胶合板用低释放醛胶粘剂的研究

化学建材２００６年第２２卷第５期　胶合板用低释放醛胶粘剂的研究　顾逸平，李晓平，许戌令　（上海市建筑科学研究院，上海２０００３２）　摘要：以尿素和甲醛为原料合成脲醛树脂胶粘剂，通过加入第三组分和甲醛捕捉剂，提高粘结性和降低游离甲醛　含量；选择合理的工艺条件，得出胶粘剂的最佳配方。经测试，产品的游离甲醛含量、黏度和储存稳定性，符合　胶合板用胶粘剂的要求。　关键词：脲醛树脂；胶合板；游离甲醛　中图分类号：ＴＵ５８　１．２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—１６７２（２００６）０３—００２５—０２　脲醛树脂的粘结性能好、生产工艺成熟稳定、　价格低廉，大量用作生产胶合板的胶粘剂。但是在　生产和使用过程中会释放大量的甲醛，造成生产和　生活环境的污染，引发多种疾病，危害人们的健康。　控制甲醛的释放，使脲醛树脂继续用于胶合板生产　⑦用氢氧化钠调节溶液ｐＨ＝７．８～８．６，冷却；　⑧当温度降至５５℃以下，加入捕捉剂Ａ，搅拌　均匀，反应结束，冷却出料。　２结果与讨论　２．１树脂合成中尿素和甲醛的比例　中，使人造板的技术指标符合国家标准，甲醛释放　量低于国家标准规定的限量要求。作者通过改变脲、　醛的用量比，增加第三组分进行共聚或共混，选择　合适的醛类捕捉剂，改变树脂合成工艺等方法，使　得这种胶粘剂既保持了脲醛树脂的技术性能和价格　低廉的优点，其甲醛释放量亦低于国家标准规定的　限量要求　１实验部分　１．１原材料　在合成尿醛树脂时，尿素和甲醛的摩尔比对缩　聚反应速度、树脂结构和胶粘剂的性能有直接的影　响。不同摩尔比的合成实验，尿醛树脂性能见表ｌ。　表１不同摩尔比对树脂性能的影响　尿醛（工业级），甲醛（工业级），聚乙烯醇（－ｒ业　级），氢氧化钠（化学纯），改性剂Ｍ（自选），捕捉剂Ａ　（白配制）。　１．２合成工艺　随着摩尔比的降低胶粘剂中游离甲醛含量会有　所降低，但对其他性能指标的影响也很明显。选择　较为合理的摩尔比以求综合平衡胶粘剂的各项性能　指标。　２．２第三组分应用研究　①将甲醛加入四颈烧瓶中，开动搅拌器，用氢　氧化钠调节溶液ｐＨ＝８．２～８．６，升温；　②当温度升至３０￣Ｃ左右时，加入第一批尿素、　ＭＦ和聚乙烯醇，均匀升温到９０＂Ｃ，保温３０　ｍｉｎ；　③迅速降温至８５℃，保温１０　ｍｉｎ。调节反应　物ｐＨ－－４．４￣４．６，保温３０　ｍｉｎ；　④加入第二批尿素和改性剂Ｍ，迅速降温至７５　℃：　第三组分的引入对合成树脂性能和游离甲醛含　量以及反应条件控制均有很大影响。降低尿醛摩尔　比后，合成树脂中游离甲醛含量降低，但对其它性　能指标的影响也比较明显。在树脂合成中引入第三　组分可以进一步降低游离甲醛含量，提高胶合板的　⑤保温３０　ｍｉｎ，用氢氧化钠调节溶液ｐＨ＝７．Ｏ～　粘结强度。改性剂Ｍ可起到一定的效果，但价格较　高，需确定一个最佳用量。第三组分加量试验情况　见　表２　７．６　⑥加入第三批尿素，保温１０ｒａｉｎ；　维普资讯 http://www.cqvip.com

