一种脲醛复合材料及其制备方法和应用与流程

1.本文涉及一种脲醛复合材料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.卫浴行业中的脲醛马桶盖板具有高硬度、耐刮、耐腐蚀、陶瓷质感等优点，但是存在一个致命缺点，就是在北方干燥寒冷的区域容易出现开裂现象，严重影响用户的使用，甚至影响到用户的安全。在其他应用到脲醛材料的行业也存在脲醛制品在北方干燥寒冷的地方开裂的问题。
3.对于该问题，目前市面上没有好的解决方案，因此如何解决脲醛制品的开裂的问题是整个行业的瓶颈。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种脲醛复合材料及其制备方法和应用，所述脲醛复合材料能在不改变脲醛材质特有陶瓷质感和高硬度的情况下实现脲醛制品的抗开裂并且该脲醛复合材料的制备工艺简单，易于进行大规模生产。
5.本技术第一方面提供了一种脲醛复合材料，所述脲醛复合材料由脲醛颗粒和增韧剂制成，其中：
6.所述增韧剂为缩醛类聚合物，任选地，选自聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩己醛、聚乙烯醇缩丁醛(pvb)中的一种或几种，优选地为聚乙烯醇缩丁醛；
7.所述增韧剂与脲醛颗粒，按重量计，为(1～12):100，优选地，为(3～8):100。
8.在一种示例性的实施例中，其中，所述增韧剂的粘度为10s～240s。
9.在一种示例性的实施例中，所述增韧剂为聚乙烯醇缩丁醛，聚乙烯醇缩丁醛的粘度为40s，聚乙烯醇缩丁醛与脲醛颗粒的质量比为8:100。
10.在一种示例性的实施例中，所述增韧剂为聚乙烯醇缩丁醛，聚乙烯醇缩丁醛的粘度为240s，聚乙烯醇缩丁醛与脲醛颗粒的质量比为3:100。
11.在一种示例性的实施例中，所述增韧剂还可以用于增韧酚醛树脂或密胺树脂。
12.本技术第二方面提供了一种上述脲醛复合材料的制备方法，所述脲醛复合材料包括脲醛颗粒和增韧剂，所述制备方法包括以下步骤：
13.s100：制备增韧剂溶液，包括：
14.s110：称量
15.各自称量好增韧剂和溶剂；
16.s120：溶解
17.将溶剂倒入带有搅拌器的容器中，将增韧剂逐步分批次溶解于溶剂中，得到增韧剂溶液；
18.s200：制备脲醛复合材料，包括：
19.s210：将增韧剂溶液雾化，并喷射到脲醛颗粒上，得到复合的脲醛颗粒；
20.s220：收集步骤s210中复合的脲醛颗粒，得到所述脲醛复合材料。
21.在一种示例性的实施例中，步骤s110中，所述溶剂为有机溶剂，任选地，选自醇、醚、酮或酯中的一种或几种；其中，所述醇非限制性地选自甲醇、乙醇、丙二醇或丁醇中的一种或几种，所述酮可以为丁酮，所述酯可以为乙酸乙酯；优选地，所述溶剂为无水乙醇。
22.在一种示例性的实施例中，步骤s110中，按重量计，增韧剂：溶剂＝(1～12)：100。
23.在一种示例性的实施例中，步骤s210中，具体地，将脲醛颗粒装入带有漏缝的容器中，使所述脲醛颗粒沿竖直方向落下，同时将增韧剂溶液雾化并喷射到脲醛颗粒瀑布流上，从而使增韧剂液滴撞击脲醛颗粒并附着在其表面，得到复合的脲醛颗粒。
24.在一种示例性的实施例中，步骤s210中，脲醛颗粒的下落流量为100g～150g/min；增韧剂雾化液的流量为30g～450g/min。
25.在一种示例性的实施例中，步骤s210中，所述带有漏缝的容器为带有“一字型”漏缝的容器；
