環保型脲醛膠粘劑及其人造板的制備與研究研究了脲醛樹脂膠粘劑的改性及制板工藝對脲醛膠人造板甲醛釋放量的影響。脲醛膠的改性方法主要涉及采用脫水工藝和加入聚乙烯醇、三聚氰胺、羥基丙烯酸酯乳液改性劑；人造板的制備工藝主要涉及膠粘劑種類和制板工藝條件。研究表明，加入改性劑及采用脫水工藝不僅能降低脲醛膠的游離甲醛含量，并且粘合強度也得到相應的提高；使用改性脲醛膠粘劑可以明顯降低人造板的甲醛釋放量；制板工藝中，延長預壓時間和熱壓時間都能夠有效地降低人造板的甲醛釋放量；提高熱壓溫度時，甲醛釋放量呈現先減小后增大的變化趨勢。還對脲醛樹脂的分子結構進行了分析研究。目前，木材膠粘劑主要是脲醛樹脂膠粘劑[1l，占木材膠粘劑總產量的80％左右。我國人造板工業用脲醛樹脂膠粘劑存在的主要問題是游離甲醛的污染和危害；其次，脲醛樹脂膠粘劑產品的機械物理性能、化學性能和膠接性能方面也存在一定的問題。人造板的甲醛釋放主要來源有：首先是人造板膠粘劑中含有游離甲醛，在制板過程中，游離甲醛從板中釋放出來；其次，在存放和使用過程中，由于脲醛樹脂是在酸性條件下生成，人造板本身所含的自由水分以及在吸收一定的水分和某些酸性氣體(CO2)后，部分已固化的樹脂會在此條件下發生水解反應而釋放出甲醛，固化不充分及貯存條件差也會加快這種水解反應進程。開發符合環保要求的人造板是近10年來的研究熱點，研制低游離甲醛釋放量的人造板涉及膠粘劑中游離甲醛含量、配膠方法和人造板制備方式等諸多環節，還要兼顧板材的其它性能。通過系列研究制備出符合E1級環保指標并且粘結性能及耐水性均優異的人造板是本研究的主要目的。1實驗部分1．1原料甲醛(CP)、甲酸(CP)、氫氧化鈉(CP)、氯化銨(AR)、三聚氰胺(CP)，中國醫藥集團化學試劑有限公司；尿素(CP)，上海精化科技研究所；聚乙烯醇(工業級)、活性填料(工業級)，上海雙達化工有限公司；羥基丙烯酸酯乳液，固含量約50％，自制。1．2制備工藝1．2．1脲醛樹脂膠粘劑的制備工藝脲醛樹脂膠粘劑的制各采用“弱堿一弱酸一弱堿一弱酸一弱堿”工藝：將配方中的甲醛溶液加入四口燒瓶中，用30％的氫氧化鈉溶液調節pH值至78。加入第1批尿素后開始加熱，升溫到90℃，保持30min。用甲酸調節pH值至45，在90℃下反應2030min。當反應達到所需黏度時，用30％的氫氧化鈉溶液將pH值調節至8左右，加入第2批尿素，保持30min，冷卻至70℃，調節pH值至6，在此溫度下反應20min。再升溫至90℃，加入最后一批尿素，保持此溫度30min。真空脫水，最后冷卻出料。1．2．2改性脲醛樹脂的制備工藝(1)用聚乙烯醇改性將定量聚乙烯醇與第2批尿素-N)Jn入，其余合成工藝與1．2．1相同。(2)用三聚氰胺改性將定量三聚氰胺與第1批尿素-N；~n入，其余合成工藝與1．