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水溶性“苯酚—三聚氰胺—甲醛”共缩聚树脂胶粘剂(PMF)的研究

宋作梅  
【摘要】:脲醛树脂胶粘剂(UF)、酚醛树脂胶粘剂(PF)和三聚氰胺甲醛树脂胶粘剂(MF)是木材工业用主要胶粘剂。酚醛树脂胶粘剂以其良好的耐候性、耐水性、耐温性以及粘合强度高等特点,成为当前最主要的室外用防水型胶粘剂;但是在全球能源危机的大环境下,作为石油附产品的苯酚的产量受到很大的影响,使得苯酚价格日益攀升,酚醛树脂胶粘剂的成本很高。此外,酚醛树脂胶粘剂过长的固化时间、过高的固化温度及苯酚的毒性进一步限制了酚醛树脂胶粘剂的应用,因此用其他原料替代部分苯酚进行共缩聚反应,对酚醛树脂胶粘剂进行改性是当前研究的热点之一 本研究从共缩聚反应的角度,探讨了“苯酚-三聚氰胺-甲醛”共缩聚树脂胶粘剂(PMF)的配方、合成工艺及其优化,目的是研制出一种综合性能好、性价比高的具有市场开发潜力的室外用水溶性共缩聚树脂胶粘剂,尤其是能适应竹帘胶合板浸渍用的树脂胶粘剂。对此国内外的研究还刚刚起步,合成机理尚未见报道。 本文的主要研究内容包括: (1)通过分析酚醛树脂胶粘剂、三聚氰胺甲醛树脂胶粘剂的基本配方,对PMF树脂胶粘剂进行配方设计并对配方进行优化; (2)对PMF树脂胶粘剂的合成工艺进行设计并优化; (3)采用对比法设计试验,对共缩聚法合成的PMF树脂胶粘剂与传统的PF与MF混合树脂胶粘剂的性能进行对比; (4)应用傅立叶变换红外法研究反应过程中分子组分的变化。 通过以上研究,主要得出如下结论: (1)n(F1)/n(P)=1.69;n(M)/n(P)=2.74;n(F2)/n(M)=2.25;n(NaOH)/n(P)=O.29为最佳配方。 此配方合成的PMF共缩聚树脂胶粘剂具有较好的综合性能。它既保持了酚醛树脂胶粘剂的优良性能,游离酚、游离醛等有毒物质的含量低,改善了酚醛树脂胶粘剂的环保性能,并克服了酚醛树脂胶粘剂颜色深的缺陷,是对酚醛树脂胶粘剂的一种改性;同时它克服了三聚氰胺甲醛树脂胶粘剂柔韧性、水混合性和贮存稳定性差等应用方面的弊端,因而也是对三聚氰胺树脂胶粘剂性能的改善。利用此树脂压制的竹帘胶合板的物理力学性能均达到JG/T 156-2004所规定的竹帘胶合板模板物理力学性能要求。 (2)反应过程中两次加入F1的比例为影响竹帘胶合板静曲强度(MOR)和弹性模量(MOE)的主要因素。最优方案为:两次F1的加入比例为75∶25;加水时间在加入F1的时刻,一次性加入;缩聚温度为92℃。 (3)PMF树脂胶粘剂成本比酚醛树脂胶粘剂的低,仅为2122型酚醛树脂胶粘剂成本的68.19%左右。 (4)共缩聚法合成的PMF树脂胶粘剂与传统的先分别合成酚醛树脂胶粘剂、三聚氰胺甲醛树脂胶粘剂,然后将两种树脂胶粘剂进行混合而得到混合树脂胶粘剂的工艺相比,减少了工序,简化了生产过程,同时,用PMF树脂胶粘剂压制的竹帘胶合板的物理力学性能较传统的混合树脂胶粘剂压制的竹帘胶合板的物理力学性能明显提高。


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