２６　胶合板用低释放醛胶粘刑的研究顾逸平　表２不同改性剂Ｍ加量对树脂性能的影响　树脂的性能。分批加入的目的是有利于减缓反应速　度，使反应更完全，降低游离甲醛含量和提高树脂　储存稳定性。从表４所列的实验结果可以看出，第　一、二阶段尿醛摩尔比变化对树脂储存稳定性没有　很大影响，但游离甲醛含量变化较大。　２．５其他助剂的选择　聚乙烯醇能增加初黏性，提高预压效果。从表　从表２中看到，在树脂合成过程中加入改性剂　Ｍ可有效降低产品的游离甲醛含量。随着改性剂Ｍ　５中看出，加入聚乙烯醇使产品黏度明显提高，尤其　是聚乙烯醇用量从０．４％增至Ｏ．５％时，黏度变化相　用量增加，树脂的游离甲醛相应减少，选择改性剂　Ｍ用量为１５～３０　ｇ，为较佳范围。　２－３反应介质ｐＨ值的控制　反应介质ｐＨ值与反应过程、生成物结构和产　品性能有密切关系。在酸性条件下缩聚反应主要生　成亚甲基键和少量醚键连接的低分子混合物，酸性　愈强反应速度愈快，易生成不含羟甲基的聚亚甲基　脲不溶性沉淀物，降低了树脂溶解度，而且控制不　当易产生凝胶，因此反应介质ｐＨ的控制相当重要。　表３不同反应介质ｐＨ值对反应时间的影响　注：①黏度上升快，反应较难控制；②反应速度适中，容　易控制；③反应速度适中，容易控制；④周期长，不能满　足生产要求　由表３可知，在酸性合成阶段，当ｐＨ值高于　４．６时，反应缓慢，增黏时间长；ｐＨ值低于４．４时反　应迅速，不容易控制。通常反应时间为４０—７Ｏ分钟　比较理想。因此，树脂合成中缩聚反应的ｐＨ值控制　在４．４—４．６之间是切实可行的。　２．４树脂合成中加料方法研究　表４不同阶段摩尔比控制对树脂性能的影响　除了要求尿素和甲醛摩尔比的总量控制外，反　应各阶段的尿素和甲醛摩尔比的控制同样影响尿醛　当大，有利于提高胶合板的预压性能　表５不同聚乙烯醇加量对树脂性能的影响　聚乙烯醇用量／％　０．４　０．５　０．６　捕捉剂是降低游离甲醛的途径之一，在合成反　应时也进行了用量的选择试验。　表６不同捕捉剂用量对树脂性能的影响　从表６可知，随着捕捉剂Ａ用量增加，游离甲　醛含量明显减少　选择合适的加量，使之与其它组　分协同消除树脂中未反应的甲醛。　２．６合成尿醛树脂配方　甲醛（３７％）：４５０—５５０（重量份，下同）：尿　素：２６０－３００；聚乙烯醇：２—６；ＭＦ：ｌ～５；改性剂　Ｍ：１５～３０；捕捉剂Ａ：３－９。　２．７技术性能指标（见表７）　表７脲醛树脂技术指标　项目　技术指标　外观　白色无杂质均匀液体　固体含量／％　５２士２　游离甲醛含量／％　≤０．２　ｐＨ值　７．８～８．５　黏度（２１￣：Ｌ－－０１℃）／ｍＰａ・Ｓ　≤２００　储存稳定性／ｄ　＞ｌ５　（下转第３８页）　维普资讯 http://www.cqvip.com

３８　花岗岩涂料饰面的外墙外保温体系林宣益　ＪＧ／Ｔ　２４—２Ｏ０ｏ《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料　抗拉强度约只有０．１ｘ３０％＝０．０３　ＭＰａ。即使在这种情　对粘结强度要求如表２　我国不同标准对粘结强度　况下，体系安全系数也是足够的。　有不同规定，便于比较，也列于表２。　一比较，就使我们产生疑问，标准中所规定的　在外墙外保温体系中，最薄弱环节是胶粘剂和　粘结强度有没有必要？规定多少较合适？　