2．1相同。(3)用羥基丙烯酸酯乳液改性孔將定量的籠羥基丙烯蓋酸酯乳液覽與浙第敏2槐批尿素一安同加入，毀其余合成嗽工藝冊與必1來．沖2仗．轉1穩相同。羥快基丙烯酸丟酯乳液以晚半連續法域合洗成賣(按羥基丙烯誓酸酯單體捷占總單體獲的質量百喊分數分別旬為妖2膜％急和臺4撈％械)喚。活1兇．構2統．宰3堡人造板的遠制備浸(1爹)虧脲醛膠粘閘劑的調膠幣工藝刊將活性填釀料加入脲架醛樹脂或足改性脲醛智樹脂中，罩攪室拌戲l015洲mi慢n騰，至樹脂牢中沒有團型結物為止懲。也可以羅先用部分徹樹脂和活豎性填料攪寫拌均勻呈愉糊狀，然存后再加入怒全部樹脂改攪勻。然哥后加入氯脖化銨溶牲液愈(2盼0映％爹)距和氨水，擋一起攪牙拌槐10mi辣n懶，放話置巾1定0千—抬15mi度n蝕，此時樹買脂炮膠婚p孤H孟值穩定，和即可使用閣。綁(2稈)齊人造板的曉制各工藝煤人造板的氏制備采取友如下工藝酸流程：點單題板影→否剪冤裁創→呆干燥整葉平破→遮涂孟膠肌→侵組邪坯鹽→便預仰壓戶→剪熱撒壓溜→拜冷乳卻蝴_溜→蜜裁互邊瘦→濟檢測。找單板采用殊直紋理樺步木，熱壓清溫敘度享100賢 豐~13始0土℃案，熱壓壓角力獻1勒．藥0~妨1對．啊8MP梁a戶，熱壓時克間鐵為汁0溪．楚6~筒1遲．疊0mi魚n乓／助mm漿(籍板墓厚昂)濱。熱壓后嗽的膠合板玩經過冷卻豆再進行裁陡邊、檢測說。欺1妄．洲3待性能測試應方法薯膠粘劑固欲含量：嚷按誰G挖B筍／階T140貍7帽4牲．殲5妻—攝9松3鎖《木材膠國粘劑及其熊樹脂檢驗危方法》進媽行測試。除膠粘劑中蔬游離甲醛店含量：脈按家GBfF扛1407純4辟．姨16-9稈3象進行測試堅。徐人造板中語游離甲醛盟含量：礎按禁GBl8棒5820號0歲1拌《室內裝殘飾裝修材敘料及其制液品中甲醛忘釋放限量漢》規定的或干燥器法隸進行測試壇。羞膠合強度但：使用意適大嗽利血GALD獄ABLN勤ISUN違50破0演萬能材料沈試驗機，橡按礦G預B接／乏T140午7傾4焰．乏10-9察3珠進行測試葡，試件采冶用樺木直語紋理的板同材。拳紅外光譜摟分析：采誰用美騙國帖Nico水lit3撿60F經T武—菊I速R粉儀進行測們試。角2究結果與討咽論香2再．鍋1燭脲醛膠粘落劑中游離柏甲醛含量蛇的影響因諸素舞2里．鄭1緣．愿1瘡制備工雄藝射(激脫奴水接)諸對游離甲霸醛含量的蜻影響躲在合成工揭藝條件均青相同的條揭件下，進用行不同尿將素／甲醛悶配瓣比螞(少摩爾找比俗)殲下脲醛樹珠脂的合成象試驗，考趣察脫水工似藝對脲醛候膠粘劑游市離甲醛含辯量的影響離，結果見尼表積1銜。坊由裙表淚1喬可見，在嗎試驗的尿籌素／甲醛頑摩爾比范鍬圍內，真長空脫水均逮能降低膠瀉粘劑中游咱離甲醛含暖量，這是吉因為脫出精的水分能方有效地將彈一部分甲睬醛帶出體尤系，并且裝所帶出的億甲醛比例冤大于所帶屬出的水分霞比例，故率使游離甲歷醛含量降腹低。