木材膠粘劑簡介

木材膠粘劑

wood adhesive木材加工工業(yè)的產(chǎn)品，如膠合板、刨花板、中密度纖維板、層壓制品、裝飾覆面板及細(xì)木工板等的生產(chǎn)都需要不同性能的膠粘劑。膠粘劑的出現(xiàn)，不僅對節(jié)約木材及簡化生產(chǎn)工藝具有重要作用，還可把金屬或塑料等不同性能的材料與木質(zhì)材料膠粘，制成各種性能的復(fù)合材料，從而發(fā)揮木材的獨特功能，提供某些特殊的用途。

把多聚甲醛加入尿素水溶液(第一次用量)中，加熱至60℃，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值至7;把此混合物回流20分鐘，用甲酸調(diào)節(jié)pH值至5，再回流30分鐘，隨之用40%氫氧化鈉溶液中和，再加入尿素(第二次用量)，并用甲酸溶液調(diào)節(jié)pH值至5.8;加熱回流直至粘度達(dá)11.5厘泊(20℃)即可得到本膠粘劑。

使用時，首先將粘合面用打毛機打毛，或用砂紙打毛，然后在被粘物面上涂敷本劑，待片刻時，被兩被粘物粘接在一起，并加重物壓緊。

木材系極性物質(zhì)，其表面具有部分不飽和狀態(tài)的極性基因，膠粘劑也只有帶極性基因，才能造成異性基因互相吸引而對木材表面產(chǎn)生牢固的膠合力。

強酸強堿的膠粘劑都會降低木材的力學(xué)性質(zhì)，強酸尤甚。

針對膠粘劑的不同用途調(diào)整(或設(shè)計)所要求的分子量范圍及分子量分布，可以提高膠粘強度和加速固化。

膠粘劑按原料來源可分為天然膠粘劑和合成膠粘劑;按膠液受熱的物態(tài)可分為熱固性膠(常溫呈液態(tài) ;，遇熱凝固固化)、熱塑性膠(常溫呈固態(tài) ，遇熱變形呈流體)和熱熔性膠(固體，加熱熔化，冷卻固化) ;按耐水性可分為耐水性膠(如酚醛樹脂膠) ，一般耐水膠(如膠)和非耐水性膠(如聚醋乙烯酯乳液膠等)。

①淀粉類。②蛋白膠類。其中動物性蛋白膠有骨膠、皮膠、魚(膘)膠，以可溶性血蛋白制成的血膠和以動物乳汁中酪蛋白制成的酪素膠，植物蛋白膠有大豆膠、花生膠。③ 天然橡膠。④ 無機膠粘劑有硅酸鈉、氯氧化鎂、水泥等。

①熱固性樹脂。包括酚醛樹脂膠、間苯二酚、環(huán)氧樹脂、呋喃樹脂、氨基樹脂膠(包括脲醛、三聚氰胺甲醛)。②熱塑性樹膠。包括聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯、醇酚醋、聚乙烯醇等。③合成橡膠類。包括氯丁橡膠、丁腈橡膠等。

由大豆豆粕粉碎成100~300目的豆粉制成。其蛋白含量為40~50%。豆蛋白是球蛋白，其蛋白分子內(nèi)含有極性基因，在分子內(nèi)部結(jié)合為氫鍵，使分子成螺旋狀。制膠時應(yīng)加入少量氫氧化鈉溶液以破壞其氫鍵，使蛋白分子帶有游離極性基因而分散于水中，當(dāng)膠層水分蒸發(fā)后即達(dá)到膠粘。加入水玻璃可以控制膠液的粘度并延長膠的可用時間。加入氫氧化鈣使之與蛋白反應(yīng)成為不可逆性物質(zhì)，可改進(jìn)膠的耐水性。將丁苯或丁腈乳液與豆膠混合，可得到耐水、粘性、韌性的膠層，并可縮短加壓時間。豆膠主要用于冷壓含水率為15~20%的單板。無臭、無味，適用于膠合食品包裝材料，如茶葉箱等。

動物血液中的蛋白含量以豬、牛血為最高，可達(dá)17~18%。屠宰時攪拌血液除去其中血纖維蛋白后余下的血清蛋白及球蛋白，經(jīng)噴霧干燥成粉狀出售，也可直接用鮮血液調(diào)膠。血粉由于干燥條件不同分為可溶解級(80~95%溶解)、部分溶解級(15~80%)和不溶解級(15%以下)，后者只能作為肥料。調(diào)膠時加堿可制成10~30%固體含量的膠料。血膠耐水性比豆膠好，但色深。用于冷壓、熱壓均可。

