环保型木材复合用胶黏剂的研制_郎书玲
合集下载
绿色环保木材用胶黏剂的研究及应用进展
ｓｔ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆ ｅ ｖ ｒ ｎ ｅ ｔ ｌｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｗｏ ｄ ａ ｈ ｓｖ ｓｗｅ ｅｄ ｓ ｒ ｅ ． ｉ ｔ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｎ ｉｏ ｍ ｎ ａ ｒ ｔ ｃ ｉ ｏ ｄ ｅ ｉ ｅ ｒ ｅ ｃ ｉ ｄ ｕ ｏ ｖ ｂ Ｋｅ ｒ ｓ Ｅｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｌ ｒ ｔ ｃ ｉ ｅ Ｗ ｏ ｄ ａ ｈ ｓｖ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ｖｒ ｎ ｎ ａｌ ｐ ｏ ｅ ｔ ， ｏ ｄ ｅ ｉ ｅ ，Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｄ ｖ ｌ ｐ ｅ ｔ ｙ ｖ ｓ ａ ｃ ｅ ｅｏ ｍ ｎ
格 的 限制 。在木 材 复合 材 料 生产 中 ， 用 最 多 的胶 使
黏剂 是 以 甲醛为 基 料 的 脲 醛树 脂 、 醛 树脂 和三 聚 酚
氰 氨 树脂 胶 黏剂 ， 以上 ３种 胶 的 原 料 均来 自不 可 再
体健 康 也有 负 面 的影 响 ， 发 绿 色环 保 的胶 黏 剂 势 开
在必 行 。
生 的化石 资 源 ， 矿 物 资 源 日益 减少 和 整个 社 会 环 在
本文 将对 木 质素胶 黏 剂 、 粉基 木材 胶黏 动 系 统是 电动 叉 车 的关 键 组 成 部 分 ， 必 须 符合 驾驶 性能 和 叉车 的动 力性 能要 求 。本 文从 实 际 应用 出 发 ， 以直 接 转 矩 控 制技 术 作 为驱 动 系 统 的异 步 电动机 调速 方 式 ， 电 动叉 车 驱 动 系统 的控 对 制 策 略 进 行 了 研 究 。 首 先 ， 统 硬 件 设 计 以 系
仅 给 环境 造成 影 响 ， 时给 人们 的身体 健康 带来很 大 的危 害 。本 文对 木 质 素胶 黏 剂 、 同 淀粉 基 木材 胶 黏 剂 、
环保 型脲 醛胶 等 几种 绿 色环保 木材 用胶 黏 剂 的研 究及发展 状 况进 行 了阐述 ， 指 出了胶 黏 剂 未 来 的发展 并
绿色环保木材用胶黏剂的研究及应用进展
随着消费者环境意识日益增强，甲醛系胶黏剂特别是黏接室内用的脲醛树脂的生产受到越来越严格的限制。
在木材复合材料生产中，使用最多的胶黏剂是以甲醛为基料的脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰氨树脂胶黏剂，以上3种胶的原料均来自不可再生的化石资源，在矿物资源日益减少和整个社会环保意识增强的今天，开展利用我国丰富的可再生资源制备胶黏剂意义重大。
同时，含有甲醛的木材胶黏剂不仅对环境造成很大的影响，同时对人们的身体健康也有负面的影响，开发绿色环保的胶黏剂势在必行。
本文将对木质素胶黏剂、淀粉基木材胶黏剂、环保型脲醛胶等几种绿色环保木材用胶黏剂的研究及发展状况进行介绍。
l ·木质素胶黏剂自然界中木质素是仅次于纤维素的第二大可再生资源，据估测全球每年可产生约6万吨，人们很早就开始将木质素这种可再生生物质资源应用到工业、农业等各种领域中。
木质素本身反应活性低，工业化利用一直受到限制，所以木质素的活化成为现阶段的研究重点。
木质素难以利用是其结构与性能决定的，它是聚酚类三维网状高分子化合物，结构主体之问的连接方式主要是醚键及碳碳键，这2种键分子极性小、键能高，难以反应，而且甲氧基含量高，羟基含量低，苯环上位阻大，从木质素胶黏剂合成中就可以看出，木质素与苯酚、甲醛和酚醛树脂反应其活性明显不足。
由此可知，提高羟基含量同时降低甲氧基含量，增强木质素反应活性是木质素反应的基础。
这里主要阐述以合成木材胶黏剂为目的的各种木质素活化方法。
木质素在胶黏剂中的应用有2种方式：1)木质素本身作为胶黏剂，存在很多弊端：如热压时间长、热压温度和酸度高、产品为黑色并且物理和力学性能很低及耐水性低等；2)木质素与其他原料混合对树脂进行改性从而制得胶黏剂，现在国内外对于木质素胶黏剂的研究大都集中在木质素一酚醛(LPF)树脂胶黏剂，木质素一脲醛(LuF)树脂胶黏剂，木质素一三聚氰氨甲醛(LMF)树脂胶黏剂，木质素一聚氨酯(LPU)胶黏剂以及木质素在环保木材胶黏剂中的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
- 229085, 1989- 09- 12. [ 5] 陈维王月. 耐水强力乳胶及 其组合剂 [ P] . CN - 1072709A, 1993-
06- 02.
