目前,木材加工征業(yè)仍主要使用傳統(tǒng)的甲醛系列膠粘劑,這己無(wú)法知足新形勢(shì)下原料體系的膠接要求。伴隨環(huán)境保護(hù)要求的日益加強(qiáng),人們環(huán)保意識(shí)的進(jìn)步,開(kāi)發(fā)和使用無(wú)公害的高效木材加工用合成樹脂膠粘劑己成為人們普遍關(guān)注的題目。異氰酸酯膠粘劑中不含有甲醛類有害物質(zhì)且其分子設(shè)計(jì)靈活,從化學(xué)結(jié)構(gòu)和原料組合出發(fā),可實(shí)現(xiàn)異氰酸酯樹脂不同的使用機(jī)能,在眾多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。異氰酸醋膠粘劑的使用還擴(kuò)大了人造板的原料來(lái)源,大量的農(nóng)作物秸桿、谷殼等都可以用異氰酸酷膠粘劑制作人造板,是一種高效環(huán)保膠粘劑。
異氰酸酯膠粘劑是由分子鏈中含有異氰酸基(-NCO)及少量氨酯基(-NHCOO),具有很高極性和活潑性的一類膠粘劑。目前異氰酸酯膠粘劑在木材產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用主要有如下幾種形式:水性高分子異氰酸酯膠粘劑(API);異氰酸酯預(yù)聚體膠粘劑:異氰酸酯共混復(fù)合膠粘劑、常見(jiàn)的是異氰酸酯與脲醛樹脂、單寧等的共混、多異氰酸酯單體直接做為膠粘劑使用,其中以水性高分子一異氰酸酯膠粘劑(API)、異氰酸酯預(yù)聚體膠粘劑應(yīng)用為廣泛。
(1)水性高分子一異氰酸酯膠粘劑(API)水性高分子一異氰酸酯膠粘劑(API)是以水溶性高分子(通常為醋酸乙烯酯乳液:PVAc),乳液(通常為苯乙烯一丁二烯膠乳:SBR,聚丙烯酸酚乳液,乙酸乙酯一乙烯共聚乳液:EVA等),填料(通常為碳酸鈣粉末:CaC03)為主要成分的主劑,和多官能團(tuán)的異氰酸酯化合物(通常為P-MDI)為主要成分的交聯(lián)劑所構(gòu)成。兩者混合產(chǎn)生的三維交聯(lián)使其膠接耐水性大為進(jìn)步,因此可將其作為高耐水性木材膠粘劑使用。API膠粘劑在我國(guó)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)較晚,起步于20世紀(jì)90年代,目前有出產(chǎn)廠家將其用于拼板膠的出產(chǎn)。價(jià)格高是限制API應(yīng)用的一個(gè)主要因素,另外API的合用期短,工藝操縱不便也為出產(chǎn)帶來(lái)很多麻煩。但作為水性聚氨酯膠粘劑的一顆新星,API膠粘劑以其優(yōu)異的膠接機(jī)能和環(huán)境友好特性而引起了人們的正視,積極從事于對(duì)它的研究。
(2)異氰酸酯預(yù)聚體膠粘劑,預(yù)聚體膠粘劑的結(jié)構(gòu)可根據(jù)不同使用場(chǎng)合進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),得到機(jī)能各異的膠粘劑。在木材加工領(lǐng)域,應(yīng)用較多的異氰酸酯預(yù)聚體膠粘劑類型是濕固化異氰酸酯膠粘劑。濕固化型聚氨酯膠粘劑中含有活潑的-NCO基團(tuán),當(dāng)暴露于空氣中時(shí)能與空氣中的微量水分發(fā)生反應(yīng)。膠接時(shí),它能與基材表面的水以及表面羥基等活性基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),天生脲鍵結(jié)構(gòu),因此,濕固化型聚氨酯膠粘劑固化后的膠層組成是聚氨酯一聚脲結(jié)構(gòu)。濕固化型聚氨酯膠粘劑是制造人造薄木的理想膠粘劑,濕材的膠接不利于刨切工序的順利進(jìn)行,進(jìn)步刨切質(zhì)量,還一可進(jìn)步人造薄木的出材率。利用濕固化型異氰酸酯膠粘劑不僅可以將速生材、小徑木、撫育間伐材等小材直接膠接成任意大幅面的板材,而且直接膠接還可以節(jié)約大量的能源消耗。既做到了小材大用、劣材優(yōu)用,又可節(jié)約能源,降低出產(chǎn)本錢。
與常用的膠粘劑比擬MDI膠粘劑具有加壓時(shí)間短、膠層耐水和耐老化機(jī)能好等長(zhǎng)處,不足之處是用MDI膠粘劑出產(chǎn)刨花板時(shí)易發(fā)生粘板,有毒性,且要求計(jì)量和泵送系統(tǒng)不能被水污染。