26.使用无气喷枪将增韧剂溶液雾化喷出，其中，所述无气喷枪围绕所述脲醛颗粒瀑布流设置，所述无气喷枪可以为一个或多个；
27.所述无气喷枪的喷嘴设计成能喷出“一字型”雾面的形状；
28.带有“一字型”漏缝的容器的“一字型”漏缝的宽度和无气喷枪喷出的“一字型”雾化面的宽度一致；和/或
29.步骤s220中，使用收集系统收集步骤s210中复合的脲醛颗粒，其中，所述收集系统为能够产生负压的收集系统；任选地，所述收集系统可沿脲醛颗粒的下落方向设置或沿增韧剂的喷出方向设置，优选地，所述收集系统沿增韧剂的喷出方向设置。
30.在一种示例性的实施例中，所述收集系统可为能够产生负压的广口容器。
31.在一种示例性的实施例中，所述制备方法还可制备，任选地，酚醛树脂或密胺树脂的复合改性材料。
32.本技术第三方面提供了一种由所述脲醛复合材料制成的制品，任选地，所述制品可为盖板，优选地，为马桶盖板。
33.本技术第四方面提供了一种脲醛复合材料的制品的制备方法，包括：将所述复合脲醛颗粒进行模压制得所述脲醛制品。
34.与相关技术相比，本技术具有以下技术效果：
35.1、本技术复合的脲醛材料能在不改变脲醛材质特有陶瓷质感和高硬度的情况下实现脲醛制品的抗开裂。
36.2、本技术的制备方法生产工艺简单，易于大规模生产进行市场化。
37.3、本技术制备的复合的脲醛材料没有外观瑕疵，而使用其他弹性体增韧剂的产品会因为和脲醛材料存在色差而导致外观不良，同时单纯使用pvb粉末对脲醛颗粒料进行改性，存在外观不均匀的问题，尤其是在水煮后，外观不均匀性更加明显。
38.4、本技术产品的成本低：在具有同样的抗开裂效果的情况下，本技术方案使用的pvb百分含量比单纯使用pvb粉末要低。
39.5.本技术复合脲醛材料的制备装置中，pvb溶液在离开无气喷枪的喷嘴被雾化成细小液滴，其表面积大大增加，使得其中的溶剂(无水乙醇)能比较快速的挥发；同时，pvb雾化液滴撞击到脲醛颗粒料时，溶剂还未完全挥发干，由于pvb雾化液滴具有高浓度高粘度高
粘性的特点，再加上一定的撞击力，使得pvb雾化液滴能牢牢的附着在脲醛颗粒表面。
40.6.本技术复合脲醛材料的制备装置的收集系统一方面通过负压将复合改性颗粒料收集起来，另一方面还可以将复合改性颗粒料上挥发的溶剂回收起来，降低了成本。
41.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
42.附图用来提供对本技术技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术的技术方案，并不构成对本技术技术方案的限制。
43.图1为本技术步骤s200的工艺流程图；
44.图2本技术实施例1制备的脲醛复合材料的放大图。
具体实施方式
45.本技术描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本技术所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征可以与任何其它实施例中的任何其他特征结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征。
46.本技术所用原材料说明：
47.聚乙烯醇缩丁醛(pvb)，粘度为10s～240s，厂家为青岛昊成化工。
48.实施例1.