温度对黏接性能的影响
The temperature to the properties of adhesive influence
序号
温度/
剪切强度 M Pa
贮存期/ d
1
30
47
30
2
40
44
45
3
50
43
90
4
60
25
90
5
80
2
90
6
100
14
90
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。
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。
参考文献: [ 1] 严瑞王宣. 水溶性高分子[ M] . 北京: 化学工业出版社, 1998, 6. [ 2] 唐星华. 木材用胶黏剂[ M ] . 北京: 化学工业出版社, 2003, 3. [ 3] 曹 同玉, 刘 庆普, 胡 金生. 聚 合物 乳 液合 成 原 理性 能 及应 用
[ M] . 北京: 化学工业出版社, 1998, 6. [ 4] 西中幸市, 吉成英二, 安藤浩然. 木质板用接着剂 [ P] . 特开平 1
CHEMISTRY AND ADHESION
21
产品应用性能表 Product application function form
项目
剪切强度
耐水性( 63 水煮 3 h)
合板
4 2MPa
不开胶
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% 。
检验项目
市售 EVA 白乳胶 市售 VA 白乳胶 本胶黏剂
剪切强度/ MPa 63 水煮 3 h
49 开胶
43 开胶
49 不开胶
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。
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。
本胶黏剂与现 有白乳胶的性能比较
Compare this adhesive function with current emulsion
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。
收稿日期: 2004- 05- 11 作者简介: 郎书玲( 1959- ) , 女, 杭州人, 学士, 高级工程师, 主要从事精细有机化学品合成技术研究开发工作。
化 学与 黏合
2005 年第 27 卷第 1 期
A、B 两组分对黏接性能的影响
A form / B form to the properties of adhesive influence
序号 A 组分 B 组分
剪切强度 / MPa
耐水性 ( 63 水煮 3 h)
1
10
10
42
不开胶
2
05
15
22
不开胶
3
15
05
35
开胶
注: 1 黏接材料: 三合板; 2 A、B 组分均为 质量份; 3 熟化时间: 72 h
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, 降温至 75~ 80 滴加改性剂, 在 此温度下保 温反应 1 h, 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
7
27
易分层
10
2
易分层
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 。
20
郎书玲等, 环保型木材复合用胶黏 剂的研制
Vol. 27. No. 1, 2005
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)
摘要: 环境污染问题, 现已受到人们的高度重视, 像 木材复 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
次氯酸钠的用量对胶黏剂性能影响
The dosage of hypochlorite sodium to the properties of adhesive influence
次氯酸钠的用量 / % ( 质量)
胶黏强度 / MPa
胶黏剂的外观
1
45
黏度大, 流动困难
3
47
黏度大, 流动困难
5
45
黏度适中
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~ 30 min, 然后加入氢氧化 钠, 在此温度下保温 20~ 45 min, 加入计量好的硫代 硫酸钠和硼砂, 保温 20 min, 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
关键词: 胶黏剂; 木材复合板
中图分类号:TQ 433 433
文献标识码: A
文章编号: 1001- 0017( 2005) 01- 0020- 03
Study on Adhesive for Wood Composite Boards
LANG Shu- ling and LI A i- xian ( Beij ing General Research Institute f or N on- f errous Metals , Beijing 100088, China) Abstract: Environment al pollution has been the most serious problems nowadays. Formaldehyde release over standard by wood composite boards not only pol lutes the environment seriously but also aff ects negat ively our health. A new kind of environment - friendly adhesive was synthesized. Effect s of formula, reaction t emperature, ration of component A to B on t he performance of the green adhesive were investigat ed. The said adhesive didn t release pernicious gas such as formaldehyde, and it s performance was bett er than ethylene- vinyl acet ate copolymer and polyvinyl acetate. Therefore, this kind of adhesive had a good prospects in wood composite boards processing Industry. Key words: adhesive; Wood Composite Boards
很大的危害 。针对这 一情况, 我们研制出相应的绿色环 保型胶 黏剂, 文章中 介绍了 木材复 合板用 胶黏剂的 合成方 法, 讨论了
06- 02.
