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国产人造板用胶粘剂发展现状及对策的研究(综合版)
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木材胶黏剂与胶合技术
《木材胶黏剂与胶合技术》是2011年中国轻工业出版社出版的图书，作者是余先纯，孙德林，李湘苏。
木材胶黏剂与胶合技术图书信息
页　数：181
字　数：290000
印刷时间：
开　本：16开
纸　张：胶版纸
I S B N：2
木材胶黏剂与胶合技术内容简介
木材是一种既古老而又重要的高分子材料，早在数千年前我们的祖先就开始使用木材制造各种生产工具和生活用具。在现代社会中，木材工业在国民经济中发挥着重要的作用。由于木材加工工业的不断进步以及世界经济由工业化社会向生态化社会的转变，使得与之相配套的胶黏剂也得到了长足的发展。
目前，木材加工工业是应用胶黏剂数量最多的工业部门之一，在胶黏剂产业中占有举足轻重的地位。胶合板、刨花板、纤维板、装饰板、家具及木器等部门所使用的木材胶黏剂?占全球胶黏剂总产量的3/4。
木材胶黏剂与胶合技术图书目录
第1章 木材胶黏剂与胶合技术概论
1.1 木材胶黏剂与胶合技术的发展
1.2 木材胶黏剂的发展趋势
1.2.1 低毒、低游离甲醛
1.2.2　可降解胶黏剂
1.2.3 新型胶黏剂的开发与应用
1.3 木材胶黏剂的组成、分类与性能评价
1.3.1 胶黏剂的组成
1.3.2 胶黏剂的分类
1.3.3 木材胶黏剂的性能评价
1.4 木材的胶合
1.4.1 木材胶合的优缺点
1.4.2 木材胶黏剂的选用
1.4.3 木材及制品的胶合
第2章 木材胶合技术基础
2.1 木材的胶合理论与机理
2.1.1 胶合的物理化学过程
2.1.2　浸润与胶合
2.1.3 胶合机理
2.2 胶合质量的影响因素
2.2.1 胶黏剂的影响
2.2.2　木材的影响叩
2.2.3 接头结构与胶合表面的影响
2.2.4 胶合工艺的影响
第3章 酚醛树脂胶黏剂
3.1 酚醛树脂胶黏剂的合成原理
3.1.1 加成反应
3.1.2 缩合及缩聚反应
3.2 酚醛树脂胶黏剂合成原料
3.3　生产工艺
3.3.1 生产工艺流程
3.3.2 合成工艺类型的选择
3.3.3 生产工艺过程
3.3.4 常用酚醛树脂生产工艺简介
3.4 影响酚醛树脂胶合成的因素
3.4.1 酚类官能度的影响
3.4.2 酚类取代基的影响
3.4.3 苯酚与甲醛摩尔比的影响
3.4.4 反应介质pH的影响
3.4.5 催化剂与反应产物的关系
3.4.6 反应温度和反应时间的影响
3.5 酚醛树脂胶黏剂的改性
3.5.1 三聚氰胺改性
3.5.2 尿素改性
3.5.3 木质素改性
3.5.4 间苯二酚改性
3.5.5 聚乙烯醇缩醛改性
3.5.6 其它方法改性酚醛树脂
3.6 在木材加工中的应用
3.6.1 在木质胶合板中的应用
3.6.2 在竹质胶合板方面的应用
第4章 脲醛树脂胶黏剂
4.1 脲醛树脂合成原理
4.2　脲醛树脂合成原料
4.3 脲醛树脂的生产工艺
4.3.1 生产工艺流程
4.3.2 工艺类型的选择
4.3.3 生产工艺
4.3.4 配方与工艺
4.4 影响脲醛树脂合成的因素
4.4.1 摩尔比的影响
4.4.2 pH的影响
4.4.3 原料质量的影响
4.4.4 反应温度的影响
4.4.5 反应时间的影响
4.5 脲醛树脂胶的改性
4.5.1 改进耐水性
4.5.2 降低游离甲醛含量
4.5.3 提高稳定性
