂毒性
脲醛树脂产品质量中最主要缺陷是在生产过程中会释放出甲醛并且制品在使用 过程中也可能不断释放出甲醛。释放甲醛的原因主要是脲醛树脂胶中存在的游离甲醛；其次是树脂合成中甲醛与尿素反应生成不稳定的亚甲基醚键，在热压和使用过程中分解释放出甲醛。因此，降低游离甲醛主要从以下两方面进行：其一, 通过对各种合成条件的严格控制，在保证树脂性能的前提下，尽可能的降低甲醛 含量；其二，通过分析树脂的分子结构和反应机理，加入改性剂来提高树脂性能。
2.1降低甲醛与尿素的总摩尔比
为了降低产品的毒性，使用得最多的方法是降低树脂合成过程中 F / U的摩尔比。但随着F/ u的摩尔比的降低，会引起其他负面效应，影响树脂的综合性能:树脂的水溶性下降、贮存期缩短、固化时间延长，产品的物理力学性能、 耐老化能力、耐水性能均有所降低。因此，单方面降低 F / 1u的摩尔比不是 唯一可行的方法，需要从其他方面对脲醛树脂进行改性来提高其综合性能。 为了获得稳定的低摩尔比脲醛树脂，对尿素的加入次数和方法、每次加入尿素时尿素与甲醛的比例、介质环境和温度都有较高的要求。
2.2添加甲醛捕捉剂
甲醛捕捉剂或甲醛结合剂的主要特点是在一定条件 ：下能与甲醛产生化学反应 生成另一种稳定的新物质或者吸收甲醛。理论上讲，凡是能与甲醛反应的物质都 是捕捉剂。常用的有尿素、亚硫酸盐、三聚氰胺、铵盐、酞胺、树皮粉（含单宁）、 苯酚、间苯二酚、硫脲等。脲醛树脂预缩体在弱碱性的介质环境中是稳定的。这样的脲醛树脂在加热甚至常温条件下也能够将被粘物粘接起来，但固化时间长， 不具备工业的可操作性，而且胶接质量很差。实际应用中通常加入酸性物质或能 释放酸根离子的一类强酸弱碱盐，将介质环境降低到酸性，提高固化速度。
3. 改进UF树脂的耐老化性能
脲醛树脂的老化性指固化后的胶层逐渐产生老化龟裂， 开胶脱落的现象。影响脲醛树脂耐老化性能的因素是多方面的，其中主要原因是固化后的脲醛树脂中仍含 有部分游离羟甲基，羟甲基具有亲水性并进一步分解释放出甲醛，引起胶层收缩， 在空气作用下，亚甲基键断裂导致胶层开胶。为改善脲醛树脂胶层的耐老化性能， 可以向脲醛树脂中加入一定量的热塑性树脂如聚乙烯醇、 聚乙烯醇缩甲醛、聚醋 酸乙烯乳液、乙烯-醋酸乙烯共聚乳液等，用以改善脲醛树脂层的脆性；在脲醛 树脂的合成过程中，加入乙醇、丁醇及糖醇，将羟甲基醚化，或者是将苯酚、三 聚氰胺等与尿素共缩聚，均可提高其抗老化能力。在调胶时，向脲醛树脂中加入 适当比例的增量剂如面粉、木粉、豆粉、膨润土等，可以削弱由于胶层体积收 缩而引起的应力集中，从而导致开胶脱落的现象。另外，采用氧化镁、草木灰作 为除酸剂，降低胶层中酸的浓度，既可改善耐老化性能，又可提高耐水性。
4. 改进UF树脂的稳定性
贮存期短是脲醛树脂的主要缺点之一，经研究发现脲醛树脂和稳定性与合成工艺、 缩聚物的分子结构及pH值有关，树脂聚合度越大，树脂的水溶性越差，越易发 生交联，树脂的稳定性也越差；高温缩聚(90 C )比低温缩聚(45 C )所得的树 脂贮存期要长；脲醛树脂在贮存过程中体系的pH值会逐渐降低从而导致早期固 化。因此，经常调节树脂pH值保持在8.0?9,0，可延长脲醛树脂的贮存期。
此外，树脂固含量愈高，粘度愈大，贮存稳定性愈差；在一定范围内， F/U比愈高，树脂稳定性越好。这是由于高F/U比合成的树脂含羟甲基多，甚至含有 醚键化合物，稳定性好；而低F/U比合成的树脂含亚甲基多，未参加反应的氨 基、亚氨基多，稳定性差。如果向树脂加入5%的甲醇、变性淀粉及分散剂、硼 酸盐,镁盐组成的复合添加剂等可以提高脲醛树脂的贮存稳定性。另外，尿素和甲醛 的质量对脲醛树脂的稳定性也有一定影响。当尿素中缩二脲含量低于0.8%时，
对树脂反应、基本性能没有什么影响，但当高于此范围如高于 1%时，贮存两个月后胶合强度明显下降。工业甲醛溶液中一般含量甲醇6%~12%，甲醇除对甲醛有阻聚作用外，还影响树脂缩聚时的反应速度和贮存稳定性。当甲醇含量低于6%时，树脂反应速度慢，贮存稳定性差；而高于6%时，反应速度则比较平衡， 树脂的贮存稳定性比较好。