环保型木材复合用胶黏剂的研制

   郎书玲,　李爱先      (北京有色金属研究总院矿冶所,北京100088)

   前　言

    随着人民生活水平的提高,对解决环境污染问题已迫在眉睫,像人造复合板中甲醛释放量严重超标,污染严重,给人们身体健康带来很大的危害,2002年国家颁布甲醛释放量标准,但由于国内众多的人造板企业仍在使用脲醛树脂为主要胶黏剂,因为这种胶黏剂最大的优势是原料来源广泛,价格低廉,但脲醛树脂受合成工艺的限制,无论怎样改进配方,人造板中甲醛释放量都严重超标。针对这一情况,我们研制出相应绿色环保胶黏剂,胶黏剂中不含甲醛等有害物质,黏接强度高于脲醛树脂,有优良耐水性,且原料来源广泛,价格低廉,完全可以取代人造板中的脲醛树脂。

1　实验部分

1.1　Ａ组分的制备

1.1.1　原料　聚乙烯醇(ＰＶＡ)工业;改性剂自制。

1.1.2　操作工艺

   在装有温度计、搅拌器、冷却器的四口烧瓶中,加入计量好的水,升温至50～60℃,边搅拌边加入计量好的ＰＶＡ,在90～95℃保温,直至ＰＶＡ完全溶解后,降温至75～80℃滴加改性剂,在此温度下保温反应1ｈ,降至室温备用。

1.2　Ｂ组分的制备

1.2.1　主要原料　淀粉;次氯酸钠;氢氧化钠;硫代硫酸钠;硼砂;全部工业级。

1.2.2　操作工艺

    在装有温度计、搅拌器、冷却器的四口烧瓶中,将计量好的水及淀粉加入反应瓶中,搅拌均匀后升温至50℃,缓缓加入次氯酸钠,加完之后保持温度在45～55℃之间,保温15～30ｍｉｎ,然后加入氢氧化钠,在此温度下保温20～45ｍｉｎ,加入计量好的硫代硫酸钠和硼砂,保温20ｍｉｎ,降至室温备用。

1.3　胶黏剂的制备

1.3.1　原料　ＥＶＡ乳液、Ａ组分、Ｂ组分按一定重量比例将ＥＶＡ、Ａ组分、Ｂ组分加入混合器中,混合搅拌均匀,即可使用。



2　结果与讨论

2.1　从表中可知,在Ｂ组分中,如果氯酸钠量小,淀粉转化程度低,则Ｂ组分黏稠度大,使胶黏剂黏度过大,涂布困难,影响涂布工艺;若次氯酸钠量大,淀粉转化程度高,则Ｂ组分黏稠度小,胶黏剂黏度小,易分层,造成贮存不稳定。所以次氯酸钠的加入量最好控制在5%。



　　在Ａ组分中,如果改性剂量小,Ａ组分的交联密度小,Ａ组分的耐水性差,如果改性剂量大,则Ａ组分的交联密度过大,黏稠度大,使胶黏剂混配困难。

2.2　反应温度

    在Ｂ组分的反应过程中,反应是一个放热反应,因此必须小心操作,如果温度过高,会引起淀粉颗粒膨胀,促进水溶物增加,虽然产品性能稳定,但造成了黏接强度性能的下降;若温度过低,氧化程度不足,黏接强度虽高,但产品性能不稳定。从下表中得知,反应温度最好控制在50℃。

 

2.3　胶黏剂的配比

    ＥＶＡ乳液成本高,ＥＶＡ乳液的量不能加大,加大了量使胶黏剂失去市场竞争力。在ＥＶＡ乳液量加到最小量的情况下,调整Ａ、Ｂ组分的配比,使其胶黏剂性能达到最佳水平。



    从上表可以看出,以Ａ组分为基础,Ｂ组分少,形成疏松的网状结构,耐热水性差,如果Ｂ组分量大,虽形成较为致密的网状结构,耐热水性好,但胶层缺乏弹性,在外力作用下易变脆而开裂。综合考虑,Ａ、Ｂ两组分的比例以1∶1为宜。



　　从表中可知,虽然现有的白乳胶黏接强度都能满足要求,但不能解决耐水性问题,使其在木材复合板上应用受到限制。

3　结　论与

    国内现有水基系胶黏剂相比,操作工艺简便,其固化后柔韧性优于脲醛和酚醛树脂,坚硬性、耐水性和耐化学品性优于聚醋酸乙烯乳液和乙烯醋酸乙烯共聚乳液,成本远低于聚醋酸乙烯乳液和ＥＶＡ乳液。产品不含甲醛等有害气体,符合国家颁布的甲醛释放量标准,因此在木材合板加工工业中有较强的市场竞争力。