酚醛树脂固化后 ,具有较高的胶合强度、优良的耐候性及耐沸水性 ,被国内外公认为是生产室外级人造板最好的胶种 .国内生产的酚醛树脂 ,虽能满足工业生产的要求 ,但由于树脂中游离酚质量分数高达0 .5%以上 ,污染环境 ,粘度偏低 (一般在 40 0～ 60 0ｍＰａ·ｓ)易发生透胶 ,污染板面 ,浪费胶液 ,热压温度较高 (1 3 0℃以上 ) ,热压时间较长等缺点严重制约了酚醛树脂胶在木材工业中的应用 .如何开发一种毒性低、相对分子质量高、固化速度快的新型酚醛树脂胶粘剂 ,日益成为木材加工企业亟待解决的课题 .若能研制出一种热压工艺条件与脲醛树脂相当的新型酚醛胶粘剂 ,无疑会极大地推动我国木材加工企业的发展 ,同时可有效地延长木材胶合制品的使用寿命 ,达到节约林木资源的目的 .
1 试验方案
1 )选用二价金属离子与一价金属离子的碱作为复合催化剂 ,采用分次投料的方式 ,在得到高邻位初期酚醛树脂的同时 ,增强高粘度酚醛树脂的水溶性 .
2 )提高甲醛与苯酚的物质的量比 ,使树脂中游离酚的质量分数降至 0 . 1 %以下 ,反应后期外加适量甲醛捕集剂 ,使初期树脂中游离甲醛的质量分数降至 0 .1 %以下 ,从而得到游离物质量分数均低的低毒酚醛胶 .
3 )酚醛胶在使用前需经过调制 ,加入 5%～ 1 0 %的固化剂 ,使改性酚醛树脂胶能采用与脲醛树脂胶相似的热压温度、时间制造室外结构用胶合板 .
2 酚醛树脂的合成工艺
以二价金属离子和一价金属离子组成的复合催化剂 ,使苯酚与甲醛合成为较高邻位的水溶性甲阶酚醛树脂 .苯酚与甲醛物质的量比选为 1∶(2 .1～ 2 . 5) ,通过苯酚与甲醛的不同物质的量比对树脂性能影响的试验 ,发现物质的量比在 2 .1～ 2 .3之间的酚醛树脂具有较好的物理力学性能 ,贮存稳定性良好 .
将苯酚一次性加入 ,甲醛分 2次加入 ,复合催化剂分 3次加入 ,先在较低温度下反应一段时间 ,达到一定粘度后 ,再在高温条件下继续反应到能体现高相对分子质量的酚醛树脂3 低毒快速固化酚醛胶性能指标3 . 1 理化指标小试、中试和生产试验中用复合催化剂和改进的聚合工艺制得的小试、中试和生产试验低毒快速固化酚醛胶的理化指标见表 1 .(ＰＦ) 1 以ＮａＯＨ为催化剂 ,采用改进后的聚合工艺制得的酚醛胶 ;理化性指标
均按ＧＢ/Ｔ1 40 74. 1～ 1 6— 93规定方法测试 .
从表 1可见 ,无论小试、中试和生产试验制得的低毒快速固化酚醛胶的理化指标均符合合同规定指标 .表明配方和工艺成熟 ,再现性好 .
3 . 2 凝胶时间
采用 1 0 0℃恒温水浴测凝胶时间 ,可以反映酚醛胶固化速度 ,表 2列出快速固化酚醛胶与常规酚醛胶的凝胶时间 .(ＰＦ) 1 为常规酚醛胶 ,其它为低毒快速固化酚醛胶 .
由表 2可见 ,不加固化剂时快速固化酚醛胶与常规酚醛胶的凝胶时间差别不大 ,加 5%～ 1 0 %固化剂后快速固化酚醛胶的凝胶时间比常规酚醛胶缩短 2～ 4ｍｉｎ
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