| 摘自：《全国中纤板生产技术发展研讨会》 作者：朱丽滨 顾继友 UF树脂胶粘剂中游离甲醛含量高，以及在生产和使用过程中胶接制品散发出来的游离甲醛对环境造成的污染，成为严重的社会问题。我国于2002年1月公布了“室内装饰装修材料、人造板及其制品中甲醛释放量”强制性标准GB18580-2001,并已于2002年7月1日起执行。因此，在不降低产品综合性能的前提下生产和使用低毒UF树脂胶势在必行。 本研究针对当前人造板企业的生产实际和市场需要，选择一种价廉的无机物为改性剂。 1 脲醛树脂的合成 为了降低产品的毒性，使用最多的方法是降低树脂合成过程中F/U的摩尔比。但随着F/U的摩尔比的降低，会引起其它负面效应，影响树脂的综合性能：树脂的水溶性下降、贮存期缩短、固化时间延长，产品的物理力学性能、耐老化能力、耐水性能均有所降低。因此，单方面降低F/U的摩尔比不是{wy}可行的方法，需要从其它方面对UF树脂进行改性来提高其综合性能。 为了获得稳定的低摩尔比脲醛树脂，对尿素的加入次数和方法、每次加入尿素时尿素与甲醛的比例、介质环境和温度都有较高的要求。根据化学平衡移动原理，低摩尔比脲醛树脂的合成工艺中，尿素分次加入，有利于反应进行得更彻底、更充分，既可以获得高性能的脲醛树脂，同时又降低了胶液中的游离甲醛含量。分次加入尿素时，{dy}次加入尿素时的摩尔比是获得稳定性高的脲醛树脂胶粘剂的核心和关键。 本研究合成的低毒改性脲醛树脂胶粘剂，甲醛与尿素的摩尔比为1.10/1，采用碱－酸－碱工艺。尿素分三次加入。 将甲醛溶液加入反应釜，调整其pH值为8.0∽9.0，加入U1,升温，在一定温度下反应一段时间后，将pH值调整为酸性，缩聚到要求的粘度后，加入U2,反应一段时间后加入U3，{zh1}降温，将pH值调整为8.0∽9.0，出料。在树脂合成过程中的某个时间段加入三聚氰胺，三聚氰胺加入量占尿素量的4％。 选择一种价廉的无机物M为改性剂。改性剂M的加入量（以固体计）以占总投料量的百分数计。本研究重点考察改性剂M添加时机及添加量对胶粘剂性能的影响。胶粘剂性能通过压板并检验板的物理力学性能及甲醛释放量进行评定。 2 结果与讨论 2.1 改性剂M不同添加时机对中密度纤维板的物理力学性能的影响 试验在相同热压工艺条件下，用所合成的3种胶压制厚12mm的MDF板。板的密度设定为0.70∽0.75g/cm3。改性剂添加时机对板材性能的影响见图1。 
图1 改性剂添加时机对中密度纤维板IB、TS性能的影响 由试验结果可以看出，2号胶所压制板的各项物理力学性能比较好。即在树脂合成过程中期加入改性剂M较好。 2.2 改性剂M不同添加量对中密度纤维板物理力学性能的影响（见表1） 表1 中密度纤维板各项性能 添加量 密度 MC IB MOR MOE 24Hts (g/cm3) (%) (MPa) (MPa) (MPa) (%) 2% 0.73 2.83 0.42 31.55 3325 20.20 3% 0.73 4.00 0.44 31.42 3369 18.44 4% 0.74 4.47 0.41 29.58 3370 19.39
根据改性剂的不同添加量，我们合成了3种胶粘剂。在相同热压工艺条件下压制厚度为12mm的中纤板。改性剂添加量对板材性能的影响见图2。 
