目前,木材加工征業仍主要使用傳統的甲醛系列膠粘劑,這己無法知足新形勢下原料體系的膠接要求。伴隨環境保護要求的日益加強,人們環保意識的進步,開發和使用無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注的題目。異氰酸酯膠粘劑中不含有甲醛類有害物質且其分子設計靈活,從化學結構和原料組合出發,可實現異氰酸酯樹脂不同的使用機能,在眾多領域被廣泛應用。異氰酸醋膠粘劑的使用還擴大了人造板的原料來源,大量的農作物秸桿、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業中的應用主要有如下幾種形式:水性高分子異氰酸酯膠粘劑(API);異氰酸酯預聚體膠粘劑:異氰酸酯共混復合膠粘劑、常見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)、異氰酸酯預聚體膠粘劑應用為廣泛。
(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,和多官能團的異氰酸酯化合物(通常為P-MDI)為主要成分的交聯劑所構成。兩者混合產生的三維交聯使其膠接耐水性大為進步,因此可將其作為高耐水性木材膠粘劑使用。API膠粘劑在我國的應用開發較晚,起步于20世紀90年代,目前有出產廠家將其用于拼板膠的出產。價格高是限制API應用的一個主要因素,另外API的合用期短,工藝操縱不便也為出產帶來很多麻煩。但作為水性聚氨酯膠粘劑的一顆新星,API膠粘劑以其優異的膠接機能和環境友好特性而引起了人們的正視,積極從事于對它的研究。
(2)異氰酸酯預聚體膠粘劑,預聚體膠粘劑的結構可根據不同使用場合進行結構設計,得到機能各異的膠粘劑。在木材加工領域,應用較多的異氰酸酯預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,當暴露于空氣中時能與空氣中的微量水分發生反應。膠接時,它能與基材表面的水以及表面羥基等活性基團發生化學反應,天生脲鍵結構,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構。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行,進步刨切質量,還一可進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約大量的能源消耗。既做到了小材大用、劣材優用,又可節約能源,降低出產本錢。
與常用的膠粘劑比擬MDI膠粘劑具有加壓時間短、膠層耐水和耐老化機能好等長處,不足之處是用MDI膠粘劑出產刨花板時易發生粘板,有毒性,且要求計量和泵送系統不能被水污染。
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和使用過程中都有甲醛逸出,污染空氣,對人體健康造成危害,現已受到有關環境法規的限制。另外,人造板出產中使用醛類膠粘劑時,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,必需對原料進行干燥。無甲醛開釋的異氰酸醋類膠粘劑,與普通甲醛類膠黏劑的膠接過程不同,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,形成一種堅韌、耐水的化學膠接,因此,除了無游離甲醛開釋之外,在出產中有時無需對原料進行干燥。
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業中的應用主要有如下幾種形式:水性高分子異氰酸酯膠粘劑(API);異氰酸酯預聚體膠粘劑:異氰酸酯共混復合膠粘劑、常見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)、異氰酸酯預聚體膠粘劑應用為廣泛。
(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,和多官能團的異氰酸酯化合物(通常為P-MDI)為主要成分的交聯劑所構成。兩者混合產生的三維交聯使其膠接耐水性大為進步,因此可將其作為高耐水性木材膠粘劑使用。API膠粘劑在我國的應用開發較晚,起步于20世紀90年代,目前有出產廠家將其用于拼板膠的出產。價格高是限制API應用的一個主要因素,另外API的合用期短,工藝操縱不便也為出產帶來很多麻煩。但作為水性聚氨酯膠粘劑的一顆新星,API膠粘劑以其優異的膠接機能和環境友好特性而引起了人們的正視,積極從事于對它的研究。
(2)異氰酸酯預聚體膠粘劑,預聚體膠粘劑的結構可根據不同使用場合進行結構設計,得到機能各異的膠粘劑。在木材加工領域,應用較多的異氰酸酯預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,當暴露于空氣中時能與空氣中的微量水分發生反應。膠接時,它能與基材表面的水以及表面羥基等活性基團發生化學反應,天生脲鍵結構,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構。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行,進步刨切質量,還一可進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約大量的能源消耗。既做到了小材大用、劣材優用,又可節約能源,降低出產本錢。
與常用的膠粘劑比擬MDI膠粘劑具有加壓時間短、膠層耐水和耐老化機能好等長處,不足之處是用MDI膠粘劑出產刨花板時易發生粘板,有毒性,且要求計量和泵送系統不能被水污染。
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和使用過程中都有甲醛逸出,污染空氣,對人體健康造成危害,現已受到有關環境法規的限制。另外,人造板出產中使用醛類膠粘劑時,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,必需對原料進行干燥。無甲醛開釋的異氰酸醋類膠粘劑,與普通甲醛類膠黏劑的膠接過程不同,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,形成一種堅韌、耐水的化學膠接,因此,除了無游離甲醛開釋之外,在出產中有時無需對原料進行干燥。