49.1)称量：将pvb和无水乙醇按以下重量比各自称量好；
50.pvb：乙醇＝15：100；其中pvb粘度为40s。
51.2)溶解：将上述比例的无水乙醇倒入带有搅拌器的容器中，然后将上述pvb逐步分批次溶解于上述无水乙醇中，得到pvb溶液。
52.3)复合改性：
53.将脲醛颗粒装入带有“一字型”漏缝的容器中，打开所述容器的漏缝开关，使得所述脲醛颗粒沿竖直方向落下。同时，采用无气喷枪将步骤2)中的pvb溶液雾化喷射到所述脲醛颗粒瀑布流上。此时，脲醛颗粒的下落流量为100g/min，pvb雾化喷射液的喷涂流量为60g/min；按重量计，脲醛颗粒：pvb≈100:8。
54.4)物料收集：沿pvb雾化喷射液的喷出方向设置有一个带负压的收集系统，该系统通过负压将复合颗粒收集起来。
55.5)复合脲醛制品的制备：将步骤4)得到的复合脲醛颗粒进行模压制得防开裂的脲醛盖板制品。
56.实施例2
·
57.1)称量：将pvb和无水乙醇按以下重量比各自称量好；
58.pvb：乙醇＝5：100；其中pvb粘度为240s。
59.2)溶解：将上述比例的无水乙醇倒入带有搅拌器的容器中，然后将上述pvb逐步分批次溶解于上述无水乙醇中，得到pvb溶液。
60.3)复合改性：
61.将脲醛颗粒装入带有“一字型”漏缝的容器中，打开所述容器的漏缝开关，使得所述脲醛颗粒沿竖直方向落下。同时，采用无气喷枪将步骤2)中的pvb溶液雾化喷射到所述脲醛颗粒瀑布流上。此时，脲醛颗粒的下落流量为150g/min，pvb雾化喷射液的喷涂流量为90g/min；按重量计，脲醛颗粒：pvb≈100:3。
62.4)物料收集：沿pvb雾化喷射液的喷出方向设置有一个带负压的收集系统，该系统通过负压将复合颗粒收集起来。
63.5)复合脲醛制品的制备：将步骤4)得到的复合脲醛颗粒进行模压制得防开裂的脲醛盖板制品。
64.对比例1
·
65.直接将粘度为40s的pvb粉末和脲醛颗粒按照8:100的比例采用机械混合法混合好之后，在模压机里面进行模压成型。
66.对比例2
67.1)称量：将pvb和无水乙醇按以下重量比各自称量好；
68.pvb：乙醇＝5：100；其中pvb粘度为240s。
69.2)溶解：将上述比例的无水乙醇倒入带有搅拌器的容器中，然后将上述pvb逐步分批次溶解于上述无水乙醇中，得到pvb溶液。
70.3)复合改性：
71.将脲醛颗粒装入带有“一字型”漏缝的容器中，打开所述容器的漏缝开关，使得所述脲醛颗粒沿竖直方向落下。同时，采用无气喷枪将步骤2)中的pvb溶液雾化喷射到所述脲醛颗粒瀑布流上。此时，脲醛颗粒的下落流量为150g/min，pvb雾化喷射液的喷涂流量为30g/min(此时脲醛颗粒：pvb≈100:1.42)。
72.4)物料收集：沿pvb雾化喷射液喷出方向设置有一个带负压的收集系统，该系统通过负压将复合颗粒收集起来。
73.5)复合脲醛制品的制备：将步骤4)得到的复合脲醛颗粒进行模压制得防开裂的脲醛盖板制品。
74.对比例3.
75.1)称量：将pvb和无水乙醇按以下重量比各自称量好；
76.pvb：乙醇＝15：100；其中pvb粘度为40s。
77.2)溶解：将上述比例的无水乙醇倒入带有搅拌器的容器中，然后将上述pvb逐步分批次溶解于上述无水乙醇中，得到pvb溶液。
78.3)复合改性：
79.将脲醛颗粒装入带有“一字型”漏缝的容器中，打开所述容器的漏缝开关，使得所述脲醛颗粒沿竖直方向落下。同时，采用无气喷枪将步骤2)中的pvb溶液喷射到所述脲醛颗粒瀑布流上。此时，脲醛颗粒的下落流量为100g/min，pvb雾化喷射液的喷涂流量为90g/min(此时脲醛颗粒：pvb≈100:11.7)。
80.4)物料收集：沿pvb雾化喷射液喷出方向设置有一个带负压的收集系统，该系统通
过负压将复合颗粒收集起来。
81.5)复合脲醛制品的制备：将步骤4)得到的复合脲醛颗粒进行模压制得防开裂的脲醛盖板制品。
82.对比例4.
83.直接将脲醛颗粒在模压机里面进行模压成型。
84.实验例1.