蛋白膠可加交聯(lián)劑改性，以提高其耐水性。各種蛋白原料可作為合成樹脂膠的填充劑以提高膠層的韌性。

尿素及三聚氰胺與甲醛反應(yīng)所得的樹脂都屬于氨基樹脂。脲醛樹脂是由尿素與甲醛縮聚反應(yīng)而制成。由于具備原料成本低、色淺、熱壓時間較短以及能防霉、防菌等優(yōu)點，在膠合板、刨花板、細(xì)木工板、家具、夾心門等生產(chǎn)中用量最大。脲醛樹脂制備中的主要因素為尿素與甲醛的克分子比、反應(yīng)液的pH值和濃度、反應(yīng)溫度及時間。通過變化這些因素以控制樹脂縮聚程度，可制得不同性能的樹脂，滿足不同的需要。反應(yīng)所得聚合物須進(jìn)行真空脫水達(dá)到固體含量60~70%。用高濃度的甲醛(40~50%)制成的樹脂則因能達(dá)到要求的固體含量，而不必進(jìn)行脫水。也可在生產(chǎn)濃甲醛液時加入一定量的尿素，在堿性條件及50~55℃下反應(yīng)，制成樹脂的預(yù)聚體，使用時再按要求再加入尿素，使達(dá)到所要求的尿素與甲醛的克分子比，然后經(jīng)加熱攪拌而制成高濃度的甲醛液。預(yù)聚體貯存穩(wěn)定，便于運輸，并可省去脫水工藝。用脲醛樹脂膠進(jìn)行膠合板預(yù)壓工藝，可在脲醛樹脂反應(yīng)時加入少量聚乙烯醇以提高其初粘性能，也可在一般脲醛樹脂中加入較大量的面粉等增量劑。脲醛樹脂在酸性下能加速固化，所以使用時要加入一定量的硬化劑如氯化銨或硫酸銨等。脲醛樹脂含有一定量的未反應(yīng)的游離甲醛，有的在加壓過程中放出，引起環(huán)境污染，可通過加入一部分三聚氰胺以及改進(jìn)縮聚工藝條件等途徑加以防止。三聚氰胺甲醛樹脂或經(jīng)過改性的樹脂大量用于裝飾紙浸漬，制備三聚氰胺裝飾板或直接復(fù)貼在木質(zhì)基材上，其耐磨、耐熱、硬度及光澤等性能均屬優(yōu)良。

酚類(主要是苯酚、間苯二酚、甲酚)與甲醛進(jìn)行縮聚反應(yīng)而成的樹脂。木材加工中所用主要是熱固性酚醛樹脂。由于催化劑不同，所制成的樹脂性能也不同。如用氫氧化銨為催化劑，可制得醇溶性樹脂，主要用于浸漬硫酸鹽紙作為膠膜;如用氫氧化鈉為催化劑，則制成水溶性樹脂;氫氧化鈉用量不同，制成的樹脂分子量也不同。反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間對樹脂的性能也有影響。酚醛樹脂膠耐沸水及耐候性能良好，其制品屬于高耐水性室外型的一類產(chǎn)品，用于飛機、船舶、建筑構(gòu)件。主要用熱壓(溫度125~150℃)，加壓時間比脲醛樹脂膠長，但通過加間苯二酚或堅木栲膠或加一些血粉以及改進(jìn)制備工藝等措施可縮短加壓時間。如在堿性下縮聚然后在酸性下再縮聚便得到高分子量的樹脂，不溶于水，再加天然樹脂或聚乙烯醇等可使之成為乳狀液。酚醛樹脂也大量用于浸漬裝飾板底層用的牛皮紙，為了使浸漬紙具有韌性，一般加甲酚或二甲酚與苯酚及甲醛共縮聚。間苯二酚甲醛樹脂膠能在中性及室溫下固化，用冷壓，其耐沸水及耐候性能最好，膠粘工藝簡便，多用于膠粘厚的木材或板材如橋梁、枕木及室外用的構(gòu)件。氨基樹脂及酚醛樹脂固化后，膠層發(fā)生收縮而帶有脆性，加入增量劑或填料使膠層具有一定的塑性，可以提高其耐老化性能。

簡稱熱熔膠，是一種熱塑性樹脂的混合物。全是固體，在高溫下具有一定的流動性，潤濕被粘物的表面冷卻后即成為固態(tài)而達(dá)到膠粘。膠粘快，能源消耗少，并無溶劑污染。在膠合板生產(chǎn)中用于單板拼接、補洞或部分人造板封邊。熱熔膠主要成分為聚合樹脂、增粘劑、增量劑、增塑劑、填料及抗氧劑。木工用熱熔膠以乙烯-醋酸乙烯共聚物為主，其次為聚酰胺或聚乙烯等。熱熔膠耐熱性能較差，且不耐油和有機溶劑，其性能及所使用的設(shè)備有待改進(jìn)。

木質(zhì)素是具有再生性的植物性木工膠粘劑。近年來由于石油資源日趨短缺而受到重視。造紙廢液中的大量木質(zhì)素也可被利用作為膠粘原料?，F(xiàn)在，用木質(zhì)素代替部分酚醛樹脂已獲成功。含單寧的植物種類很多，但所含組分不同。利用黑荊樹的單寧與甲醛反應(yīng)可制成中溫固化的膠粘劑。

此外，近年來使用的聚異氰酸酯，用于制造刨花板時可降低用膠量并縮短加壓時間，制品可用于室外，其耐久性及耐候性稍差于酚醛樹脂膠;也用于改性或與其他膠種混合使用以提高耐水性。加拿大試制成功的具有高固體含量的酚醛樹脂(70~90%)，特別適用于稻草、稻殼、麥稈等材料的膠合，效果優(yōu)于普通酚醛樹脂。木材二次加工、細(xì)木工及木材復(fù)合材料的膠合可使用氯丁膠、丙烯酸酯及其共聚乳液，醋酸乙烯均聚及醋酸乙烯與乙烯等共聚乳液。

總之，正確選用膠粘劑，既能達(dá)到良好的膠粘作用，又能提高經(jīng)濟(jì)效益。

拼板膠為水性高分子異氰酸酯木材膠粘劑