研究臟結果還顯彩示，尿素告與甲醛的蛾摩爾比愈芬大，這種所效應愈明蜘顯。扶2陪．外1投．嘉2獸改性劑對暖游離甲醛曉含量的影符響耽(1檔)罪聚乙烯醇上對脲醛膠刊粘劑游離喝甲醛含量走的影響配托方及工藝集條件不變煌，只改變風聚乙烯醇趨的用量，濕考察了聚傭乙烯醇對么脲醛膠粘護劑中游離鈔甲醛含量相的影響，霜實驗結果剩見守圖花1緒。烤由慶圖苦1誰可見，隨中聚乙烯醇話用量的增梳大，脲醛候膠粘劑中計游離甲醛虛含量基本袍成直線下榮降。這是個由于聚乙蟲烯醇能與劣甲醛或脲算醛的初期凈縮合物進永行反應，滴生成一部嚴分聚乙烯頑醇縮甲醛問，同時降停低了樹脂案中醚鍵結拼構的含量惰，故游離渣甲醛含量粥降低，且臣隨聚乙烯竹醇加入量芽的增大，窮游離甲醛挖含量相應士降低。行(2仔)苗三聚氰胺蘇對脲醛膠菠粘劑游離羅甲醛含量池的影響翻實驗工藝覆條件及配終方不變，垮只改變三霉聚氰胺用鉗量，考察霉三聚氰胺楚對脲醛膠霜粘劑游離嬌甲醛含量衰的影響，冰實驗結果腫見拍圖爆2姓。真由村圖野2扒可見，加和入三聚氰盡胺有利于抄降低游離旋甲醛含量依，且隨著允三聚氰胺申加入量的盈增加，游唯離甲醛含未量逐漸降詳低。這是美因為三聚應氰胺具在有義6敏個活性基籃團，與羥溫甲基反應撲而降低了嗓樹脂中醚曠鍵結構的感含量，由彼此減少了洽醚水解所穿釋放的甲茄醛。研究葡結果同時帽也顯示，怕三聚氰胺帆加入至一狹定量時，冬降低游離美甲醛的效途果減小。爭(3包)戀羥基丙烯六酸酯樹脂憲對脲醛膠農粘劑游離之甲醛含量子的影響踩實驗工藝袋條件及配得方不變，攤只改變羥項基丙烯酸指酯樹脂用驗量，考察露了羥基丙壟烯酸酯樹蒙脂對脲醛衡膠粘劑游笨離甲醛含厘量的影響動，實驗結覺果見平表借2扛。脈由折表儉2飯可見，隨秀著羥基丙疫烯酸酯樹小脂用量的慢增大，游辱離甲醛含微量顯著減拐少：另外腥，花4唇％羥基丙舒烯酸酯常樹稻,9~L別L溫2旨％羥基丙亦烯酸酯樹段脂對于降米低游離甲押醛更加有鋪效。辜同比對照闊可發現，樂以腔上覽3乓種改性劑熱的改性效達果以羥基姨丙烯酸酯野樹脂最佳售。侵2碰．啦2溜脲醛膠粘封劑粘合強徒度的影響臂因素籠2榜．緩2架．易1訊聚乙烯醇動對脲醛膠肝粘劑粘合偉強度的影么響雙實驗配方協及工藝條搭件不變，些只改變聚祖乙烯醇用受量，進行圣添加聚乙應烯醇對脲輕醛膠粘劑相粘合強度瞧的影響研糊究，結果懲見炮圖盛3階。造由宗圖鋸3燙可見，隨焦著聚乙烯乏醇用量的辮增加，粘盾合強度先鑄增大后減殘小。這是刑由于聚乙慣烯醇分子降中的羥基經與甲醛反燃應生成聚脊乙醇縮甲元醛，同時稻它還可與即脲醛樹脂夜反應過程途生成的羥謀甲基脲反步應生成大臉分子量的獲縮聚物，孫這使脲醛桌膠的粘合晌力得到提殲高；而當允聚乙烯醇鐘用量進一裁步增大時脅，可能會策降低脲醛寧樹脂的交皇聯度，從熟而導致粘滿合強度的恨回落。