环保型脲醛树脂胶及其在胶合板中的应用研究
【摘要】：
自国家新出台人造板及其制品甲醛释放限量标准和强制执行以来，人造板产品始终存在甲醛释放和力学性能达标，和生产过程成本高，工艺操作差等诸多技术问题。胶粘剂的研制和应用成为制约这一产业发展的主要因素。低醛环保型脲醛树脂胶及其在胶合板中的应用技术开发，成为目前人们关注焦点。
本研究从技术开发角度，分别从目前环保胶应用过程中存在的技术问题，开展研究，特别是该研究过程中，几个具有创新性应用技术的提出，如粘度稳定剂，纳米CaCO_3的应用，甲醛原料中甲醇的影响问题，低醛胶合成及螯合技术，气膜法低醛胶合成与应用，再生性资源复合淀粉胶的研制等，使得这一技术在胶合板应用方面处于国内领先水平，并取得了中国环境标志认证，技术通过省级鉴定，具有很好的社会和经济效果。
研究结果归纳如下：
1．对脲醛树脂须解决的贮存稳定性问题，采用六种外加剂(分别是硬脂酸，十二烷基磺酸钠，OP—10，吐温—80，硅油，ZJH—68)筛选出了十二烷基磺酸钠，ZJH—68，认为是脲醛胶较好的粘度稳定剂，而ZJH—68是较为理想的一种，干湿胶合强度都可达到GB标准。
2．对纳米碳酸钙(CaCO_3)对UF树脂固化时间、游离甲醛含量及胶合强度的影响进行研究，结果表明：纳米CaCO_3延长了树脂固化时间，游离甲醛含量随加入量的增加而减少，纳米CaCO_3对胶合板的胶
浙江工业大学2004硕士学位论文
合强度贡献不大。
3.研究了原料甲醛中甲醇对低醛化(低摩尔比)脉醛树脂性能的
影响。结果表明:甲醇含量提高，甲醛原料贮存期增长，树脂贮存稳
定性提高，游离甲醛升高，板材甲醛释放量上升，树脂用NH;C1作固
化剂适用期(活性期)和固化时间缩短，而用草酸和10%HCI作固化剂
适用期(活性期)、固化时间延长。对胶合强度的进一步测试表明:
甲醇含量提高，胶合板湿强度和木破率明显下降，当摩尔比(U:F)
为1:1.1，甲醛原料中甲醇含量6.0%时，杨木芯板胶合强度就达
不到GB/T 9846一1958标准0.7 MPa要求，柳按芯板胶合强度也显著
下降，而干状胶合强度几乎无影响。用400 HZ’H NMR核磁共振谱证
实:甲醇含量高，树脂中水合甲醛含量高，一OCH3基也多，扫描电子
显微镜(SEM)图显示，甲醇含量低树脂固化成树状物，甲醇含量高树
脂固化成松散状。
4.本研究，在低摩尔比条件下，分析讨论了脉醛胶的各项力学
性能，甲醛释放机理，通过研究表明:选择适合的摩尔比(F/U蒸1.3)、
改进合成工艺、添加偶联鳌合剂(1 .Oryo)等，可生产出综合性能较好
的低毒脉醛胶，胶合板甲醛释发量达到E，级(蕊1.smg/L)，力学性能
符合GB/T9846一1988及GB/T15104一1994标准要求。
5.采用中间加入起泡剂鼓泡，进行气液传质交换的方法，合成
环保型脉醛胶，游离甲醛降到0.Oscyo以下，胶合板胶合强度达0.7Mpa
以上，并且对板材生产工艺可操作性强，其制品甲醛散发量都达到
1.smg/L(干燥器法)以下，符合GB18580一ZOOIE，标准要求。红外(IR)
光谱进一步证实，气膜法可提高脉醛树脂、尿素中一NHZ的加成反应
率，和树脂固化的交联度，降低游离甲醛。
6.以玉米淀粉为主体，采用KMno;氧化，硼砂、TMP复合改性以
及脉醛树脂增强剂等方法，制成耐水性、稳定性、胶合强度较好的复
合淀粉胶，用该胶压制的胶合板质量可达到GB/T17657一1999标准要
求，其湿强度P0.75MPa。
毕
【关键词】：低醛脲醛树脂 环保型 胶合板 甲醛释放 粘度稳定 气液交换
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TS653
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2004.062468
【目录】：
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TS653
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2004.062468
【目录】：
- 第一章 概述14-32
- 1.1 人造板工业发展状况14-16
- 1.2 木材胶接16-17
- 1.3 脲醛树脂胶粘剂化学17-22
- 1.3.1 脲醛树脂的合成理论研究18-19
- 1.3.2 脲醛树脂的形成机理19-21
- 1.3.3 UF树脂的固化理论21-22
- 1.3.4 UF树脂结构研究22
- 1.4 脲醛树脂的改性研究22-30
- 1.4.1 降低UF树脂毒性23-27
- 1.4.2 提高UF树脂的耐水性27-28
- 1.4.3 树脂稳定性研究28-29
- 1.4.4 耐老化性能研究29
- 1.4.5 其他方面改性29-30
- 1.5 胶粘剂在木材加工中的作用与意义30-32
- 第二章 低醛化脲醛树脂的合成及工艺32-35
- 2.1 原料32
- 2.2 仪器与设备32-33
- 2.2.1 实验室合成胶粘剂的仪器及装置32
- 2.2.2 工业间歇法生产脲醛树脂的设备及工艺流程图32-33
- 2.2.3 胶粘剂检测仪器设备33
- 2.3 气膜法脲醛树脂的合成一般工艺33-34
- 2.4 脲醛树脂胶粘剂性能测试34-35
- 第三章 粘度稳定剂对脲醛树脂性能影响的研究35-39
- 3.1 概述35
- 3.2 试验材料与方法35-36
- 3.2.1 未脱水UF胶的制备35-36
- 3.2.2 粘度稳定剂及添加方法36
- 3.2.3 试验仪器36
- 3.3 试验结果及性能测定36-37
