○ 关键词：脲醛树脂；制备；改性；应用　河南在造纸工业中应用的湿强剂主要有两大类：以脲甲醛树脂(Urea-Formaldehyde Resin，简称UF树脂)与三聚氰胺甲醛树脂(简称MF树脂)为代表的酸性熟化树脂和以PAE树脂为代表的碱性熟化树脂。后来发明了阳离子型改性UF树脂，其留着率和湿强度与MF相似，但价格便宜。UF树脂和MF树脂，至今在湿强剂的大家族中，始终占有一席之地。　1作脲醛树脂的制备和改性1.1制原料与化学反应方程式河南制备UF树脂的原料是由尿素(95%～100%晶体)与甲醛(37%水溶液)聚合而成，其化学反应式如下：河南尿素与甲醛，在中性或弱碱性介质中，在85～95℃的温度下，生成能溶于水及醛的羟甲脲。尿素与甲醛摩尔比为1∶1时，生成一羟甲脲(熔点为111℃)；摩尔比为1∶2时，则生成二羟甲脲(熔点为126℃)。用于造纸工业的脲醛树脂，是二羟甲脲的脲醛树脂或含有少量一羟甲脲的混合物。用1mol的尿素与2mol的甲醛进行树脂化反应，反应温度80～100℃，pH值不低于5.5，用适量的10%NaOH溶液，控制树脂液的pH值。1.2制操作要点与注意事项河南UF树脂制备操作按下列步骤进行：河南①添加甲醛：将37%的甲醛溶液加入反应釜内，用10%NaOH溶液调节甲醛溶液的pH=5.5。河南②添加尿素：通汽加热至85℃，加入尿素，搅拌溶解。由于尿素溶解是吸热反应，注意控制温度不下降。河南③继续升温：待尿素全溶后，将温度提高至95℃。河南④检测保温：当反应温度到95℃后，15min后抽样检验，使树脂冷却到20℃，测定其pH值。并用一份树脂和二份水相混合，观察其混浊情况；继续保持反应温度在95±1℃，每10min检验一次；待树脂pH=6时，则隔5min检测一次。直至树脂样品与水混合呈透明溶液而不产生沉淀时，继续在95℃保温30min。河南⑤降温中和：保温30min后，将树脂液温度降至60℃，用NaOH溶液中和树脂液，使pH值在7.2～7.4。河南⑥冷却过滤：待冷却后过滤备用。此时UF树脂的固含量约为51%～60%。河南制备操作过程特别注意pH值的调整和反应温度的控制。添加甲醛后，因工业甲醛溶液中含有少量甲酸，必须用10%NaOH调整甲醛溶液的pH=5.5。当反应在微酸性(pH=5～7)时，反应速率加快。但pH=3或温度大于100℃时，羟甲脲脱水形成不溶于水的亚甲脲，甲醛与过量的尿素在强酸介质中缩合脱水形成聚亚甲脲。无论是亚甲脲还是聚亚甲脲，均会降低UF树脂的强度，因此在制备操作中，一定注意控制反应pH值及反应温度，避免上述副产品的产生。河南制成的UF树脂是一种无色(或草黄色)透明、均匀的糖浆状液体，能与水以任何比例混合而不发生沉淀。1.3制脲醛树脂的改性河南为提高UF树脂在纸浆中留着率，可在UF树脂聚合过程中添加某些改性剂，使制得的UF树脂带有阳电荷，这就是脲醛树脂改性的目的。常用的改性剂有乙烯多胺化合物、甲胺、胺吡啶等。这些改性剂用量均很少，如以0.05～0.2mol(对1mol尿素)的用量，就可以使UF树脂改性。改性树脂与MF树脂有类似的效果，而且成本较低，损纸处理也较易。河南乙二胺改性脲醛树脂也是一种阳离子型树脂，比未改性的UF树脂增湿强效果好，同时还具有水溶性好，不易凝胶，制造方便，价格低廉等特点。乙二胺改性脲醛树脂是由尿素与甲醛首先作用，随后添加乙二胺和其它辅助药剂制成。化学反应方程式如下：南制备乙二胺改性UF树脂的原料与配方如下：河南1mol尿素(95%～100%结晶)，2.5mol甲醛(51%水溶液)，0.1mol乙二胺98%～100%(对尿素)，38%盐酸，NaOH(25%溶液)控制反应pH值，甲酸(90%溶液)控制反应pH值。河南制备乙二胺改性UF树脂的操作要点如下：河南①先将盐酸与乙二胺作用，生成乙二胺盐，再与51%甲醛溶液，按配方用量置入装有温度计、搅拌器和回流冷凝器的反应釜内。河南②调整pH值到7.0～8.0后加入尿素，控制pH值仍在7.0以上。