脲醛预缩液（UFC）生产脲醛胶的优势

吕晓梅，李晓雪

（无锡熙源工程技术有限公司，江苏无锡 214067）

脲醛胶作为一种重要的树脂材料，在木制品、建材、电器等领域得到了广泛应用。而脲醛预缩液（UFC）则是生产脲醛胶的重要原料之一。本文旨在探讨采用以甲醇为原料，用铁钼催化剂催化氧化原料气，制得高浓度甲醛气体，在甲醛吸收塔中用尿素溶液一次吸收制成脲醛预缩液（UFC）的工艺过程，并介绍了生产脲醛胶的工艺流程和相关技术参数。同时，还分析了采用脲醛预缩液生产脲醛胶的优势，包括提高生产效率、减少原料损失、降低生产成本等方面的优势。

1 高浓度甲醛与脲醛预缩液（UFC）的特点

1.1 高浓度甲醛的特点

高浓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%）。其特点主要包括以下几点。

（1）减少脱水量：采用高浓度甲醛作原料来生产脲醛胶胶黏剂可以极大地减少脱水量，有效降低生产成本。

（2）解决污水问题：高浓度甲醛在制胶车间中可以彻底解决污水问题，因为甲醛含量越高，脱水量就越小，同时脱除的水中甲醇含量也很少，能够有效地减轻污水的处理压力。

（3）贮存稳定性差：由于高浓度甲醛浓度高、甲醇含量低，其贮存稳定性差，难以作为商品销售。

1.2 脲醛预缩液（UFC）的特点

脲醛预缩液（UFC）是尿素与高浓度甲醛在一定条件下的反应产物，其固体含量在60%～85%，主要成分为多羟甲基脲，如二羟甲基脲、三羟甲基脲等，也含有一些脲醛胶低（缩）聚物。其特点主要包括以下几点。

（1）增强黏接力：脲醛预缩液（UFC）是一种优良的胶黏剂，能够增强材料的黏接力，提高产品的品质和性能。

（2）良好的耐水性：由于其主要成分为多羟甲基脲，因此具有良好的耐水性和耐湿性，在潮湿环境下也能够保持黏接力。

（3）稳定性高：脲醛预缩液（UFC）稳定性高，储存期长，可以作为商品销售，广泛应用于木制品、纸制品、胶合板等行业。

（4）可调性强：脲醛预缩液（UFC）可以根据需要进行配方调整，以满足不同材料的需要。

（5）环保性：脲醛预缩液（UFC）无毒无害，不会对人体和环境造成污染，是一种环保性能好的黏接剂。

1.3 高浓度甲醛与脲醛预缩液（UFC）的应用

（1）木材加工：脲醛预缩液（UFC）在木材加工行业中被广泛应用于胶合板、木质家具、地板等领域，具有优良的黏接性能，能够提高产品的品质和性能。

（2）造纸工业：高浓度甲醛和脲醛预缩液（UFC）也被应用于造纸工业中，用于制造纸张和纸板的胶黏剂。

（3）纺织印染：高浓度甲醛和脲醛预缩液（UFC）还可以用作纺织印染行业的整理剂，用于纺织品的染色、整理和加工。

（4）建筑行业：高浓度甲醛也可以用作建筑材料中的防腐剂、杀菌剂等，用于加强建筑材料的耐用性。

2 脲醛预缩液（UFC）的生产工艺

2.1 生产工艺概述

脲醛预缩液（UFC）是一种重要的化工原料，广泛用于制造脲醛树脂、脲醛胶、磷酸氢铵等产品。其生产工艺主要包括制备高浓度甲醛气体、甲醛吸收塔制备脲醛预缩液（UFC）和尾气处理三个步骤。

2.2 制备高浓度甲醛气体

高浓度甲醛气体是制备脲醛预缩液（UFC）的重要原料之一，其制备过程采用甲醛与空气在铁钼催化剂的作用下催化氧化，制得高浓度甲醛气体。具体工艺流程如下：将甲醇和空气以一定的比例送入催化反应器中，通过铁钼催化剂的作用，在催化反应器内进行氧化反应，生成高浓度甲醛气体。甲醛气体浓度可以通过调整甲醇和空气的比例来控制。

2.3 甲醛吸收塔制备脲醛预缩液（UFC）

将制备好的高浓度甲醛气体通过管道引入甲醛吸收塔中，与尿素溶液进行吸收，生成脲醛预缩液（UFC）。在甲醛吸收塔中，尿素与甲醛反应生成甲氨脲，再与未反应的甲醛反应生成脲醛预缩液（UFC）。脲醛预缩液（UFC）的浓度取决于甲醛吸收塔的吸收效率和尿素的配比，通常为50%～60%。

2.4 尾气处理

尾气处理是脲醛预缩液（UFC）生产过程中必须进行的环保措施，主要目的是减少有害气体排放，保护环境。尾气处理主要包括两个步骤：废气收集和处理。废气收集是通过设备将产生的废气收集到一定的范围内，避免废气直接排放到大气中。处理则是对收集到的废气进行净化，常用的方法是采用ECS 系统，即电化学催化氧化技术。该系统通过对废气进行电化学处理，使其中的有害物质得到氧化，从而达到净化废气的目的。具体流程为：收集到的废气进入ECS设备中，通过电极产生电场，使废气中的有害物质氧化为无害物质，例如CO 氧化为CO2。处理后的废气达到排放标准后，可直接排放或回收利用。