派2史．輸2搞．梁2障三聚氰胺直對脲醛膠彈粘劑粘合紛強度的影念響禿實驗工藝王條件及配浩方不變，脊只改變三脹聚氰胺用剝量，進行疫添加三聚抬氰胺對脲暗醛膠粘劑恭粘合強度綿的影響研庸究，試驗邁結果見桌圖妙4潤。嚼由寨圖糧4姥可見，隨植著三聚氰還胺用量的判增加，膠財粘劑的粘幟合強度呈麥逐漸上升任的趨勢，砌這是因為抓三聚氰胺礦的多活性耗基團在一揚定程度上微能促進脲矛醛樹脂的愛交聯，提宮高了脲醛央樹脂的交盯聯度，進光而增大了魯膠粘劑的謙粘合強度蠅。但結果欣也顯示出既影響程度租相對較小庸。稍2乘．眼2拐．縣3么復合改性遞劑對脲醛紋膠粘劑粘匯合強度的陷影響此實驗配方劃及工藝條徹件不變，忠只改變聚侍乙烯醇和氏三聚氰胺蓄的用量，宅進行了聚誕乙烯醇與爪三聚氰胺討復合改性享體系對脲垮醛膠粘劑隆粘合強度橡的影響研抗究，結果浙見滿表榮3咽。捧由消表賊3癥可見，加里入復合改鑼性劑對于路提高膠粘殘劑的粘合現強度效果型優于使用泳單一改性里劑，顯示歡出一定的貌協同效應完。釘2震．渴2皇．邊4專羥基丙烯沃酸酯樹脂玉對脲醛膠哨粘劑粘合耐強度的影窯響森實驗配方堅及工藝條浴件不變，嗚研究不同孩羥基丙烯疤酸酯樹脂豎的用量對珠脲醛膠粘憶合強度的稠影響，結唐果見晌表繭4聚。限由搜表但4兄可見，隨幟羥基丙烯錘酸酯樹脂掃用量的增碼大，脲醛腎樹脂的粘鏟合強度先摸增大后減亞小。這是痕由于隨丙妖烯酸酯樹龜脂用量增迫大，連接城到脲醛樹誤脂上的丙薄烯酸酯樹穗脂增多，眉粘合強度湊增大。但浙隨改性劑冷用量的繼呢續增大，稍當丙烯酸侵酯樹脂含芝量過多時在，會減少奪交聯所需左的守第嚼3兩個羥甲基賴，影響樹概脂的交聯閣度。所以偉當改性劑完用量增大乖到一定值姑時，脲醛沖樹脂的粘糾合強度反摸而會降低羽。而丙烯彈酸酯樹脂障的羥基含初量決定了產連接脲醛渾樹脂的丙策烯酸酯樹泄脂比例，禁比例越高怨，改性的絕脲醛樹脂牢粘合強度高越大。印同比對照敞可發現，文以上改性爐體系的總絹體改性效茅果以羥基陵丙烯酸酯將樹脂最佳幸。才2雁．椅2忠．析5輸制備工鬼藝絨(逐脫團水笨)淋對脲醛膠底粘劑粘合項強度的影艙響膚(戲見顆表夜5)罰由掏表悠5糊可見，脫獨水后膠粘饅劑的粘合館強度明顯疾大于未脫怨水時的粘搶合強度，融這可能是綢由于脲醛找樹脂在脫靈水過程中是進一步反把應，樹脂附熟化程度置加深，分王子量增大凍，粘合強挖度也就隨俯之增大。魯2碗．亦3奴脲醛膠粘刮劑的紅外候光譜分析淺分別對未夾改性脲醛榆樹脂、聚兇乙烯醇改憑性脲醛樹旨脂、三聚橡氰胺改性爛脲醛樹脂犯及羥基丙毅烯酸酯乳育液改性脲葉醛樹脂的拆紅外光譜滔進行了分式析，測試煩譜圖見危圖欠5(a筆)廉一器(d松)拳。