河南③升温至95℃，用甲酸调节pH值至4.2，因乙二胺具有碱性，此时反应液的pH值又会升高至6.2，再用甲酸使其降低至4.0，约20min后，反应液的pH值稳定控制在5.2～5.6；保持树脂化反应在95℃的条件下进行。河南④待树脂粘度约到100mPa·s时，让树脂液自然冷却到65～75℃，继续进行反应。河南⑤待树脂液达到所需要的粘度时(约150mPa·s)，随即迅速冷却至室温，并用25%NaOH溶液调节pH值至7.2～7.6，此时树脂固含量约为51%～53%。河南⑥用水稀释至45%的浓度，并在较低的温度下(低于20℃)进行贮存备用。河南除乙二胺改性UF树脂外，常用的还有多元胺改性UF树脂和亚硫酸钠改性UF树脂。　2脲脲醛树脂在造纸工业的应用河南UF树脂作湿强剂，可直接加到浆料中，也可用于纸张的表面施胶。2.1乙在浆料中加UF树脂河南液态的UF树脂可直接加入打浆机，或加到纸料制备系统、抄纸系统的设备中，如配浆箱、冲浆泵、流浆箱等处。UF树脂作为湿强剂的用量为0.4%～4.0%(对绝干浆)，加入时浓度稀释到5%～10%。2.2乙UF树脂用于表面施胶2.2.1乙长网纸机的表面施胶河南长网纸机干燥部一般带有表面施胶装置，用UF树脂对纸张进行表面施胶一般在水平辊式或倾斜式施胶装置上完成。树脂用量约为1.5%～2.0%，施胶浓度约为1%～5%，一般将UF树脂与氧化淀粉混合使用，例如在生产80g/m2晒图原纸时，用75%氧化淀粉和25%UF树脂的混合胶液进行表面施胶。2.2.2乙圆网纸机的表面施胶河南圆网纸机一般不带表面施胶装置，可自行在烘缸上加装表面施胶装置。在出托辊后加装二条φ200～250mm的施胶辊和一个胶料槽，胶料由左辊带给套有毯套的右辊，通过杠杆装置压向缸面，将胶液施于纸面，经烘缸干燥后卷纸，结构如图1。河南这种表面施胶装置在引线纸中普遍采用。引线纸是烟花鞭炮行业制作引线的专用纸，要求质地细、薄、柔软，有一定的抗张强度和湿强度。过去均用韧皮长纤维在侧流式纸机上抄造，现大部分改用针叶木浆。由于引线纸定量较低(20g/m2以下)，故构成的纸张强度较低，而引线纸要求有较大的拉力和一定的湿强度，故需用聚乙烯醇(PVA)和UF树脂进行表面施胶。聚乙烯醇具有良好的粘胶强度和优越的成膜性能，并具有良好的渗入纸张内部的性能，用PVA表面施胶的纸张强度大，纸质柔软，一般与湿强剂UF树脂配成混合液进行表面施胶。图1 圆网纸机表面施胶装置1-熬胶槽 2-过滤器 3-胶料槽4-施胶辊 5-托辊河南熬胶配方与工艺如下：清水285kg，加PVA(17-99)25kg，通蒸汽20min，搅拌，使PVA全部溶解后，加入UF树脂(811型)3kg，皂化油1.5～3kg，搅拌均匀过滤后，将胶液放入胶料槽即可使用。PVA粘结性强，配方中加皂化油(白油)的作用是帮助纸页脱缸。一般控制施胶量在10%左右，质量可达到下列技术指标：定量：15+1g/m219-2河南裂断长：≥6500m河南湿强度：≥4N河南近年引线纸逐步被导火索纸取代，但侧流式网槽由于其特殊的上网方式，能抄出纵横拉力比较接近的等强纸，还可用普通圆网纸机生产优质的薄型纸，如电池棉纸(12+2g/m2；15 +2g/m2;18+2g/m2)或礼宾花纸。2.3乙UF湿强纸的损纸处理河南UF树脂是热固性树脂，在矾土的作用下，与纤维有高度的亲和力，在纸机酸性白水系统和正常干燥条件下，UF树脂进一步聚合成熟，通过室温一段时间的贮存(一般一个星期)即可得到湿强度最大值。UF湿强纸损纸处理较易，通常在pH3.5～4.5，温度90℃下处理10～20min即可成浆。河南最近精细化工推出一种湿强树脂解胶剂，据称可广泛用于UF、MF、PAE和胺-环氧氯丙烷树脂以及双醛型树脂湿强剂的解胶。用量为5～8kg/t纸，特殊湿强纸用10～20kg/t纸。经笔者试用，对湿强纸的碎解有一定的作用，能加速湿强纸碎解成浆，对地图纸、证券纸均有一定效果。