4.5.4 改善耐老化性
4.6 在木材工业中的应用
第5章　三聚氰胺甲醛树脂黏剂
第6章　聚醋酸乙烯酯胶黏剂
第7章　聚氨酯胶黏剂
第8章　热熔树脂胶黏剂
第9章　生物质胶黏剂
第10章　木材胶合结构设计及胶合技术
企业信用信息木材工业常用胶粘剂简介
木材工业常用胶粘剂简介
朱家琪 史广兴 李华
(中国林业科学研究院木材1：业研究所， 北京100091)
一 木材工业常用胶粘剂：
1.木材工业用胶粘剂按使用工艺特点可分为冷固胶(室温固化胶粘剂，固化温度20-30℃)、热固胶(高温固化胶粘剂，固化温度90-180℃)和热熔胶。脲醛树脂、酚醛树脂均有冷固胶和热固胶之分；异氰酸酯可冷固也可热固；三聚氰胺-甲醛树脂为热固胶；此外如间苯二酚-苯酚-甲醛树脂、醋酸乙烯酯乳液、氯丁橡胶等为冷固胶。常用热熔胶有聚酰胺、EVA、聚酯。
2.按照原料特点可分为合成树脂胶、天然树脂胶和无机胶粘剂
(1) 合成树脂胶：
甲醛系合成树脂，包括脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、间苯二酚-苯酚-甲醛树脂、木素磺酸盐-苯酚-甲醛树脂、单宁-苯酚-甲醛树脂等。
非甲醛系合成树脂：包括聚醋酸乙烯酯乳液、乙烯-醋酸乙烯酯乳液、丙烯酸酯乳液、异氰酸酯、天然橡胶胶乳、氯丁橡胶、聚酰胺热熔胶等。
(2) 天然胶粘剂：
动物蛋白胶：包括皮胶、骨胶、血胶、硌素胶等；
植物蛋白胶：包括豆蛋白胶，豆粉胶：
其它：单宁、木素、松香、果胶类。
(3)无机胶粘剂：主要有水泥、石膏等。
二 人造板用胶粘剂现状
表1 2000年人造板用胶粘剂的品种和世界市场(2)
分子量范围
世界耗量(100%计,kt)
清漆200-1000
甲阶树脂300-3000
表2 我国人造板工业用胶粘剂情况(2)
总产量(万吨)
三聚氰胺-甲醛树脂
由表1和表2可见，甲醛系胶粘剂包括脲醛树脂胶。酚醛树脂胶和三聚氰胺-甲醛树脂胶是人造板工业应用最多的三大合成胶种，其中脲醛树脂是最主要的产品。脲醛胶之所以长期以来占据木材工业胶粘剂的主导地位主要是由于它价格便宜，粘结力坪，固化速度伊，高浓度时粘度低，无色或颜色很浅，
与水混合性好，易于调制适当黏度，制造方便等优点。同时，
可以加入不同的助剂改善脲醛胶的工艺性能和功能。例如：增粘剂、潜伏性固化剂、复合固化剂，缓冲剂、甲醛捕捉剂、分散剂、稳定剂、抗菌剂、阻燃剂、增强剂、填料、活性填料等。脲醛树脂可室温固化，可加温快速固化，通过添加不同酸性催化剂及不同用量可调节树脂的固化时间和适用期。也可以采用电接触加热或高频加热的方法使脲醛胶快速胶合。正因为脲醛胶具有以上其它胶种无可比拟的优点，它在木材工业胶粘剂市场上所占分额始终居高不下，而且，今后也还会是木材工业胶粘剂的最主要胶种。很难被其它胶种取代。
天然胶粘剂比如豆胶、血胶、骨胶是最早使用的木工胶粘剂，由于合成树脂的产生，天然胶粘剂性能上的问题，特别是耐水性较差，使得天然胶粘剂作为木材工业胶粘剂的用量越来越少，只在特殊情况下使用，例如食品包装箱茶叶包装箱等。但是近年来，由于环境问题日益引起重视，欧美等国家开始重新重视对天然胶粘剂进行研究，特别是动物蛋白胶和植物蛋白胶。主要需解决耐水问题。例如在木材指接时，将豆胶施到指接材的一端，酚-间苯二酚-甲醛施到指接材的另一端，指接后5-10秒钟内形成凝胶，可立即搬动。固化后接头抗张强度可达5117
psi，木破率68%。湿/干3次循环后，抗张强度达4549 psi，木破率83%因由两个组分结合而成，所以称为蜜月胶(3)。
