木材胶黏剂
1 木材胶黏剂
孙成军
（东北林业大学材料科学与工程学院,黑龙江 哈尔滨 150040）
摘要：我国已成为世界人造板生产大国，木材胶粘剂年用量已超过400万t，其主要胶种为甲醛类合成树脂胶粘剂。本文主要评述了木材胶接用甲醛类合成树脂胶粘剂的开发研究、生产应用及发展，重点综述了低甲醛释放的脲醛树脂、三聚氰胺-尿素共缩合树脂和酚醛树脂胶粘剂的研究进展和开发应用情况，同时还介绍了其他可用于木材胶接的胶黏剂，并对他们的发展趋势等进行了展望.
关键词：胶黏剂 脲醛树脂 酚醛树脂 三聚氰胺 甲醛
胶黏剂工业是中国自实行改革开放政策以来发展较快的精细化工产业之一。胶黏剂具有使用简便，经济效益好的特点，为各行业简化工艺、节约能源、降低成本、提高经济效益提供了一条有效途径。随着木材加工工业的持续发展，木材胶黏剂的用量在持续扩大，品种也在不断增多，而且其用量已成为衡量一个国家和地区木材工业技术发展水平的重要标志。随着人们生活水平和对环境要求的提高，开发环保、无毒型木材胶黏剂是当今发展的主流[1].
我国木材加工使用胶黏剂主要是人造板制造和木制品生产两大领域，醛类胶黏剂--脲醛树脂（UF）胶、酚醛树脂（PF）胶、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.按不同用途区分，防水结构类人造板制造用酚醛树脂胶黏剂和异氰酸酯树脂胶黏剂；制造防潮级和耐水级人造板用三聚氰胺-尿素共缩合树脂胶黏剂；交接木材制造使用水性高分子-异氰酸酯胶黏剂或者使用间苯二酚甲醛树脂胶黏剂；家具制造广泛使用聚醋酸乙烯酯乳液胶（白乳胶）、乙烯-醋酸共聚树脂（EVA）热熔胶；板材覆面使用聚醋酸乙烯-脲醛树脂、氯丁胶；作为厨房等潮湿环境使用的人造板封边使用反应性热熔胶黏剂；占市场绝对主体的普通人造板制造用胶为UF.而这些人们常见的人造板又主要用于家具制造和室内装修，因此室内级的UF胶是木材胶黏剂中最主要的品种[2]。本文主要综述甲醛类胶黏剂的研究进展，并简要介绍用于木材工业的其他胶黏剂。
1甲醛类胶黏剂
1.1脲醛树脂（UF）
我国脲醛树脂胶黏剂用量约占木材胶黏剂的60%-70%，其原料充足、价格低廉，脲醛树脂具有较高的胶结强度、有一定的耐水性能，固化迅速，固化后的胶层颜色浅，不污染背胶合物的板面水混溶好，易调制合适的黏度和浓度。脲醛树脂存在的最大问题，是当F/U物质的量比高时，在人造板生产及使用过程中释放游离甲醛，污染环境。甲醛释放主要来源于四个方面：木材本身含有微量甲醛；胶黏剂中未参与反应的甲醛；热压过程中部分醚键断裂放出甲醛；人造板在使用过程中由于湿、热、光等作用，交联固化的胶层老化降解放出甲醛。脲醛树脂胶黏剂的耐湿热、耐老化性能差，不能用于潮湿的环境中。我国人造板主要用作家具制造及室内装修，因此脲醛树脂胶黏剂成为木材加工行业 使用量最大的胶种。
针对脲醛树脂胶甲醛释放量的问题，一些专家学者们做了相应的研究。
顾继友[3]等采用13C NMR核磁共振方法，对三种典型的脲醛树脂合成方法合成UF树脂进行研究，并对其性能、化学结构、交界性能、甲醛释放量及固化历程进行了研究，证明脲醛树脂的胶结性能、固化历程、甲醛释放量与脲醛树脂的化学构造直接相关，尤其是树脂中羟甲基含量与结合方式、亚甲基的构造对树脂性能影响最大。 2 朱丽滨[4]通过对低甲醛释放UF树脂胶黏剂工艺优化实验，确定了最佳的合成工艺，合成了3种低甲醛UF树脂胶黏剂。并通过改性开发出一种低成本UF树脂胶黏剂。
Tomura等[5]利用13C CP／MAS NMR对不同pH值条件下合成的脲醛树脂，在不同固化温度下对甲醛释放量和热稳定性的影响进行研究。结果表明,强酸眭条件下合成的脲醛树脂热稳定性优于弱酸性和碱性条件下合成的脲醛树脂，甲醛释放量也低,固化温度越高，脲醛树脂在固化过程中释放的甲醛量越多。
