脲醛預縮液（UFC）生產脲醛膠的優勢

呂曉梅，李曉雪

（無錫熙源工程技術有限公司，江蘇無錫 214067）

脲醛膠作為一種重要的樹脂材料，在木制品、建材、電器等領域得到了廣泛應用。而脲醛預縮液（UFC）則是生產脲醛膠的重要原料之一。本文旨在探討采用以甲醇為原料，用鐵鉬催化劑催化氧化原料氣，制得高濃度甲醛氣體，在甲醛吸收塔中用尿素溶液一次吸收制成脲醛預縮液（UFC）的工藝過程，并介紹了生產脲醛膠的工藝流程和相關技術參數。同時，還分析了采用脲醛預縮液生產脲醛膠的優勢，包括提高生產效率、減少原料損失、降低生產成本等方面的優勢。

1 高濃度甲醛與脲醛預縮液（UFC）的特點

1.1 高濃度甲醛的特點

高濃度甲醛是指甲醛含量在55%以上的甲醛溶液，且甲醇含量很低（小于1%）。其特點主要包括以下幾點。

（1）減少脫水量：采用高濃度甲醛作原料來生產脲醛膠膠黏劑可以極大地減少脫水量，有效降低生產成本。

（2）解決污水問題：高濃度甲醛在制膠車間中可以徹底解決污水問題，因為甲醛含量越高，脫水量就越小，同時脫除的水中甲醇含量也很少，能夠有效地減輕污水的處理壓力。

（3）貯存穩定性差：由于高濃度甲醛濃度高、甲醇含量低，其貯存穩定性差，難以作為商品銷售。

1.2 脲醛預縮液（UFC）的特點

脲醛預縮液（UFC）是尿素與高濃度甲醛在一定條件下的反應產物，其固體含量在60%～85%，主要成分為多羥甲基脲，如二羥甲基脲、三羥甲基脲等，也含有一些脲醛膠低（縮）聚物。其特點主要包括以下幾點。

（1）增強黏接力：脲醛預縮液（UFC）是一種優良的膠黏劑，能夠增強材料的黏接力，提高產品的品質和性能。

（2）良好的耐水性：由于其主要成分為多羥甲基脲，因此具有良好的耐水性和耐濕性，在潮濕環境下也能夠保持黏接力。

（3）穩定性高：脲醛預縮液（UFC）穩定性高，儲存期長，可以作為商品銷售，廣泛應用于木制品、紙制品、膠合板等行業。

（4）可調性強：脲醛預縮液（UFC）可以根據需要進行配方調整，以滿足不同材料的需要。

（5）環保性：脲醛預縮液（UFC）無毒無害，不會對人體和環境造成污染，是一種環保性能好的黏接劑。

1.3 高濃度甲醛與脲醛預縮液（UFC）的應用

（1）木材加工：脲醛預縮液（UFC）在木材加工行業中被廣泛應用于膠合板、木質家具、地板等領域，具有優良的黏接性能，能夠提高產品的品質和性能。

（2）造紙工業：高濃度甲醛和脲醛預縮液（UFC）也被應用于造紙工業中，用于制造紙張和紙板的膠黏劑。

（3）紡織印染：高濃度甲醛和脲醛預縮液（UFC）還可以用作紡織印染行業的整理劑，用于紡織品的染色、整理和加工。

（4）建筑行業：高濃度甲醛也可以用作建筑材料中的防腐劑、殺菌劑等，用于加強建筑材料的耐用性。

2 脲醛預縮液（UFC）的生產工藝

2.1 生產工藝概述

脲醛預縮液（UFC）是一種重要的化工原料，廣泛用于制造脲醛樹脂、脲醛膠、磷酸氫銨等產品。其生產工藝主要包括制備高濃度甲醛氣體、甲醛吸收塔制備脲醛預縮液（UFC）和尾氣處理三個步驟。