常用的人造板用合成膠黏劑均系醛類膠粘劑,即脲醛樹脂(UF),酚醛樹脂(PF)、三聚氰胺一甲醛樹脂(MF)等膠粘劑。這些醛類膠粘劑的膠接制品在出產(chǎn)和使用過(guò)程中都有甲醛逸出,污染空氣,對(duì)人體健康造成危害,現(xiàn)已受到有關(guān)環(huán)境法規(guī)的限制。另外,人造板出產(chǎn)中使用醛類膠粘劑時(shí),原料的含水率須在2%~3%之間,而木材的平衡含水率一般在10%以上,因此,必需對(duì)原料進(jìn)行干燥。無(wú)甲醛開(kāi)釋的異氰酸醋類膠粘劑,與普通甲醛類膠黏劑的膠接過(guò)程不同,如前所述,它可以與木材中的水分以及組成木材的羥基反應(yīng),形成一種堅(jiān)韌、耐水的化學(xué)膠接,因此,除了無(wú)游離甲醛開(kāi)釋之外,在出產(chǎn)中有時(shí)無(wú)需對(duì)原料進(jìn)行干燥。
異氰酸酯膠粘劑是由分子鏈中含有異氰酸基(-NCO)及少量氨酯基(-NHCOO),具有很高極性和活潑性的一類膠粘劑。目前異氰酸酯膠粘劑在木材產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用主要有如下幾種形式:水性高分子異氰酸酯膠粘劑(API);異氰酸酯預(yù)聚體膠粘劑:異氰酸酯共混復(fù)合膠粘劑、常見(jiàn)的是異氰酸酯與脲醛樹脂、單寧等的共混、多異氰酸酯單體直接做為膠粘劑使用,其中以水性高分子一異氰酸酯膠粘劑(API)、異氰酸酯預(yù)聚體膠粘劑應(yīng)用為廣泛。
(1)水性高分子一異氰酸酯膠粘劑(API)水性高分子一異氰酸酯膠粘劑(API)是以水溶性高分子(通常為醋酸乙烯酯乳液:PVAc),乳液(通常為苯乙烯一丁二烯膠乳:SBR,聚丙烯酸酚乳液,乙酸乙酯一乙烯共聚乳液:EVA等),填料(通常為碳酸鈣粉末:CaC03)為主要成分的主劑,和多官能團(tuán)的異氰酸酯化合物(通常為P-MDI)為主要成分的交聯(lián)劑所構(gòu)成。兩者混合產(chǎn)生的三維交聯(lián)使其膠接耐水性大為進(jìn)步,因此可將其作為高耐水性木材膠粘劑使用。API膠粘劑在我國(guó)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)較晚,起步于20世紀(jì)90年代,目前有出產(chǎn)廠家將其用于拼板膠的出產(chǎn)。價(jià)格高是限制API應(yīng)用的一個(gè)主要因素,另外API的合用期短,工藝操縱不便也為出產(chǎn)帶來(lái)很多麻煩。但作為水性聚氨酯膠粘劑的一顆新星,API膠粘劑以其優(yōu)異的膠接機(jī)能和環(huán)境友好特性而引起了人們的正視,積極從事于對(duì)它的研究。
(2)異氰酸酯預(yù)聚體膠粘劑,預(yù)聚體膠粘劑的結(jié)構(gòu)可根據(jù)不同使用場(chǎng)合進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),得到機(jī)能各異的膠粘劑。在木材加工領(lǐng)域,應(yīng)用較多的異氰酸酯預(yù)聚體膠粘劑類型是濕固化異氰酸酯膠粘劑。濕固化型聚氨酯膠粘劑中含有活潑的-NCO基團(tuán),當(dāng)暴露于空氣中時(shí)能與空氣中的微量水分發(fā)生反應(yīng)。膠接時(shí),它能與基材表面的水以及表面羥基等活性基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),天生脲鍵結(jié)構(gòu),因此,濕固化型聚氨酯膠粘劑固化后的膠層組成是聚氨酯一聚脲結(jié)構(gòu)。濕固化型聚氨酯膠粘劑是制造人造薄木的理想膠粘劑,濕材的膠接不利于刨切工序的順利進(jìn)行,進(jìn)步刨切質(zhì)量,還一可進(jìn)步人造薄木的出材率。利用濕固化型異氰酸酯膠粘劑不僅可以將速生材、小徑木、撫育間伐材等小材直接膠接成任意大幅面的板材,而且直接膠接還可以節(jié)約大量的能源消耗。既做到了小材大用、劣材優(yōu)用,又可節(jié)約能源,降低出產(chǎn)本錢。
與常用的膠粘劑比擬MDI膠粘劑具有加壓時(shí)間短、膠層耐水和耐老化機(jī)能好等長(zhǎng)處,不足之處是用MDI膠粘劑出產(chǎn)刨花板時(shí)易發(fā)生粘板,有毒性,且要求計(jì)量和泵送系統(tǒng)不能被水污染。
常用的人造板用合成膠黏劑均系醛類膠粘劑,即脲醛樹脂(UF),酚醛樹脂(PF)、三聚氰胺一甲醛樹脂(MF)等膠粘劑。這些醛類膠粘劑的膠接制品在出產(chǎn)和使用過(guò)程中都有甲醛逸出,污染空氣,對(duì)人體健康造成危害,現(xiàn)已受到有關(guān)環(huán)境法規(guī)的限制。另外,人造板出產(chǎn)中使用醛類膠粘劑時(shí),原料的含水率須在2%~3%之間,而木材的平衡含水率一般在10%以上,因此,必需對(duì)原料進(jìn)行干燥。無(wú)甲醛開(kāi)釋的異氰酸醋類膠粘劑,與普通甲醛類膠黏劑的膠接過(guò)程不同,如前所述,它可以與木材中的水分以及組成木材的羥基反應(yīng),形成一種堅(jiān)韌、耐水的化學(xué)膠接,因此,除了無(wú)游離甲醛開(kāi)釋之外,在出產(chǎn)中有時(shí)無(wú)需對(duì)原料進(jìn)行干燥。