倪荣超等[6]采用FT-IR、DSC等多种分析手段，对一种可以有效降低生产成本的脲醛树脂活性剂进行了研究，结论表明，活性剂的主要成分是羟甲基脲。活性剂降低树脂表面张力，增大对木材的润湿作用。这种活性剂降低了脲醛树脂固化反应的活化能，提高了脲醛树脂的粘接性。电解质的引入，加快了反应速度，提高了粘接强度，但也导致了胶接制品的湿强度下降；该文从理论上对电解质发生的作用机理进行了探索。
1.2酚醛树脂
酚醛树脂胶黏剂具有粘接强度高、耐水、耐热、耐磨、耐化学药品腐蚀等优点，主要用于制造结构胶合板、刨花板、纤维板和装饰板等[7]。而在我国酚醛树脂胶黏剂的用量较少，木材工业使用的胶黏剂80％以上是脲醛树脂[8]，这是由于酚醛树脂存在颜色深、固化时间长、固化温度高等缺点，同时酚醛树脂价格偏高，国内研究也相对滞后。
酚醛树脂胶粘剂也有缺点 ,即(1)固化时间长 ,固化温度高 ,生产效率低;(2)价格较贵; (3)含有游离醛、游离酚。对醛酚树脂胶粘剂进行改性的方向是 ,在保证酚醛树脂胶合性能的前提下 ,缩短其固化时间 ,降低固化温度 ,减少胶粘剂中游离酚、醛含量 ,降低生产成本。其中用廉价的尿素来代替部分苯酚 ,合成苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂是酚醛树脂改性的有效途径。
高振中等[9]在碱性条件下通过缩聚的方法，首先尿素与甲醛反应生成羟甲基脲，然后加入苯酚保证体系的胶接强度，最后加入三聚氰胺作为捕醛剂和固化剂，最终制得低毒、低成本、高性能的PMUF树脂胶黏剂,实验得出尿素用量、酚醛用量、三聚氰胺用量及NaOH用量对PMUF树脂胶黏剂的游离甲醛含量、游离苯酚含量、甲醛释放量和胶接强度均有影响，当甲醛、苯酚、尿素、三聚氰胺和NaOH的摩尔比为3．1：1．0：0．7：0．3：0．5时，PMUF树脂胶黏剂性能最佳，PMUF树脂胶黏剂固化时放热峰峰值温度和终止温度均随着升温速率的升高而升高，体系的最佳固化温度为135．5℃。
申迎华[10]以氢氧化钡为催化剂，采用一次合成法，用尿素代替部分苯酚制备了UPF胶黏剂，该胶黏剂游离酚、游离醛的含量较低，水溶性、贮存性好，适合于浸渍矿物纤维，做保温材料用胶黏剂。
刘长春等[11]对尿素、苯酚和甲醛共聚树脂的合成原理进行了研究，指出尿素和苯酚首先在弱碱性条件下与甲醛发生加成反应，生成稳定的一羟甲基脲、二羟甲基脲、多种羟甲酚等加成产物，然后在弱酸性条件下发生树脂化反应，即一羟甲基脲、二羟甲基脲和羟甲酚等缩聚中间体脱水缩聚彤成初期树脂，再进一步脱水缩聚成相互交联的高分子聚合物。
除了用尿素来改性酚醛树脂胶外，国内外的一些专家学者试图利用植物油、植物蛋白、植物多酚等作为原料研究改性酚醛树脂[12]，取得了一定的进展，开拓了酚醛树脂的应用前景。
1.3三聚氰胺-甲醛树脂
三聚氰胺-甲醛胶黏剂（MF）具有优良的耐水性、耐热性，硬度高、固化快，但价格较贵、易碎易裂、柔韧性差、贮存稳定性不佳。
苯酚一三聚氰胺一尿素一甲醛(PMUF)树脂胶黏剂是近年来木材工业中逐渐发展起来的一种适用于室外环境的胶黏剂[13～14]。制备PMUF树脂的方法最初是在三聚氰胺一尿素 3 一甲醛(MUF)树脂制备的后期加入少量苯酚，但采用这种方法苯酚和三聚氰胺之间几乎很难发生共缩聚反应。
三聚氰胺能够与脲醛树脂中的吸水性基团发生反应，可提高树脂的耐水性能；同时，三聚氰胺呈碱性可以中和胶层中的酸；因其具有稳定的环状结构，在一定程度上可防止或降低树脂的水解速度和热降解。用三聚氰胺改性脲醛树脂可提高其耐水性、尺寸稳定性、耐龟裂性、耐磨性，并降低游离甲醛释放量。三聚氰胺-尿素共缩合树脂属于耐热性树脂，可以用于制造耐水胶合板、刨花板、MDF、集成材、单板层积材等.
