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胶粘剂与涂料习题集
丙阶酚醛树脂
机械胶接理论：
弱界面层：
甲阶酚醛树脂：
判断改错题
1. 常用木材胶粘剂的耐老化性能由大到小依次为：热固性酚醛树脂、脲醛树脂、聚醋酸乙烯乳
液、三聚氰胺甲醛树脂。（ ）
2. 环氧树脂本身是线型结构的热塑性分子，其固化是通过加入固化剂来实现的。（ ）
3. 脲醛树脂最常用的固化剂为氢氧化钠，其浓度通常为10%，用量通常为树脂液总量的5%。（ ）
4. EEA 是乙酸乙烯-N- 羟甲基丙烯酰胺共聚物的缩写。（ ）
5. 在甲醛系列树脂合成过程中，甲醛的官能度为1，苯酚的官能度为1，三聚氰胺的官能度为3。
6. 正常情况下，胶液固体含量越低，温度越低，粘度越高。（ ）
7. 合成PVAc最常用的引发剂为硫酸铵。（ ）
8. 热固性树脂固化过程中分子量不变，而热塑性树脂硬化过程中，分子量增大。（ ）
9. 薄胶层变形需要的应力比厚胶层大。（ ）
10.氯化铵法是测定脲醛树脂游离甲醛含量的标准方法。（ ）
11. 对于甲醛系列树脂来说，凝胶之后的进一步固化反应是造成收缩应力的主要原因。（）
12. 薄胶层变形需要的力比厚胶层大。（）
13. 一般情况下，胶液对被粘物的表面有良好的润湿，所形成的接触角就大，胶接强度就
14. 脲醛树脂最常用的固化剂为强酸的铵盐。（）
15. 正常情况下，胶液固体含量越高，温度越低，粘度越高。（）
16. 聚醋酸乙烯酯乳液的形成过程完全遵循体形缩聚反应的规律，包括加成反应和缩聚反
17. 可成功解释异氰酸酯胶接木材时产生高强度的理论是吸附胶合理论。（）
18. 高聚物的内聚强度，一般随交联密度的增大而
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木材胶粘剂的研究现状及发展趋势
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木材胶粘剂的研究现状及发展趋势
官方公共微信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