2.2 制備高濃度甲醛氣體

高濃度甲醛氣體是制備脲醛預縮液（UFC）的重要原料之一，其制備過程采用甲醛與空氣在鐵鉬催化劑的作用下催化氧化，制得高濃度甲醛氣體。具體工藝流程如下：將甲醇和空氣以一定的比例送入催化反應器中，通過鐵鉬催化劑的作用，在催化反應器內進行氧化反應，生成高濃度甲醛氣體。甲醛氣體濃度可以通過調整甲醇和空氣的比例來控制。

2.3 甲醛吸收塔制備脲醛預縮液（UFC）

將制備好的高濃度甲醛氣體通過管道引入甲醛吸收塔中，與尿素溶液進行吸收，生成脲醛預縮液（UFC）。在甲醛吸收塔中，尿素與甲醛反應生成甲氨脲，再與未反應的甲醛反應生成脲醛預縮液（UFC）。脲醛預縮液（UFC）的濃度取決于甲醛吸收塔的吸收效率和尿素的配比，通常為50%～60%。

2.4 尾氣處理

尾氣處理是脲醛預縮液（UFC）生產過程中必須進行的環保措施，主要目的是減少有害氣體排放，保護環境。尾氣處理主要包括兩個步驟：廢氣收集和處理。廢氣收集是通過設備將產生的廢氣收集到一定的范圍內，避免廢氣直接排放到大氣中。處理則是對收集到的廢氣進行凈化，常用的方法是采用ECS 系統，即電化學催化氧化技術。該系統通過對廢氣進行電化學處理，使其中的有害物質得到氧化，從而達到凈化廢氣的目的。具體流程為：收集到的廢氣進入ECS設備中，通過電極產生電場，使廢氣中的有害物質氧化為無害物質，例如CO 氧化為CO2。處理后的廢氣達到排放標準后，可直接排放或回收利用。

3 脲醛膠的生產工藝

3.1 生產工藝概述

脲醛膠是一種常用的化工原料，其主要成分為脲醛預縮液和其他添加劑，如酸性催化劑、堿性催化劑、增塑劑等。脲醛膠廣泛用于制造膠合板、密度板、紙張涂層、鞋底、木器等領域。其生產工藝主要包括縮合反應過程和調節膠水pH 兩個步驟。

3.2 縮合反應過程

脲醛膠的生產主要通過縮合反應實現。縮合反應是指將脲醛預縮液和其他添加劑混合后，在適當的條件下進行反應，形成高分子量的脲醛樹脂。具體工藝流程如下：將脲醛預縮液和添加劑按一定比例混合后，將混合物送入反應釜中，在一定的溫度和壓力下進行反應。反應過程中，添加的酸性催化劑或堿性催化劑可加速反應速度，并控制膠水pH。同時，添加增塑劑可改善膠水的流動性和可加工性。

3.3 調節膠水pH

pH 是脲醛膠重要的生產參數之一，調節好膠水pH 可以控制脲醛膠的質量和性能。在縮合反應過程中，酸性催化劑和堿性催化劑的加入可調節膠水pH，從而控制膠水的固化速度和固化程度。

3.3.1 調節膠水pH的目的

控制膠水的pH，是為了使脲醛膠縮合反應的過程更為完整、高效。同時，還可以減少脲醛膠中的游離甲醛含量，提高膠水的環保性。另外，pH 的調節還可以使脲醛膠的性能得到優化，例如改善膠水的可加工性、耐水性、耐熱性等。

3.3.2 調節膠水pH的方法

調節膠水pH 的方法通常有兩種，一種是使用酸性催化劑，另一種是使用堿性催化劑。具體選擇哪一種方法，取決于生產過程中所需的具體性質和質量標準。在使用酸性催化劑的方法中，一般使用甲酸、硫酸、磷酸等，其作用是降低膠水的pH，促進縮合反應的進行。但是，過多的酸性物質會導致膠水的酸度過高，影響脲醛膠的環保性和耐久性。