近年来由于厨房家具快速发展，对防潮级刨花板需求增加，三聚氰胺改性脲醛树脂胶粘剂(MUF)得到推广应用。东北林业大学开发了中密度纤维板用MUF—D20；胶合板用MUF-J20；刨花板用MUF-B20。这类胶粘剂已经成功用于制造E1级防潮刨花板、多层实木复合地板、胶接木材(集成板材)及模压托盘生产。近年来，苯酚的价格持续上涨，为三聚氰胺一尿素共缩合树脂胶粘剂的推广应用创造了机遇和发展空间。由于我国木材胶接制品主要用于家具制造和室内装修，不同于欧美等发达国家以建筑类结构用材为主，所以这种胶粘剂尤其适合于我国市场需要。这类胶还适用于强化复合地板及人造板表面装饰纸制造[15]。
2其他胶黏剂
2.1天然胶黏剂
天然胶黏剂[16]的主要成分是天然高分子，价格低廉，使用方便，初粘性好，但胶接强度差。大部分的天然树脂都是水溶性的，可用水作溶剂，可生物降解，长期在高湿度下会引起劣化造成胶接强度下降。与甲醛胶相比，其不含对人体有害的物质，是高安全性的胶黏剂。
天然胶黏剂按其化学成分分为三大类：蛋白质胶、碳水化合物胶（如淀粉胶、纤维素胶等）和其他天然胶（如木素、单宁、虫胶、松香、生漆等）。蛋白质胶粘剂是指以各种动植物蛋白质， 例如豆粉、 骨胶、 血胶等生物质材料制成的胶粘剂。木素是木材的主要成分之一，其含量约占木材的20%～40%，仅次于纤维。未改性的木素活性基团少，不能发生充分的交联反应，目前主要是先对其进行化学改性，提高其活性，使其成为胶黏剂主链的一部分，再用于胶接。
单宁主要是具有酚类特性的化合物，包括水解类单宁和凝缩类单宁。单宁胶类似酚醛树脂胶黏剂，主要用于木材等的胶接。纤维素不溶于一班溶剂，顾不能直接作为胶黏剂使用。经化学改性后的纤维素衍生物可作为胶黏剂使用。
2.2聚醋酸乙烯酯乳液 ( PVAc)
聚醋酸乙烯酯是以醋酸乙烯酯在作为单体在分散介质中经乳液聚合而制得，是一种热塑性聚合物。PVAc具有水基型胶无公害的特点，对木材和木制品能产生高强度而耐久的胶接，已大量应用于建筑、家具等木工胶接方面。
PVAc为热塑性胶，软化点低，且制造时用亲水性的聚乙烯醇作为乳化剂和保护胶体，使其耐热性和耐水性差，限制了其使用范围并降低了其使用价值。一般采用内加交联剂和外加交联剂两种方法，使乳胶从热塑性向热固性转化，改善其耐热性和耐水性[16]。
2.3 聚氨酯胶黏剂
聚氨酯胶黏剂 ( Polyurethane Adhesive)是指在分子链中含有氨基甲酸酯
( urethane)基团 (-NH2COO-)或异氰酸酯基 (-NCO)的胶黏剂。由于具有无甲醛 ,施胶量少 ,胶接强度高等优点 ,其使用量在木材工业中迅速增加 ,已经成为继脲醛树脂(UF)、
酚醛树脂 ( PF)、 三聚氰胺 -甲醛树脂 (MF)和聚醋酸乙烯乳液 ( PVAc)之后的又一重要木材工业用胶黏剂。虽然其用量仅占木材用胶黏剂的 5%左右 ,但使用量相当可观 , 4 甚至已经成为推动近年聚氨酯工业迅速增长的主要因素之一[17]。
以异氰酸酯为胶粘剂的无甲醛人造板技术在国内已经得到应用， 目前主要用于难胶合的、 以稻麦秸等农业秸秆为原料的刨花板生产。 由于异氰酸酯的价格较高， 在刨花板生产中需通过工艺和设备的改进达到既可降低施胶量又能保证产品质量。 使用特殊的高效喷胶技术， 将异氰酸酯胶粘剂形成细小雾滴均匀地喷在刨花上， 既可以保证施胶的均匀性， 又可以达到降低施胶量的目的， 该技术是解决异氰酸酯人造板制造的关键技术之一[18]。
在以异氰酸酯为胶粘剂的无甲醛人造板制造工艺和设备技术改造中， 除了需解决降低异氰酸酯施胶量来降低成本的问题外， 在具体的生产中还需采取一定的工艺和设备改进措施解决粘板、 胶粘剂使用期短、 对环境温度要求高和设备的清洗维护等问题
国内乳液胶黏剂在木材工业中的应用现状与趋势
江西林业科技
国内乳液胶黏剂在木材工业中的应用现状与趋势
付凡 ，贺磊２★，孙丰文。
（１．江西农业大学，江西南昌３３００４５；２．江西省林业科学院，江西南昌３３００３２； ３．南京林业大学竹材工程研究中心，江苏南京２１００３７） ２０１０年第１期
摘要：乳液胶黏荆具有无甲醛释放、常温快速固化的特性，能够适应当前国内木材工业用胶黏剂的要求。本文
介绍木材加工用乳液胶黏剂的种类、改性方法及生产研究现状，在此基础上提出木材加工用乳液胶粘剂的发展趋势。
关键词：乳液胶黏剂；改性；木材加工
分类号：￥７８１：ＴＱ４３３ 文献标识码：Ａ 文章编号：ｌＯＯ６－２５ｏ５（２ＯｌＯ）Ｏｌ一００５７－０３
乳液胶黏剂是以单体和水在乳化剂和引发剂作用下，在
一定温度下进行聚合反应所得到的产物。乳液聚合技术起源 于２Ｏ世纪早期，１９２０年代已有专利出现，１９３０年代初乳液
聚合方法已见诸于工业化生产。二次世界大战期间，乳液聚
合理论研究，产品的开发取得了较大的进展Ｉ １。在近—个世纪
以来，开发的乳液胶黏剂产品有：丁苯胶乳、聚醋酸乙烯乳
液、氯丁胶乳、ＶＡＥ乳液及（甲基）丙烯酸酯共聚乳液等。与目 前木材加工领域常用的“三醛胶”相比，乳液胶黏剂固化成膜