异氰酸酯胶粘剂近年来在木材工业中应用有了一定的进展。主要用于定向刨花板的生产。也用于麦秸刨花板或麦秸中密度纤维板的生产。使用异氰酸酯胶施胶量低，耐水性好，不含甲醛，可用于高含水率木材的胶合。特别是象麦秸这样的材料，由于表面含硅角质层的影响，普通脲醛胶很难胶合，不能得到高的胶合强度。用异氰酸酯可以得到高强度的麦秸板。缺点是粘模板，胶的使用期短，价格较高。使用受到一定程度的限制。
三 脲醛胶的缺点及脲醛胶改性
尽管脲醛胶有如前所述的优点。但是也存在一些缺点。主要是耐水性差。耐老化性差，产品使用过程中存在甲醛释放问题，造成对环境的污染和危害。为了克服这些缺点进行了大量的研究和实践工作，对脲醛树脂改性。
1. 提高耐水性：由于脲醛树脂分子中含有亲水性的羟甲基(-CH20H)、羰基(=CO)、氨基(-NH2)、和亚氨基(-Nil)等基团，所以耐水性较酚醛树脂和三聚氰胺-甲醛树脂差。特别是不耐沸水煮。固化后树脂在水分和热作用下缓慢水解使胶
合强度下降。因此脲醛胶只能作室内使用的二类胶。改善耐水性的方法一般是在合
成时加入一定量的三聚氰胺、苯酚，间苯二酚、硫脲、单宁等进行共缩，也可以在
配胶时加酚醛树脂，三聚氰胺-甲醛树脂。
2. 改善耐老化性：固化后的脲醛树脂中仍存在羟甲基，由于羟甲基的亲水性，
产生吸水、脱水作用，小分子量的树脂水解使化学键断裂，胶层破坏。因此，纯脲
醛树脂固化后，经过一定时间，胶层会发生龟裂并且胶合强度下降。
改进方法：
(1)树脂合成时加改性剂：常用改性树脂及效果见表3。
表3 改性脲醛树脂的耐老化性
胶合2天后胶合强度，Mpa
胶合8个月后胶合强度，Mpa
纯脲醛树脂
聚乙烯醇改性脲醛树脂
硫脲改性脲醛树脂
(2)脲醛树脂与热塑性树脂如聚醋酸乙烯酯乳液混合，减少脲醛树脂脆性，减
少龟裂，提高耐老化性。
表4 聚醋酸乙烯酯改性脲醛胶耐老化性能效果
胶粘剂重量比
初始胶合强度，Mpa
2年后胶合强度，Mpa
3年后胶合强度，Mpa
聚醋酸乙烯酯
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
注：括号内为要破率%
(3)加填料或活性填料：加填料或活性填料可减少树脂收缩，减缓固化后胶层
的应力集中现象，避免胶层龟裂。填料有磺化木素粉、花生壳粉、淀粉、硅藻土、
镁铝硅酸盐等。
表5 填料改善脲醛树脂耐老化性能的效果
胶合强度，Mpa
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
注：填料为磺化木素粉，加量10%
(4) 选用合适固化剂：酸性强的固化剂使树脂易老化。应选酸性较弱的固化剂。
3. 脲醛树脂的游离醛，板材甲醛释放量对环境的影响及对策
脲醛树脂在固化过程中和在制成板材后的使用过程中会不断释放出甲醛，对环
境造成污染。近年来，随着人们环境保护意识的增强，各国对于木材工业如何控制
皎粘剂生产的甲醛释放问题闩益引起重视，对于人造板甲醛释放量制订了较严格的
法规。最近，我国也颁布了强制性国家标准GBl《室内装饰装修材料人
造板及其制品中甲醛释放限量》。从闩起强制执行。这―标准的宣传
和实施对推动我国人造板工业的进步起了积极的作用。科研单位和院校进行了大量
工作，研究和开发低毒脲醛胶，原来生产和使用不合格的脲醛胶粘剂的工厂积极采
取各种办法，改进胶粘剂的合成工艺或配方。较过去有了很大改进。
(1) 板材中的甲醛是怎样产生的
一板材吸附树脂中的游离甲醛，多数在热压阶段逸散，尚有一部分存在于板
* 未聚合的甲醛；
* 脲醛树脂合成过程中二羟甲基脲缩聚生成二亚甲基醚键(-CH2-O-CH2-)并析出水和甲醛：