在使用堿性催化劑的方法中，一般使用氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鈣等，其作用是提高膠水的pH，促進縮合反應的進行。但是，過多的堿性物質會使膠水的pH 過高，導致膠水過于稠密，不易加工，同時還會降低膠水的耐水性和耐熱性。

為了避免膠水pH 過高或過低，需要根據生產工藝和產品要求進行適量調節。一般情況下，脲醛膠的pH 應該在7～8，以保證膠水的質量和性能。為了控制膠水的pH，可以在反應過程中持續檢測pH，并根據檢測結果進行適當調整，以達到最佳的生產效果，如表1所示。

表1 生產UFC和脲醛膠的工藝參數

4 脲醛預縮液（UFC）生產脲醛膠的優勢

脲醛預縮液（UFC）是生產脲醛膠的重要原料之一，與傳統的三聚氰胺-甲醛樹脂相比，使用UFC生產脲醛膠有以下三個顯著的優勢。

4.1 提高生產效率

使用UFC 生產脲醛膠可以大幅提高生產效率。傳統的三聚氰胺-甲醛樹脂需要進行預縮反應、中間涂布和后縮反應等多個工藝步驟，而UFC 則不需要預縮反應和中間涂布步驟，僅需一次后縮反應即可得到合格的脲醛膠。相比之下，UFC 生產脲醛膠可以節省約50%的生產時間。同時，UFC 脲醛膠的反應速度較快，能夠在較短的時間內達到預期的固化效果，從而進一步提高生產效率。

4.2 降低生產成本

使用UFC 生產脲醛膠還可以降低生產成本。傳統的三聚氰胺-甲醛樹脂生產過程中需要進行多次反應和中間涂布步驟，需要大量的設備、能源和勞動力投入，因此生產成本較高。而UFC 生產脲醛膠僅需一次反應即可，生產設備、能源和勞動力投入也相應減少，從而降低了生產成本。此外，由于UFC 脲醛膠的固化速度較快，能夠在較短的時間內達到預期的固化效果，因此可以節省生產周期和庫存成本。

4.3 提高產品品質

如表2所示，使用UFC 生產脲醛膠還可以提高產品品質。

表2 UFC生產脲醛膠與傳統工藝生產的對比

（1）UFC 脲醛預縮液具有更高的反應活性和更均勻的顆粒大小，能夠在反應過程中提供更均一的反應物分布，從而提高了脲醛膠的反應效率和質量穩定性。

（2）UFC 脲醛膠中游離甲醛含量較低，符合環保標準。此外，UFC 脲醛膠的固化速度快，可以有效地縮短生產周期和庫存周期，從而減少質量波動和產品的變質風險。

（3）UFC 脲醛膠的物理性能和耐候性能都更加優秀，能夠滿足不同領域的使用要求。

使用UFC 生產脲醛膠可以帶來多方面的優勢，包括提高生產效率、降低生產成本和提高產品品質。隨著環保意識的不斷提高和技術的不斷進步，UFC 脲醛預縮液生產脲醛膠的應用前景將會更加廣闊。

5 結束語

高濃度甲醛和脲醛預縮液（UFC）都是重要的化工原料，具有廣泛的應用前景。高濃度甲醛可以用來生產脲醛膠膠黏劑，減少脫水量和解決污水問題，但其貯存穩定性較差。而脲醛預縮液（UFC）則是一種優良的膠黏劑，具有增強黏接力、良好的耐水性、穩定性高、可調性強、環保性等優點。因此，脲醛預縮液（UFC）已經廣泛應用于木制品、紙制品、膠合板等行業。然而，需要注意的是，這些化工原料雖然有著廣泛的應用前景，但也存在著一定的安全隱患和環境問題。因此，在使用和生產過程中，需要嚴格遵守相關的安全規定和環保法規，確保其安全和環保性。