后柔韧性好且不含甲醛，属环保型胶黏剂；乳液胶黏剂复合
性好，可以用多种性能不同的聚合物乳液进行复合，以达到 性能设计的目的，因而在木材加工领域中的作用愈来愈大，
用量也逐渐增加。
１传统木材加工用乳液胶黏剂的研究
聚醋酸乙烯乳液是木材工业最重要的乳液胶黏剂之一， １９３７年在德国实现工业化生产，法本公司Ｗ．Ｓｔａｒｅｋ和Ｆｒｅｎ—
ｄｅｂｅｒｇ发明的以聚乙烯醇为保护胶体的醋酸乙烯乳液聚合方 法，大大推动了聚醋酸乙烯乳液工业的进展。我国１９５０年代
末开始聚醋酸乙烯酯乳液的研制，１９７０年代聚醋酸乙烯酯乳
液工业迅速发展１＂２１。
聚醋酸乙烯乳液的聚合是以水为分散介质、无甲醛释放 且能够常温固化，使用方便，多用于指接材、集成材、家具贴
无醛胶使用说明
生物基无醛胶
产品说明
禾露生物基无醛胶
禾露牌生物基无醛胶是现代生物技术和现代环保材料的结晶，它利用大自然恩赐给我们的天然植物为主要材料（主要以大豆、玉米、淀粉等植物资源为原料材），以工业用水为分散介质制成的胶黏剂，主要用于人造板木材加工行业，是一种新型的绿色环保胶黏剂。生物基无醋胶黏剂是相对于目前国内市场上人造板以化工物质为原料的三醛胶，即脲醛胶、酚醛胶、三聚氰胺醛胶而言的。这三种胶都是人造板甲醛含量超标的最主要来源。生物基无醛胶完全替代了传统脲醛胶的使用。并且性能超过了传统的脲醛胶。无醛胶生产过程不添加任何有毒副化学材料，产品不含世界各国限令规定的甲醛、苯、酚、重金属和其他有机挥发物，充分保证了他的原始性和自然环保高品质。
使用说明
调胶：将粉剂与胶液按照1:1的比例称重倒入搅拌桶内快速搅拌10分钟，然后添加面粉继续搅拌，面粉用量大约为30%~40%。
涂胶量：单面200g/㎡
双面380~410g/㎡
涂胶后的开放期：4小时内进入预压
冷压压力：以18厘多层板为例
低压13~14kg
高压15~16kg
冷压时间：夏季不低于60分钟，冬季不低于90分钟。 冷压后的开放期：12小时（12小时内进行热压）
热压温度：95°~135°之间
时间：60″~80″/mm保压时间 30″~45″/mm
注：因操作环境不同具体使用时请根据实际情况进行调整。
木材用淀粉基复合胶黏剂的制备与性能
第４ｏ卷第２期 ２０１２年２月 东北林业大学学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＮＯＲＴＨＥＡＳＴ ＦＯＲＥＳＴＲＹ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．２ Ｆｅｂ．２０１２
木材用淀粉基复合胶黏剂的制备与性能 ）
王必囤 顾继友 左迎峰 张彦华
（东北林业大学，哈尔滨，１５００４０）
摘要采用次氯酸钠对玉米淀粉进行氧化制备淀粉胶黏剂，再用功能内交联剂（异氰酸酯）共混改性制备 淀粉基复合胶黏荆。考查了复合胶黏剂体系的ｐＨ、ＰｖＡ质量分数与用量、淀粉用量、异氰酸酯加入比例对淀粉基 复合胶黏剂胶接性能的影响。胶接实验结果表明：利用变性的氧化淀粉，ＰＶＡ质量分数为１０％，ＰＶＡ加入比例为 ３／５，淀粉与水比为３／８时，获得最佳的胶结强度和耐水性能。采用ＸＰＳ分析胶层化学结构，结果表明：异氰酸酯与 淀粉胶黏剂、木材中的羟基反应形成化学键结合是提高胶接强度和耐水性关键所在。所制得的改性淀粉胶黏剂性 能更加优异，符合Ⅱ类胶合板的使用要求。 关键词 淀粉胶黏荆；异氰酸酯；复合胶黏剂 分类号Ｔ０４３２．２ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｓｔａｒｃｈ－Ｂａｓｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ｆｏｒ Ｗｏｏｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ／Ｗａｎｇ Ｂｉｔｕｎ，Ｇｕ Ｊｉｙｏｕ，Ｚｕｏ Ｙｉｎｇｆｅｎｇ，Ｚｈａｎｇ Ｙａｎｈｕａ（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５００４０，Ｐ． Ｒ．Ｃｈｉｎａ）／／Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．一２０１２．４０（２）．一８５—８８ Ｓｔａｒｃｈ ａｄｈｅｓｉｖｅ ｗａｓ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｗｉｔｈ ＣＯｒｎ ｓｔａｒｃｈ ｏｘｉｄｉｚｅｄ ｂｙ ｓｏｄｉｕｍ ｈｙｐｏｃｈｌｏｒｉｔｅ ｓｏｄｉｕｍ．ａｎｄ ｔｈｅｎ ｓｔａｒｃｈ—ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ａｄｈｅｓｉｖｅ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｂｌｅｎｄｉｎｇ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｉｎｎｅｒ．ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ ａｇｅｎｔ（ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐＨ，ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ（ＰＶＡ）ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ＰＶＡ ｄｏｓａｇｅ，ｓｔａｒｃｈ ｃｏｎｔｅｎｔ．ａｎｄ ｍｉｘｉｎｇ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ ｏｎ ｔｈｅ ｂｏｎｄｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｒｃｈ ａｄｈｅｓｉｖｅ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｂｏｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｓ ＰＶＡ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ １０％．ｒａｔｉｏ ｏｆ ｓｔａｒｃｈ ｔｏ ＰＶＡ ３：５．ｒａｔｉｏ ｏｆ ｓｔａｒｃｈ ｔｏ ｗａｔｅｒ ３：８． ａｎｄ ｕｓｉｎｇ ｏｘｉｄｉｚｅｄ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｓｔａｒｃｈ．ＸＰＳ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｂｏｎｄ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ ａｎｄ ｈｙｄｒｏｘｙｌ ｏｆ ｓｔａｒｃｈ ａｄｈｅｓｉｖｅ ａｎｄ ｗｏｏｄ ｉｓ ｋｅｙ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｂｏｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｓｔａｒｃｈ ａｄｈｅｓｉｖｅ ｅｘｈｉｂｉｔｓ ｂｅｔｔｅｒ ａｄｈｅｓｉｖｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．ｗｈｉｃｈ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｙｐｅⅡｐｌｙｗｏｏｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｓｔａｒｃｈ ａｄｈｅｓｉｖｅｓ：Ｉｓｏｅｙａｎａｔｅ：Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ａｄｈｅｓｉｖｅｓ
简述胶黏剂的用途
简述胶黏剂的用途
胶黏剂是一种常见的工业化学品，被广泛应用于各个领域。它的主要用途是将两个或多个物体粘合在一起，以达到固定、连接、封闭、填充等目的。以下是胶黏剂的主要用途的一些例子：
1.建筑领域：胶黏剂在建筑领域中起到了关键的作用。它们可以用来粘合瓷砖、地板、门窗等材料，也可用于封闭和填充裂缝、缝隙，起到防水、密封的作用。另外，胶黏剂还可用于固定和粘合建筑材料、家具等。
2.汽车制造业：胶黏剂在汽车制造业中也发挥着重要的作用。它们可以用于粘合和固定汽车的各种部件，如车身、玻璃、塑料件等。胶黏剂能够提供强大的粘接力，并且可以耐受汽车运行时的振动和冲击。
3.电子行业：胶黏剂在电子行业中使用广泛。它们可以用于固定和封装电子元件、组装电子设备、修复电子产品等。胶黏剂可以提供电绝缘性，能够防止电子元件和电路之间的短路，并且能够耐受高温和湿度。
4.医疗领域：胶黏剂在医疗领域中的应用非常重要。它们可以用于固定和封闭创伤，如创口胶水、拆线胶等。胶黏剂还可以用于制作生物医用材料，如人工血管等。
6.木工和家具制造业：胶黏剂在木工和家具制造业中起到了重要的粘接作用。它们可以用于粘接木材、纤维板、颗粒板等材料，以制作家具、门窗、地板等产品。胶黏剂能够提供强大的粘接力，并且可以耐受木材在使用过程中的振动和压力。
7.纺织业：胶黏剂在纺织业中也有广泛应用。它们可以用于粘合纺织物、布料、鞋子等。胶黏剂能够提供持久的粘接力，并且可以耐受纺织品在使用时的拉伸和摩擦。 总而言之，胶黏剂在各行各业中的应用非常广泛。它们不仅能够提供牢固的粘接力，而且具有良好的耐久性和适应性。胶黏剂的发展可以帮助改进产品的质量，提高生产效率，并创造更多的应用机会。