-- 板材吸附的脲醛树脂固化转变成不溶不熔的化合物时放出的水和甲醛；
-- 板材中固化后的树脂缓慢降解释出甲醛。
(2) 板材中释放出的甲醛有哪些危害
甲醛是一种无色气体，具有强烈刺激性气味，对人体皮肤和黏膜有强烈刺激，
能使细胞蛋白质变性造成人体免疫功能异常，损伤肝、肺和神经中枢系统。有报道
认为甲醛是可疑致癌物。
(3) 如何降低板材甲醛释放量
-- 减少脲醛树脂的游离醛含量：通过降低尿素/甲醛的摩尔比，改变合成工
艺，加入可与甲醛反应的物质等方法可以降低脲醛树脂的游离醛含量。
-- 压板前调胶时加入甲醛捕捉剂：尿素、三聚氰胺、铵盐、己内酰胺、丙
烯酰胺等，硫化物如硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠、二亚硫酸钠等，单宁、
间苯二酚、木素磺酸盐等，豆粉。
-- 调胶时加入其它树脂，如间苯二酚甲醛树脂，三聚氰胺-甲醛树脂，聚醋
-- 人造板后处理：
氨处理。但处理后有剩余氨气，可能造成二次污染，处理设备必须密闭。
喷淋或涂刷尿素和释氨化合物如碳酸氢铵
4. 需要注意的问题：
(1) 降低人造板板材释放量所采取的各种措施大多会不同程度地影响脲醛胶的
工艺性能或板材的理化性能。主要负面影响有：初粘性下降，预压性能差：板的
胶合强度下降，耐水性下降。因此在确定树脂制备工艺、配方、调胶配方、人造板制造工艺时需要综合考虑各项性能，切不可片面强调低甲醛释放量而忽视板材强度
及其它理化性能。
(2)国家标准只规定人造板的甲醛释放量等级如E1级、E2级等，对脲醛胶游离
醛含量没有规定等级。因此不能根据脲醛树脂的游离醛含量来估计板材甲醛释放量
必须通过检测板材的甲醛释放量才能确定板的等级。
(3)游离甲醛低的脲醛胶不一定能生产出甲醛释放量低的人造板。除了采用游
离醛较低的脲醛胶外，还必须合理确定和严格控制制板工艺包括含水率、热压温度、
时间、施胶量、调胶配方等。才能得到性能稳定的合格产品。
(4)低游离醛的脲醛胶有些因加入三聚氰胺改性或加入较多量的尿素，固化时
间较长，需要采用酸性较强的固化剂，但是往往缩短胶的生活期。加入潜伏性固化
剂或复合固化剂可达到较好的效果。
参考文献：
1．夏至远等。木材工业实用大全一胶粘剂卷，1996，中国林业出版社；
2．王春鹏，赵临五。木材工业用胶粘剂的现状及发展趋势。
3．PhilipH．Steele，etal．AdhesivesAge．)：49-56我国木材胶粘剂行业发展趋势分析_中国产业信息网
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我国木材胶粘剂行业发展趋势分析
&内容提示：国内木材工业胶粘剂发展速度快，但自主创新、高质量性能的产品与国外还有差距。近年来，我国木材工业胶粘剂走的基本上是一条粗放式、外延型的道路，不少木材工业胶粘剂是由人造板生产厂家附属的制胶车间生产的，且各种私营胶粘剂企业数量众多、规模小、产品附加值低、品种少、档次低、生产技术落后、质量不佳、技术创新和产品开发缓慢。&胶粘剂作为一种重要的粘合材料广泛应用于工业和人们的日常生活中并发挥着重要的作用。无论国内还是国外，木材工业胶粘剂都是胶粘剂中所占比例最大的一类。木材用胶粘剂的出现，不仅对节约木材及简化生产工艺具有重要作用，而且可以把金属或塑料等不同性能的材料与木质材料胶粘，制成各种性能的复合材料，从而发挥木材的独特功能，提供某些特殊的用途。