图2 改性剂添加量对中密度纤维板各项性能的影响 从试验结果可以看出，改性剂添加量为3％时，胶粘剂固化得最xx，板得内结合强度较高，吸水厚度膨胀率较低。 2.3 改性脲醛树脂的性能指标 按试验所得的改性剂{zj0}添加量（3％）和{zj0}时机（中期）制备改性低毒胶。其性能指标如下： 2.4 改性低毒脲醛胶的贮存稳定性 低毒脲醛树脂胶为憎液胶体（或溶胶），具有胶体的一些基本性质，是热力学不稳定体系，其稳定性取决于粒子之间吸引和排斥作用的大小。电解质对溶胶的稳定性有很大影响。在脲醛树脂胶中，存在着质子化的甲醛吸附层，改性剂的加入减少了胶体粒子发生聚集的有效碰撞机会，提高了树脂在常温下的稳定性。改性低毒脲醛胶的贮存稳定性见图3。  图3 改性脲醛树脂的贮存稳定性 注：图中坐标的粘度是指涂－4杯粘度（30℃） 2.5 重复试验 采用低毒改性脲醛树脂胶，我们进行了压制中密度纤维板重复试验。板的厚度为12mm，板的密度设定为0.7∽0.75g/cm3。对板材性能进行测试，试验结果见表2。 表2 改性低毒胶中密度纤维板各项性能 序号 密度 MC IB MOR MOE 24Hts (g/cm3) (%) (MPa) (MPa) (MPa) (%) 1 0.75 3.53 0.60 41.55 2836 16.52 2 0.74 4.64 0.65 39.42 2798 14.50 3 0.74 3.94 0.67 40.36 2969 16.86
从试验结果来看，只有24h吸水厚度膨胀率稍微高一点。吸水厚度膨胀率的影响因素是非常复杂的，原料、热压工艺及产品的含水率等对其都有影响。由于所用原料为混杂木，阔叶材较多，而且产品的终含水率较低，这些都影响了吸水厚度膨胀率。此外，热压过程中芯层固化的不够xx而发生回弹，也使吸水厚度膨胀率受到影响。 2.6 中密度纤维板游离甲醛释放量测定 对用低毒改性脲醛树脂胶压制的中密度纤维板，采用穿孔法测定其甲醛释放量。板的游离甲醛释放量为4.19mg/100g，达到了欧洲E1级标准。 3 经济分析 成本分析中原料价格按以下计算。 甲醛：900元／t；尿素：1300元／t；三聚氰胺：13000元／t。 因为改性剂M价格低廉，且在树脂合成过程中改性剂配制成溶液加入，溶液量占总投料量的11％，因此，与未改性的低毒脲醛胶相比，改性低毒脲醛胶其它化工原料的消耗要低。 生产1t未改性的低毒脲醛树脂胶的原料成本为1180元／t，生产1t改性低毒脲醛树脂胶的原料成本为1080元／t，原料成本降低8.47％。 由于胶粘剂在人造板生产的成本构成中约占25％∽50％，仅次于木质原料，为第二大成本支出，通过降低胶粘剂的原料成本，可以使产品的生产成本有所降低，经济价值十分可观，具有一定的应用和推广价值。 4 结论 （1） 在脲醛树脂中加入改性剂，使树脂在贮存过程中稳定性增强，贮存过程中粘度、pH值变化幅度小。 （2） 通过加入改性剂，使脲醛树脂胶的原料成本降低8％，有一定的应用推广价值。但关于该种改性剂的作用机理有待于进一步研究和探讨。 （3） 用低毒改性脲醛树脂胶粘剂压制厚度为12mm，密度为0.70∽0.75g/cm3的中密度纤维板，板的游离甲醛释放量为4.19mg/100g，达到了欧洲E1级标准。 博主(QQ：1409021558)评论： 我处非常支持这篇技术论文。因为脲醛胶改性方法，包括有机改性和无机改性两种，它们各有优缺点，而本篇同时采用了两种，尤其廉价的无机改性剂予以采用，非常值得提倡！ 如果您在人造板厂工作，想进一步地了解脲醛胶改性剂，尤其廉价的无机改性剂，可以查阅本博其它论文和评论，只需点击上面的标签：日志，尤其核心论文和评论，即点击链接 进入，一定会对您的工作有很大的帮助！ 如果您对这篇日志很感兴趣，可以重点参阅以下主要日志，只需点击即可进入： | 