阻燃型无甲醛双组分水性聚氨酯木材胶黏剂的研究
第２８卷第３期 ２００８年６月 林 产 化 学 与 工 业
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｖ ０１．２８ Ｎｏ．３ Ｊｕｎｅ ２００８
口 阻燃型无甲醛双组分水性聚氨酯 木材胶黏剂的研究 唐勇，张翔，杨冰，王德义
（四川大学化学学院降解与阻燃高分子材料研究中心，四川成都６１００６４）
摘要： 聚乙烯醇（ＰＶＡ）通过ＫＭｎＯ 氧化为氧化聚乙烯醇（Ｏ－ＰＶＡ），然后与亚磷酸二乙酯发生
加成反应生成含磷聚乙烯醇（ｐ－ＰＶＡ），通过红外光谱和核磁共振确定了其结构。将Ｐ－ＰＶＡ作为双 、 组分水性聚氨酯主剂，多亚甲基多苯基异氰酸酯（ＰＡＰＩ）作为Ｎ４ｔ３，１，考察了所制备的胶黏剂在木材
刨花板中的阻燃性能。当施胶量为１８％时，刨花板的极限氧指数（ＬＯＩ）为２７．９。热重分析表明，
添加了以ｐ－ＰＶＡ为主剂的聚氨酯胶（ｐ－ＰＵ）后，与普通聚氨酯胶（Ｐｕ）相比，木材刨花板初始分解温度提前，延长了低温
脱水炭化阶段，同时提高了在高温下的残炭量。 关键词： 阻燃；无醛；聚氨酯胶黏剂；木材刨花板
中图分类号：ＴＱ４３ 文献标识码：Ａ 文章编号：０２５３—２４１７（２００８）０３—００３５—０４
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｆｌａｍｅ－－ｒｅｔａｒｄｉｎｇ Ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ－－ｆｒｅｅ Ｔｗｏ－－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ
Ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ—ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ Ｗｏｏｄ Ａｄｈｅｓｉｖｅ
ＴＡＮＧ Ｙｏｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｎｇ，ＹＡＮＧ Ｂｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｄｅ—ｙｉ
（Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ａｎｄ Ｆｌａｍｅ—ｒｅｔａｒｄａｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，
Ｓｉｃｈｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００６４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｈｏｓｐｈｉｔｅｄ ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ（Ｐ—ＰＶＡ）ｗａｓ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｆｒｏｍ ｄｉｅｔｈｙｌ ｐｈｏｓｐｈｉｔｅ ａｎｄ ｏｘｉｄａｔｅｄ ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ
淀粉基木材胶粘剂研究现状
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. .word.zl. 淀粉基木材胶黏剂研究现状
淀粉是绿色植物进展光合作用的产物，也是碳水化合物贮藏的主要形式。与石油化工原料相比，淀粉具有价格低廉，可再生，可生物降解，无污染等特点[1]。淀粉是由葡萄糖组成的多羟基碳水化合物，其每个葡萄糖单元上的2,3,6位上都有自由的羟基，因此在淀粉一条分子链上的羟基数量不可胜数。无数的直链淀粉和支链淀粉分子又相互缠绕交织最终形成淀粉颗粒[2-5]。虽然一个氢键的结合能力弱于其他种类化学键的结合能力。但是由于淀粉分子中含有数量极其巨大的羟基，其所形成的总结合力还是非常可观。所以，从分子构造上分析，淀粉本身具有作为胶粘剂的潜力。事实上，从古到今，人类一直在努力研究开发淀粉类胶粘剂[6]。但是传统的淀粉木材胶由于淀粉主链中含有过多的自由羟基，并且胶层未能形成有效的交联网状构造，因此胶接强度不高，而且不耐水，初粘力不强，自然枯燥时间长。
随着石油资源的日益枯竭以及人类环保意识的不断加强，目前世界胶粘剂工业正逐步朝着低本钱、无公害、无溶剂、节约能源等方向开展。以淀粉为主要原料制备的淀粉基木材胶粘剂由于具有价格低廉，无毒无异味，环保等优点，重新引起研究者的重视，致力于对传统的淀粉木材胶粘剂进展进一步改性以提高淀粉木材胶的粘接能力，使之能在木材工业中得到应用。