温度对黏接性能的影响
The temperature to the properties of adhesive influence
序号
温度/
剪切强度 M Pa
贮存期/ d
1
30
47
30
2
40
44
45
3
50
43
90
4
60
25
90
5
80
2
90
6
100
14
90
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。
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。
参考文献: [ 1] 严瑞王宣. 水溶性高分子[ M] . 北京: 化学工业出版社, 1998, 6. [ 2] 唐星华. 木材用胶黏剂[ M ] . 北京: 化学工业出版社, 2003, 3. [ 3] 曹 同玉, 刘 庆普, 胡 金生. 聚 合物 乳 液合 成 原 理性 能 及应 用
[ M] . 北京: 化学工业出版社, 1998, 6. [ 4] 西中幸市, 吉成英二, 安藤浩然. 木质板用接着剂 [ P] . 特开平 1
CHEMISTRY AND ADHESION
21
产品应用性能表 Product application function form
项目
剪切强度
耐水性( 63 水煮 3 h)
合板
4 2MPa
不开胶
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% 。
检验项目
市售 EVA 白乳胶 市售 VA 白乳胶 本胶黏剂
剪切强度/ MPa 63 水煮 3 h
49 开胶
43 开胶
49 不开胶
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。
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。
本胶黏剂与现 有白乳胶的性能比较
Compare this adhesive function with current emulsion
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。
收稿日期: 2004- 05- 11 作者简介: 郎书玲( 1959- ) , 女, 杭州人, 学士, 高级工程师, 主要从事精细有机化学品合成技术研究开发工作。
化 学与 黏合
2005 年第 27 卷第 1 期
A、B 两组分对黏接性能的影响
A form / B form to the properties of adhesive influence
序号 A 组分 B 组分
剪切强度 / MPa
耐水性 ( 63 水煮 3 h)
1
10
10
42
不开胶
2
05
15
22
不开胶
3
15
05
35
开胶
注: 1 黏接材料: 三合板; 2 A、B 组分均为 质量份; 3 熟化时间: 72 h
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, 降温至 75~ 80 滴加改性剂, 在 此温度下保 温反应 1 h, 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
7
27
易分层
10
2
易分层
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 。
20
郎书玲等, 环保型木材复合用胶黏 剂的研制
Vol. 27. No. 1, 2005
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)
摘要: 环境污染问题, 现已受到人们的高度重视, 像 木材复 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
次氯酸钠的用量对胶黏剂性能影响
The dosage of hypochlorite sodium to the properties of adhesive influence
次氯酸钠的用量 / % ( 质量)
胶黏强度 / MPa
胶黏剂的外观
1
45
黏度大, 流动困难
3
47
黏度大, 流动困难
5
45
黏度适中
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~ 30 min, 然后加入氢氧化 钠, 在此温度下保温 20~ 45 min, 加入计量好的硫代 硫酸钠和硼砂, 保温 20 min, 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
关键词: 胶黏剂; 木材复合板
中图分类号:TQ 433 433
文献标识码: A
文章编号: 1001- 0017( 2005) 01- 0020- 03
Study on Adhesive for Wood Composite Boards
LANG Shu- ling and LI A i- xian ( Beij ing General Research Institute f or N on- f errous Metals , Beijing 100088, China) Abstract: Environment al pollution has been the most serious problems nowadays. Formaldehyde release over standard by wood composite boards not only pol lutes the environment seriously but also aff ects negat ively our health. A new kind of environment - friendly adhesive was synthesized. Effect s of formula, reaction t emperature, ration of component A to B on t he performance of the green adhesive were investigat ed. The said adhesive didn t release pernicious gas such as formaldehyde, and it s performance was bett er than ethylene- vinyl acet ate copolymer and polyvinyl acetate. Therefore, this kind of adhesive had a good prospects in wood composite boards processing Industry. Key words: adhesive; Wood Composite Boards
很大的危害 。针对这 一情况, 我们研制出相应的绿色环 保型胶 黏剂, 文章中 介绍了 木材复 合板用 胶黏剂的 合成方 法, 讨论了