3 脲醛胶的生产工艺

3.1 生产工艺概述

脲醛胶是一种常用的化工原料，其主要成分为脲醛预缩液和其他添加剂，如酸性催化剂、碱性催化剂、增塑剂等。脲醛胶广泛用于制造胶合板、密度板、纸张涂层、鞋底、木器等领域。其生产工艺主要包括缩合反应过程和调节胶水pH 两个步骤。

3.2 缩合反应过程

脲醛胶的生产主要通过缩合反应实现。缩合反应是指将脲醛预缩液和其他添加剂混合后，在适当的条件下进行反应，形成高分子量的脲醛树脂。具体工艺流程如下：将脲醛预缩液和添加剂按一定比例混合后，将混合物送入反应釜中，在一定的温度和压力下进行反应。反应过程中，添加的酸性催化剂或碱性催化剂可加速反应速度，并控制胶水pH。同时，添加增塑剂可改善胶水的流动性和可加工性。

3.3 调节胶水pH

pH 是脲醛胶重要的生产参数之一，调节好胶水pH 可以控制脲醛胶的质量和性能。在缩合反应过程中，酸性催化剂和碱性催化剂的加入可调节胶水pH，从而控制胶水的固化速度和固化程度。

3.3.1 调节胶水pH的目的

控制胶水的pH，是为了使脲醛胶缩合反应的过程更为完整、高效。同时，还可以减少脲醛胶中的游离甲醛含量，提高胶水的环保性。另外，pH 的调节还可以使脲醛胶的性能得到优化，例如改善胶水的可加工性、耐水性、耐热性等。

3.3.2 调节胶水pH的方法

调节胶水pH 的方法通常有两种，一种是使用酸性催化剂，另一种是使用碱性催化剂。具体选择哪一种方法，取决于生产过程中所需的具体性质和质量标准。在使用酸性催化剂的方法中，一般使用甲酸、硫酸、磷酸等，其作用是降低胶水的pH，促进缩合反应的进行。但是，过多的酸性物质会导致胶水的酸度过高，影响脲醛胶的环保性和耐久性。

在使用碱性催化剂的方法中，一般使用氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙等，其作用是提高胶水的pH，促进缩合反应的进行。但是，过多的碱性物质会使胶水的pH 过高，导致胶水过于稠密，不易加工，同时还会降低胶水的耐水性和耐热性。

为了避免胶水pH 过高或过低，需要根据生产工艺和产品要求进行适量调节。一般情况下，脲醛胶的pH 应该在7～8，以保证胶水的质量和性能。为了控制胶水的pH，可以在反应过程中持续检测pH，并根据检测结果进行适当调整，以达到最佳的生产效果，如表1所示。

表1 生产UFC和脲醛胶的工艺参数

4 脲醛预缩液（UFC）生产脲醛胶的优势

脲醛预缩液（UFC）是生产脲醛胶的重要原料之一，与传统的三聚氰胺-甲醛树脂相比，使用UFC生产脲醛胶有以下三个显著的优势。

4.1 提高生产效率

使用UFC 生产脲醛胶可以大幅提高生产效率。传统的三聚氰胺-甲醛树脂需要进行预缩反应、中间涂布和后缩反应等多个工艺步骤，而UFC 则不需要预缩反应和中间涂布步骤，仅需一次后缩反应即可得到合格的脲醛胶。相比之下，UFC 生产脲醛胶可以节省约50%的生产时间。同时，UFC 脲醛胶的反应速度较快，能够在较短的时间内达到预期的固化效果，从而进一步提高生产效率。

4.2 降低生产成本

使用UFC 生产脲醛胶还可以降低生产成本。传统的三聚氰胺-甲醛树脂生产过程中需要进行多次反应和中间涂布步骤，需要大量的设备、能源和劳动力投入，因此生产成本较高。而UFC 生产脲醛胶仅需一次反应即可，生产设备、能源和劳动力投入也相应减少，从而降低了生产成本。此外，由于UFC 脲醛胶的固化速度较快，能够在较短的时间内达到预期的固化效果，因此可以节省生产周期和库存成本。

4.3 提高产品品质

如表2所示，使用UFC 生产脲醛胶还可以提高产品品质。

表2 UFC生产脲醛胶与传统工艺生产的对比

（1）UFC 脲醛预缩液具有更高的反应活性和更均匀的颗粒大小，能够在反应过程中提供更均一的反应物分布，从而提高了脲醛胶的反应效率和质量稳定性。

（2）UFC 脲醛胶中游离甲醛含量较低，符合环保标准。此外，UFC 脲醛胶的固化速度快，可以有效地缩短生产周期和库存周期，从而减少质量波动和产品的变质风险。

（3）UFC 脲醛胶的物理性能和耐候性能都更加优秀，能够满足不同领域的使用要求。

使用UFC 生产脲醛胶可以带来多方面的优势，包括提高生产效率、降低生产成本和提高产品品质。随着环保意识的不断提高和技术的不断进步，UFC 脲醛预缩液生产脲醛胶的应用前景将会更加广阔。

5 结束语

高浓度甲醛和脲醛预缩液（UFC）都是重要的化工原料，具有广泛的应用前景。高浓度甲醛可以用来生产脲醛胶胶黏剂，减少脱水量和解决污水问题，但其贮存稳定性较差。而脲醛预缩液（UFC）则是一种优良的胶黏剂，具有增强黏接力、良好的耐水性、稳定性高、可调性强、环保性等优点。因此，脲醛预缩液（UFC）已经广泛应用于木制品、纸制品、胶合板等行业。然而，需要注意的是，这些化工原料虽然有着广泛的应用前景，但也存在着一定的安全隐患和环境问题。因此，在使用和生产过程中，需要严格遵守相关的安全规定和环保法规，确保其安全和环保性。