- 3.3.1 UF胶粘度稳定的变化结果36-37
- 3.3.2 不同稳定剂对UF胶胶合强度的影响37
- 3.3.3 对UF胶其它质量指标的测定37
- 3.4 结果讨论与分析37-39
- 3.4.1 对UF胶贮存稳定性的讨论37-38
- 3.4.2 胶合强度讨论38-39
- 第四章 纳米碳酸钙对脲醛树脂性能影响的研究39-44
- 4.1 实验部分39-40
- 4.1.1 主要原料39
- 4.1.2 UF树脂的合成工艺39
- 4.1.3 脲醛树脂的性能指标(F:U=1.3:1)39
- 4.1.4 胶合板的性能指标39-40
- 4.1.5 纳米碳酸钙(CACO_3)技术指标40
- 4.2 结果与讨论40-43
- 4.2.1 纳米碳酸钙对树脂游离甲醛的影响40-41
- 4.2.2 纳米碳酸钙对树脂固化时间的影响41-42
- 4.2.3 纳米碳酸钙用量对胶合板胶合强度的影响42-43
- 4.3 结论43-44
- 第五章 甲醇含量对低摩尔比脲醛树脂胶性能影响的研究44-53
- 5.1 研究内容44
- 5.2 实验过程44-45
- 5.2.1 实验材料44
- 5.2.2 低醛化脲醛树脂合成44-45
- 5.2.3 实验方法45
- 5.3 结果与讨论45-51
- 5.3.1 甲醇对甲醛原料贮存的影响45-46
- 5.3.2 甲醇对低醛化脲醛树脂贮存稳定性影响46-47
- 5.3.3 甲醇对低醛化脲醛树脂中游离甲醛及胶合板甲醛散发的影响47-48
- 5.3.4 甲醇对低醛化脲醛树脂适用期(活性期)、固化时间影响48-49
- 5.3.5 甲醇对低醛化脲醛树脂胶合性能影响49
- 5.3.6 1H NMR光谱图和SEM电镜图像49-51
- 5.4 结论51-53
- 第六章 低醛化脲醛树脂的合成与性能研究53-59
- 6.1 研究内容53
- 6.2 合成原理及板材甲醛释放机理53-54
- 6.3 实验研究54-55
- 6.3.1 实验材料54
- 6.3.2 脲醛胶合成工艺54
- 6.3.3 合成脲醛树脂胶的性能指标54-55
- 6.3.4 实验方法55
- 6.4 结果与影响因素分析55-58
- 6.4.1 摩尔比对UF胶性能影响55
- 6.4.2 PVA对UF胶性能的影响55-56
- 6.4.3 三聚氰胺对UF胶性能的影响56-57
- 6.4.4 偶联鳌合剂加入量对脲醛胶性能影响57
- 6.4.5 影响胶合板预压性能因素探讨57-58
- 6.5 结论58-59
- 第七章 气膜法低醛化脲醛树脂合成及在胶合板中的应用59-68
- 7.1 研究内容59
- 7.2 气膜法降低UF树脂游离甲醛的理论依据59-60
- 7.3 实验部分60-61
- 7.3.1 试验材料60-61
- 7.3.2 气膜法合成工艺61
- 7.3.3 合成脲醛树脂胶的性能指标61
- 7.3.4 试验方法61
- 7.4 结果与分析61-67
- 7.4.1 起泡剂对UF胶游离甲醛的影响61-62
- 7.4.2 起泡剂对UF树脂胶贮存期的影响62-63
- 7.4.3 不同起泡剂下UF树脂固化时间影响63-64
- 7.4.4 起泡剂对各种胶合板胶合强度的影响64-65
- 7.4.5 起泡剂加入量对各种板材甲醛散发量影响65
- 7.4.6 红外(IR)光谱测定65-67
- 7.5 结论67-68
- 第八章 复合淀粉胶的制备及在胶合板中的应用研究68-74
- 8.1 研究内容68
- 8.2 实验部分68-70
- 8.2.1 淀粉的氧化68-69
- 8.2.2 改性剂(缩醛化反应)69
- 8.2.3 交联剂69
- 8.2.4 试验材料69-70
- 8.2.5 产品性能测试70
- 8.2.6 产品性能指标70
- 8.3 结果与讨论70-73
- 8.3.1 氧化剂对淀粉胶性能影响70-71
- 8.3.2 固含量对淀粉胶贮存期的影响71
- 8.3.3 增强剂UF树脂对淀粉胶性能影响71-72
- 8.3.4 TMP对淀粉胶性能影响72
- 8.3.5 胶合工艺探讨72-73
- 8.3.6 原料成本经济核算73
- 8.4 结论73-74
- 第九章 结论74-77
- 9.1 外加物对脲醛树脂性能的影响74-75
- 9.1.1 粘度稳定剂对脲醛树脂性能影响74
- 9.1.2 纳米碳酸钙对脲醛树脂性能影响74-75
- 9.1.3 甲醇含量对低摩尔比脲醛树脂胶性能影响75
- 9.2 低醛化脲醛树脂的合成与性能75-76
- 9.3 气膜法低醛化脲醛树脂合成及在胶合板中的应用76
- 9.4 复合淀粉胶的制备及在胶合板中的应用76-77
- 参考文献77-82
- 致谢82-83
- 已发表论文83-84
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| 【引证文献】 | ||
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| 【参考文献】 | ||
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| 【同被引文献】 | ||
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| 【二级参考文献】 | ||
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| 【相似文献】 | ||
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