85.对实施例1-2和对比例1-4得到的脲醛制品的性能进行，测试结果件下表1。
86.表1
87.编号抗开裂性能机械荷载测试其他常规性能实施例1okokok实施例2okokok对比例1ngokok对比例2ngokok对比例3okngok对比例4ngokok
88.根据表1可知，相对于对比例，本技术实施例1-2制备的脲醛制品的抗开裂性能更优异。
89.另外，从图2可知，本技术制备的脲醛材料的中间部分为脲醛颗粒，其余左上、左下、右上、右下四部分为pvb，可以看出脲醛颗粒表面局部不均匀粘附有pvb材料，这样在模压时pvb就能起到很好的粘结增韧作用，同时还有能保持和脲醛颗粒的接触，保证了脲醛颗粒间的固化交联，进而保证了强度兼具了强度和韧性。
90.本技术包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征的组合。本技术已经公开的实施例和特征也可以与任何常规特征组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征也可以与来自其它发明方案的特征组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本技术中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
91.此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本技术实施例的精神和范围内。

技术特征：
1.一种脲醛复合材料，所述脲醛复合材料的组成为脲醛颗粒和增韧剂，其中：所述增韧剂为缩醛类聚合物，所述增韧剂与脲醛颗粒，按重量计，为(1～12):100。2.根据权利要求1所述的脲醛复合材料，所述增韧剂选自聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩己醛、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的脲醛复合材料，所述增韧剂为聚乙烯醇缩丁醛，任选地，粘度为10s～240s。4.根据权利要求1至3中任一项所述的脲醛复合材料，所述增韧剂与脲醛颗粒，按重量计，为(3～8):100。5.一种权利要求1-4任一项所述的脲醛复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：s100：制备增韧剂溶液，包括：s110：称量各自称量好增韧剂和溶剂；s120：溶解将溶剂倒入带有搅拌器的容器中，然后将增韧剂逐步分批次溶解于溶剂中，得到增韧剂溶液；s200：制备脲醛复合材料，包括：s210：将脲醛颗粒装入带有漏缝的容器中，使所述脲醛颗粒沿竖直方向落下，同时将增韧剂溶液雾化并喷出，使喷射的增韧剂雾化液直接喷射到脲醛颗粒瀑布流上，从而使增韧剂液滴撞击脲醛颗粒上，并附着在其表面，得到复合的脲醛颗粒；s220：收集所述复合的脲醛颗粒，得到所述脲醛复合材料。6.根据权利要求5所述的方法，步骤s110中，所述溶剂为有机溶剂，选自醇、醚、酮或酯中的一种或几种，其中，所述醇选自甲醇、乙醇、丙二醇或丁醇中的一种或几种，所述酮可以为丁酮，所述酯可以为乙酸乙酯；优选地，所述溶剂为无水乙醇。7.根据权利要求5所述的方法，按重量计，增韧剂：溶剂＝(1～12)：100。8.根据权利要求5-7中任一项所述的方法，步骤s210中，脲醛颗粒的下落流量为100g～150g/min；增韧剂雾化液的流量为30g～450g/min；所述带有漏缝的容器为带有“一字型”漏缝的容器；使用无气喷枪将增韧剂溶液雾化喷出，其中，所述无气喷枪围绕脲醛颗粒瀑布流喷射，所述无气喷枪可以为一个或多个；所述无气喷枪的喷嘴设计成能喷出“一字型”雾面的形状；带有“一字型”漏缝的容器的“一字型”漏缝的宽度和无气喷枪喷出的“一字型”雾化面的宽度一致；和/或步骤s220中，使用收集系统收集步骤s210中复合的脲醛颗粒，其中，所述收集系统为能够产生负压的收集系统；所述收集系统可沿脲醛颗粒的下落方向设置或沿增韧剂的喷出方向设置，优选地，所述收集系统沿增韧剂的喷出方向设置。9.一种由权利要求1-4任一项所述的脲醛复合材料制成的制品，所述制品为盖板，优选地，为马桶盖板。
10.一种权利要求9所述制品的制备方法，包括：将所述复合脲醛颗粒进行模压制得所述脲醛制品。

技术总结
一种脲醛复合材料及其制备方法和应用，其中所述脲醛复合材料包括脲醛颗粒和增韧剂，所述增韧剂为缩醛类聚合物。所述脲醛复合材料能在不改变脲醛材质特有陶瓷质感和高硬度的情况下实现脲醛制品的抗开裂并且该脲醛复合材料的制备工艺简单，易于进行大规模生产。易于进行大规模生产。易于进行大规模生产。


技术研发人员：林孝发 林孝山 李伟宇 梁贺 汪亚威 彭满新
受保护的技术使用者：厦门九牧研发有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/8/13