目前有关淀粉在木材胶粘剂中的报道较多，但是在相关的报道中淀粉用量普遍较小[7]，多作为辅助成分在木材胶粘剂中使用，而且制备工艺比拟复杂，本钱仍然较高。
大豆蛋白胶黏剂综述
大豆蛋白胶黏剂综述
胶黏剂作为一种具有优异黏合性能的高分子物质，自古以来在人民生产和生活中的应用都非常广泛。现阶段，我国木材及人造板企业使用的胶黏剂主要来源于石油基等不可再生资源，如脲醛树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂和三聚氰氨胺-甲醛树脂胶黏剂等。在生产和使用过程中，醛类胶黏剂会向外界不断释放出游离甲醛等有害气体，影响空气质量，危害人类健康。此外，这些胶黏剂的使用会大量消耗我国的石油资源，加快资源的枯竭和短缺。随着全球范围内绿色可持续发展理念的不断加强，胶黏剂的绿色化生产与应用已是必然趋势。因此，生物质胶黏剂的研究与开发逐渐受到人们的关注。
大豆蛋白胶黏剂是一种由可再生资源为主要原料制备的生物质胶黏剂，能够从根本上解决醛类胶黏剂潜在的甲醛污染问题，是目前研究最为活跃的生物质胶黏剂之一。大豆蛋白胶黏剂是以大豆蛋白为主要原料，通过加入交联剂、改性剂、助剂、防腐剂而制成的胶黏剂。因其原料来源丰富、价格低廉、可再生、黏接性好等优点，受到人造板工业的广泛关注。但是，现有报道多采用石油基交联剂制备优异耐水胶合性能的大豆蛋白胶黏剂，这不利于生物质胶黏剂的可持续发展。而且，大豆蛋白胶黏剂因含有营养丰富的大豆蛋白组分，在潮湿环境下容易受微生物侵袭，导致其防霉抗菌性能较差。霉菌会降解大豆蛋白胶黏剂中的天然组分，影响其胶接强度和使用性能，这些不足极大地限制了大豆蛋白胶黏剂的工业化生产与应用；此外，大豆蛋白胶黏剂胶接人造板及其木质品在使用过程中还存在易老化的问题，虽然没有详细的数据资料确切证实大豆蛋白胶黏剂存在降解老化问题，但目前对于大豆蛋白胶人造板耐久性的质疑逐渐受到关注，关于传统醛类胶黏剂及其制品和复合材料的耐久性的研究报道很多，而有关大豆蛋白胶黏剂耐久性的文献资料鲜有报道。因此，大豆蛋白胶黏剂的防霉抑菌性能及其人造板产品的耐久性能亟待进一步的探索和研究。
一、大豆蛋白胶黏剂研究进展
生物质胶黏剂是近年来受到广泛关注的绿色胶黏剂，其中，大豆蛋白胶黏剂因其原料丰富、可再生、价格低廉，较低湿度下不易脱胶，在开发与应用上最为活跃。在 20 世纪 40～60 年代，大豆蛋白胶黏剂被广泛用于木质复合材料制造，随后石油基胶黏剂凭借价格低廉、黏接性能好、耐水性强等优点，在市场上取代了大豆蛋白胶黏剂。尽管石油基胶黏剂性能更好，但其主要缺点是原材料来源于不可再生以及有限的石化资源；另一方面，合成胶黏剂生物降解不完全，导致废物积累，造成环境污染。大豆蛋白胶黏剂可生物降解，且环境污染小、挥发性有机化合物水平很低，与石油基胶黏剂相比可进一步减小对环境的影响。有关研究表明，生物质胶黏剂（如蛋白、木素复合胶黏剂）比石油基胶黏剂（如 UF 树脂）对环境的影响低于 22%。因此，20 世纪 90 年代以来，大豆蛋白胶黏剂又重新成为木材胶黏剂领域的研究热点，重点在于提高其耐水、防霉性能以及胶合强度，力求替代石油聚合物以减少石化产品的使用。
淀粉基木材胶黏剂的研究概况综述
淀粉基木材胶黏剂的研究概况综述
摘要：传统的淀粉胶黏剂不能用于木材的黏结，对淀粉的改性成为一直以来研究的方向。该文对淀粉基木材胶黏剂的研究状况做了回顾，在此基础上提出今后发展的思路。
关键词：淀粉 变性淀粉 淀粉基木材胶黏剂
我国的人造板加工业需要消耗大量的胶黏剂,主要包括“三醛”胶、白乳胶和异氰酸酯胶等合成高分子胶粘剂以及少量淀粉类、蛋白质类和单宁类等天然高分子胶粘剂。但随着木材加工业的不断发展和人们环保意识的增强，推动了对现有的木材胶黏剂产品进行更新换代的步伐：以廉价易得的可再生天然高分子资源淀粉为主要原料，采用绿色新工艺、开发低甲醛乃至无甲醛木材胶黏剂是主潮流之一。[1]在木材工业应用领域,传统淀粉胶由于其耐水性、耐腐性、胶接强度等不足始终无法与合成高分子胶抗争。采用新型改性手段克服淀粉自身缺陷,从深度和广度开发淀粉基木材胶黏剂己成为国内外学者普遍关注的课题。
1 淀粉基木材胶黏剂的研究现状
对淀粉上的亲水性基团羟基进行氧化、酯化、醚化、接枝、交联等改性反应，降低羟基数量,或导入活性基团(醛基、羧基、酰胺基等)，这些基团能在固化过程中发生交联缩合反应，生成牢固的亚甲基键、氨酯键和脲键等耐水化学键，形成紧密的网状骨架，防止水分子切入对氢键造成破坏，以提高耐水性能，同时，大量极性基团的存在也增加了粘结强度及胶本身的剪切强度。
1.1 接枝改性淀粉
通过对淀粉进行接枝共聚，增加了疏水链，共聚物既保留了淀粉自身的特性，又具有合成高分子的特性，从而使淀粉胶黏剂性能提升。