壇改性膠粘舒劑較未改午性膠粘劑湊在扁780c歸m共-1裹左右多出盆一個中強稿吸收峰，艇這賭是漏Uro誠n仙環的骨架股振動，表做明添加改揀性劑的脲鼠醛膠粘劑宇均易生成車此環狀結積構。樹脂糠中引入畫Uro合n易環后降低零了樹脂水否解程度，箱有利于提饞高樹脂耐閘水性，同毒時樹脂的輔甲醛釋放疊量也大幅嫁度降低，裝所以改性匠后膠粘劑拔的游離甲本醛含量都箏有所降低嫂。宏2奪．此4露人造板甲部醛釋放量倍的影響因蹦素魄2悅．憑4叛．暖1野制板工藝壽對人造板箏甲醛釋放田量的影響潛(1看)章預壓時間婆對甲醛釋鴨放量的影慣響桌在制板中圾其它工藝林條件不變跌，只改變吼預壓時熱間擔(呆熱壓時盞間牛20mi卷n殺)際，所用脲珍醛膠未改筐性。測得雄的甲醛釋出放量與預車壓時間的擔關系見項表筍6煤。揭由才表究6次可見，隨穴著預壓時番間的增加驕，甲醛釋不放量逐漸船降低。這專是由于預停壓時間越叼長，木材憂膠層中的西游離甲醛賞伴隨著水回分一起揮鴉發掉的量賀就越多，澡故甲醛釋生放量逐漸孕減小。推(2白)槍熱壓時間圾對甲醛釋懸放量的影炒響附在制板中叉其它工藝效條件不變畜，只改變顯熱壓時間板，所用脲虎醛膠未改信性，測得遲的甲醛釋屬放量與熱遷壓時間的漆關系見竿表專7終。居由齊表珠7吃可見，隨晴著熱壓時訓間的增加呼，甲醛釋殃放量逐漸佩減小。這均是由于隨鵲著熱壓時命間的增加圈，板坯含蠻水率逐步寺降低，膠仇層中的游倒離甲醛伴團隨著水分謀一起釋放隆出來，故抓隨著熱壓謠時間的增門加，板材描甲醛釋放田量逐漸減亡小。消(3濟)狼熱壓溫度賤對甲醛釋戒放量的影送響顯在制板中盒其它工藝召條件不變擔，只改變軟熱壓溫度鄰，所用脲娛醛膠未改殘性，測得男的甲醛釋拘放量隨熱擋壓溫度的射關系見昏表面8繳。闊由指表愧8掠可見，隨三著熱壓溫朽度的升高意，甲醛釋宗放量先減隱小后增大拆。這可能巖是隨著熱灰壓溫度的脅提高，板由坯中所產蝕生的甲醛含隨水分的屋蒸發而排菌出，使板建材甲醛釋滑放量降低圣。但是當端熱壓溫度孝達到一定陣值時，木悔材中的木旬素開始酸妥解散發出釘甲醛，其虹甲醛釋放慰量又開始雁增加。拉2螞．希4質．山2否脲醛膠改商性劑種類聰對人造板胡甲醛釋放繭量的影響達在制板中伶預紙壓瞞20mi盼n徑，熱請壓寫20mi攪n昂，熱壓溫醒度旬110o畢C固，熱壓壓書力壇1殘．出0MP哥a盒，考察了豆脲醛膠改滑性前后及于改性劑種地類對人造斯板甲醛釋饞放量的影卸響，結果招見據表創9谷。慌由碎表脖9套可見，使特用上惰述繪3報種改性脲改醛膠都可河以降低人丘造板的甲可醛釋放量剛，其中以令羥基丙烯程酸酯樹脂碧改性效果箏最佳。忍2芒．刃5撕典型產品太的主要性腸能爐經上海市撞建筑材料診及構件質陜量監督檢看驗站檢測謀，所研制燈的改性脲柿醛膠粘劑哨游離甲醛基含量幼為現0判．堆9g/k槳g急，粘合強熄度饒為伙3疤．澤52MP