随着人们生活水平的不断提高，建筑装修、家具制造等对木材及人造板的需求与日俱增，我国木材工业胶粘剂也得到了迅猛的发展，在我国的经济发展中所起的作用也越来越大。&&1 存在的问题&国内木材工业胶粘剂发展速度快，但自主创新、高质量性能的产品与国外还有差距。近年来，我国木材工业胶粘剂走的基本上是一条粗放式、外延型的道路，不少木材工业胶粘剂是由人造板生产厂家附属的制胶车间生产的，且各种私营胶粘剂企业数量众多、规模小、产品附加值低、品种少、档次低、生产技术落后、质量不佳、技术创新和产品开发缓慢。我国目前生产年销售额在1 亿元以上的上规模、技术上水平的胶粘剂企业还不到100 家，缺乏有国际竞争力的企业，难以形成规模优势和行业合力，更难以在新产品开发、技术创新等方面进行大的投入。另外，我国大多数企业科技人员匮乏，经费不足，对市场急需的一些高科技产品的研究开发严重滞后，即使取得一些科研成果，也难以实现产业化生产，达到世界先进水平的高科技产品更少。&目前的木材工业胶粘剂用脲醛、酚醛、三聚氰胺甲醛树脂标准GB /T
中的一些指标设定得过于笼统，不利于产业的发展。例如国标中要求脲醛树脂粘度&60，但在实际生产中细木工板企业往往要求三聚氰胺改性脲醛树脂粘度&30，建筑模板用改性脲醛树脂粘度&40，粘度过高会导致胶粘剂难以渗透进木材，过低则无法达到相应的胶合强度。&虽然我国已经迈入胶粘剂生产大国行列，但部分胶粘剂的主要原材料及相关助剂还需要进口，如水性氯丁橡胶型胶粘剂、水性聚氨酯胶、热熔和反应热熔型聚氨酯胶等还必须全部或部分从国外进口，在一定程度上制约了我国胶粘剂产业的发展。&2 改进措施&当今世界市场竞争日趋激烈，用户对胶粘剂产品的质量和性能要求日益提高，人造板厂附属的作坊式的小生产车间以及科技力量薄弱、不符合环保要求的生产企业将被淘汰。我国胶粘剂产业必须与时俱进，转变观念，走一条全新的发展道路。&2. 2. 1 调整产业结构，实现木材工业胶粘剂生产的集约化&将众多的小型胶粘剂企业有机地整合起来，积极推进强强联合，大力发展规模大、管理水平好、产品档次及附加值高的现代化企业，使我国胶粘剂产业向优势企业集中。改变木材工业胶粘剂大多由木工厂附属生产的现状，而改由专业的化工行业生产，实现木材工业用胶粘剂的生产规模化和集约化。&2. 2 走生产与科研结合之路，增强科技创新力&科学技术是第一生产力，企业必须与科研院所或高等院校联合，积极开发和大力发展具有自主知识产权的高新技术产品，开创独具特色的新品种，将科研成果转化为生产力，以新技术新产品占领市场。&2. 3 以质量促发展&产品质量是现代企业竞争力的重要因素，胶粘剂在生产过程中要保证高效、优质、低耗、稳定，精细化生产，保证产品质量的稳定，以质量去占稳市场，以质量促发展，确保企业经济效益的不断提高。&2. 4 大力培育和发展品牌产品&打造和建设品牌是我国胶粘剂企业提高产品质量水平和市场竞争力的迫切要求，是带动产业结构优化升级，推进产业发展方式转变和壮大的重要途径，是参与国内外竞争必要和有力的武器。要想提高我国胶粘剂产业的竞争力，获得市场的认可并在国内外的市场竞争中占有一席之地，必须努力提升胶粘剂产品的质量和档次，打造和创建自主知名品牌，从而通过品牌效应赢得市场。&2. 5 细化木材工业胶粘剂国家标准，规范胶粘剂行业的发展&相关的技术部门可组织收集和分析国内外先进木材工业胶粘剂标准的发展动态，翻译国际标准和国外先进标准，细化木材工业胶粘剂国家标准，向企业提供咨询和服务，以达到规范和促进木材工业胶粘剂产业发展的目的。
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