烯类单体接枝共聚物：以亲水的半刚性链的淀粉大分子为骨架与带有极性基团的烯类不饱和单体接枝共聚（广泛应用的有丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、丙烯酸、乙酸乙烯酯、苯乙烯等），在引发剂的作用下，淀粉中的葡萄糖苷单元C2和C3上羟基键断裂形成自由基，从而引发与烯类单体的接枝共聚反应/可引入多个单体的不同官能团及调节亲水-亲油链段结构比例而得到目标产物。
淀粉基木材胶黏剂概述
淀粉基木材胶黏剂概述
一、淀粉
以天然形式存在的淀粉颗粒，属于多糖类物质，其主要组成包括支链淀粉（AP）和直链淀粉（AM），其中支链淀粉是大多数淀粉的主要组分，直链淀粉为次要组分，此外淀粉中还包括少量影响淀粉性质的蛋白质、脂肪酸、矿物质等。
直链淀粉是由α-1,4-糖苷键连接而成的线性分子，其分子结构如图1-1，在直链淀粉的分支点上存在以α-1,6-糖苷键连接的轻微分支结构，分支点间隔较远，直链淀粉呈双螺旋线型结构，螺旋结构的内部只含有氢原子，外部则主要由羟基构成，羟基亲水，故其具有水溶性。
支链淀粉是具有高度分支的高分子多糖，主要由α-D-葡萄糖通过1,4糖苷键连接成的短链组成，这些短链在还原端又通过α-1,6糖苷键连接在一起，其分子结构图如图1-2。支链淀粉的高度分支可以形成大分子交联网状结构，其支链空间的位阻较大，故其表现为良好的黏结效果，且不利于水分子的进入。
不同来源的淀粉所含的直链与支链比例不同，通常，对于直链淀粉来说，谷类来源淀粉高于根类来源淀粉，谷类中大概含有20%~25%的直链淀粉，而根类中仅含17%~20%，此外，还有一些突变植株，即蜡质玉米淀粉和高直链玉米淀粉，其中蜡质玉米淀粉中的直链淀粉含量或低于1%，而高直链淀粉中则含有高达50%~70%的直链淀粉。淀粉自身性质取决于淀粉的相对分子质量以及淀粉分子结构中所含的直链淀粉与支链淀粉的比例，有研究表明，淀粉中含有的支链淀粉越多，其内部结构较为疏松，排布较为杂乱，则其分子间作用力较弱，相对分子质量较大的淀粉也有此种表现，故破坏其氢键所需要的能量较低，从而糊化温度较低。 二、淀粉胶黏剂
淀粉胶黏剂是以淀粉为原料制备而成的天然胶黏剂，淀粉是一种高分子聚合物，其支链淀粉可生成糊，直链淀粉起促进凝胶的作用。现阶段在木材胶黏剂行业，以淀粉为原料制备的绿色环保高性能胶黏剂是研究的重点和未来发展的趋势，但作为木材胶黏剂，淀粉分子中含有大量的羟基基团，这直接导致了淀粉胶黏剂耐水性极差，成为淀粉胶黏剂在木材行业发展的最大阻碍。淀粉胶黏剂除了耐水性差这个致命的缺点外，还有稳定性差和胶合强度不理想等缺点，淀粉乳液不稳定，在储存过程中发生凝沉现象，淀粉分子间氢键会发生重组，这导致了胶黏剂储存期较短且易失效。造成淀粉胶黏剂以上缺点的重要原因除上面所说的淀粉分子上含有大量羟基基团外，淀粉胶黏剂分子结构弱，在胶合固化后不能形成有效的网状交联结构也是一个很重要的原因。
湿木材拼接胶固化机理及配方设计原理
湿木材拼接胶固化机理及配方设计原理
湿木材拼接胶属于单组分聚氨酯胶黏剂也叫湿固化单组分聚氨酯胶粘剂，常见的湿固化聚氨酯胶黏剂是以端异氰酸酯基（NCO）预聚体为主要成分的一种液态胶黏剂，是在常温下通过空气中的水分进行扩链反应而进行固化的胶黏剂。
固化机理
湿固化聚氨酯胶黏剂主要成分中除了有中低分子量的聚氨酯预聚体，还含有活泼的NCO基团，当暴露于空气中时能与空气中的微量水分子发生反应；粘接时，它能于基材表面吸附的水分以及表面存在的羟基、氨基等活性氢基团发生化学反应。在湿固化聚氨酯胶黏剂的固化过程中，主要发生了有水参与的扩链反应，水起到了扩链剂的作用，使得端异氰酸酯基NCO预聚体分子量长大，形成固态的高分子量聚氨酯-脲。同时产生二氧化碳气体，如果固化过程缓慢，反应生成的二氧化碳气体从胶层逸出；如果胶黏剂中NCO含量较高，并且固化较快，则因为产生的二氧化碳来不及扩散而残留在固化的胶黏剂中，形成发泡的胶层。
湿材胶的配方及制备
湿固化胶黏剂所用的低聚物多元醇原料以聚醚二醇和聚醚三醇居多，特殊的胶黏剂也使用聚酯二醇；二异氰酸酯原料以TDI为主，也可使用MDI。
聚醚多元醇与TDI合成预聚体是放热反应，特别是在投料初期，放热明显，合成时需控制反应温度。一般来说，聚氨酯反应温度在85-90℃是安全的，不会发生副反应，温度如长时间超过110℃则会生成少量脲基甲酸酯交联键，使得NCO含量下降、颜色变深、黏度增加甚至凝胶。
应用领域
湿固化胶黏剂用途广泛，主要有以下领域：
粘接聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫板；
粘接皮革、橡胶、玻璃、钢铁、塑胶跑道等；
粘接木材：特别是高含水率的木材、杂木拼接、刨切木皮、旋切木皮、科技木胚木的拼接和指接、原木的开裂及缺陷修补、红木家具组装拼接、寿材加工、木制品加工等。
注意事项
湿固化单组分胶黏剂的优点是使用前无需调配，可直接使用，但因为湿固化胶黏剂对水敏感，所以储存的容器、胶黏剂包装桶必须干净干燥，不能存在铁锈等污染物，并且在阴凉环境下保存和运输。开桶后的胶黏剂，以尽快用掉或及时封好桶盖，对于稍大的包装桶可充装干燥氮气暂时性密封保存。