聚苯板的粘结面上，因为粘贴面积只有３０％，因此　表２我国不同标准对粘结强度的规定　ＪＧ／Ｔ　２４—２０００（《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》　反应固化型合成树脂乳液系　ＧＢ厂１ｒ　９７７９－２００５　《复层建筑涂料　合成树脂乳液系和硅酸盐系　聚合物水泥系　≥０．５　ＪＧ　１４９—２００３《膨胀聚苯板　胶粘剂　≥０．１　０，破坏界面在聚苯板上　耐水≥０．１　０，破坏界面在聚苯板上　薄抹灰外墙外保温系统　抹面胶浆　≥０．１　０，破坏界面在聚苯板上耐水耐冻融≥０．１　０，破坏界面在聚苯板上　５花岗岩涂料饰面的外墙外保温体系　体系不开裂的基础。　花岗岩涂料饰面的外墙外保温体系的粘结层、　这种花岗岩涂料的施工和厚质饰纹涂料基本相　保温层和防护层的做法与其他薄抹灰外墙外保温体　同。它既可抹涂，也可喷涂。抹涂使涂料浪费减少，　系相同，区别只在饰面层，采用花岗岩涂料。　使表面平整，积灰少，装饰效果好，保持清洁性好。　外保温体系常见的主要问题是表面的开裂、空　花岗岩涂料饰面的外墙外保温体系，既保温隔　鼓和渗水等。开裂和渗水的外墙外保温比不做外墙　热节能，又酷似瓷砖和石材饰面，高雅而和谐，装　外保温影响还坏，因为既不保温，还会造成严重破　饰效果好，拒水透气，安全可靠，是外墙外保温瓷　坏，如渗水导致长霉和结冰，而且维修困难，费用　砖饰面和石材饰面的理想替代品，具有良好的市场　高。在整个体系中，防护层对此影响最大。它赋予　前景　体系一定的强度和防开裂性，使体系能承受一定的　外力冲撞，抵御大自然的冷热、冻融、曝晒、雨淋　参考文献：　等环境作用。因此，抹面胶浆是否具有较高的开裂　［１】ＡＳＴＭＤ５２２－９３ａ（２００１），ＳｔａｎｄａｒｄＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄｓｆｏｒＭａｎｄｒｅｌＢｅｎｄＴｅｓｔｏｆ　应变，玻璃纤维网格布是否具有适当的抗拉强度、　Ａｔｔａｃｈｅｄ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ［ｓ】　较低的延伸率、较高的节点抗滑移能力和耐碱性等，　收稿日期：２００６・０３・Ｉ３　是防护层及整个外保温体系性能优良的关键　也就　作者简介：林宜益，上海申得欧有限公司总工程师，教授缓高工。主要　是说，做好防护层是花岗岩涂料饰面的外墙外保温　从事建筑涂料和外墙外保温工作单位地址（２０１２０１）上海浦东台庆工　业区，联系电话：０２１．５８９７２２９５．８７７　●…●…●…●…●…●…●…●…－…●…●…●…＿一　（上接第２６页）　３结论　中胶粘剂的交联度，胶粘剂自身强度增加，克服了　（１）选择低尿醛比，加入第三组分共聚，利用聚　低尿醛比时容易引起的粘结强度低的缺点，提高胶　乙烯醇和甲醛捕捉剂吸收甲醛，采用几项技术组合，　‘合板胶结强度。　可有效降低脲醛树脂中游离甲醛的含量，提高胶粘　剂的储存稳定性。　收稿日期：２００６－０３－３０　（２）利用第三组分和聚乙烯醇所带的羟基基团　作者简介顾逸平，女，高级工程师，单位地址：（２０００３２）上海市宛平　南路７５号，联系电话：０２１．６４６８１５２３　有利于胶粘剂形成三维立体结构，提高在制板过程