酚醛樹脂固化后 ,具有較高的膠合強度、優良的耐候性及耐沸水性 ,被國內外公認為是生產室外級人造板最好的膠種 .國內生產的酚醛樹脂 ,雖能滿足工業生產的要求 ,但由于樹脂中游離酚質量分數高達0 .5%以上 ,污染環境 ,粘度偏低 (一般在 40 0～ 60 0ｍＰａ·ｓ)易發生透膠 ,污染板面 ,浪費膠液 ,熱壓溫度較高 (1 3 0℃以上 ) ,熱壓時間較長等缺點嚴重制約了酚醛樹脂膠在木材工業中的應用 .如何開發一種毒性低、相對分子質量高、固化速度快的新型酚醛樹脂膠粘劑 ,日益成為木材加工企業亟待解決的課題 .若能研制出一種熱壓工藝條件與脲醛樹脂相當的新型酚醛膠粘劑 ,無疑會極大地推動我國木材加工企業的發展 ,同時可有效地延長木材膠合制品的使用壽命 ,達到節約林木資源的目的 .
1 試驗方案
1 )選用二價金屬離子與一價金屬離子的堿作為復合催化劑 ,采用分次投料的方式 ,在得到高鄰位初期酚醛樹脂的同時 ,增強高粘度酚醛樹脂的水溶性 .
2 )提高甲醛與苯酚的物質的量比 ,使樹脂中游離酚的質量分數降至 0 . 1 %以下 ,反應后期外加適量甲醛捕集劑 ,使初期樹脂中游離甲醛的質量分數降至 0 .1 %以下 ,從而得到游離物質量分數均低的低毒酚醛膠 .
3 )酚醛膠在使用前需經過調制 ,加入 5%～ 1 0 %的固化劑 ,使改性酚醛樹脂膠能采用與脲醛樹脂膠相似的熱壓溫度、時間制造室外結構用膠合板 .
2 酚醛樹脂的合成工藝
以二價金屬離子和一價金屬離子組成的復合催化劑 ,使苯酚與甲醛合成為較高鄰位的水溶性甲階酚醛樹脂 .苯酚與甲醛物質的量比選為 1∶(2 .1～ 2 . 5) ,通過苯酚與甲醛的不同物質的量比對樹脂性能影響的試驗 ,發現物質的量比在 2 .1～ 2 .3之間的酚醛樹脂具有較好的物理力學性能 ,貯存穩定性良好 .
將苯酚一次性加入 ,甲醛分 2次加入 ,復合催化劑分 3次加入 ,先在較低溫度下反應一段時間 ,達到一定粘度后 ,再在高溫條件下繼續反應到能體現高相對分子質量的酚醛樹脂3 低毒快速固化酚醛膠性能指標3 . 1 理化指標小試、中試和生產試驗中用復合催化劑和改進的聚合工藝制得的小試、中試和生產試驗低毒快速固化酚醛膠的理化指標見表 1 .(ＰＦ) 1 以ＮａＯＨ為催化劑 ,采用改進后的聚合工藝制得的酚醛膠 ;理化性指標
均按ＧＢ/Ｔ1 40 74. 1～ 1 6— 93規定方法測試 .
從表 1可見 ,無論小試、中試和生產試驗制得的低毒快速固化酚醛膠的理化指標均符合合同規定指標 .表明配方和工藝成熟 ,再現性好 .
3 . 2 凝膠時間
采用 1 0 0℃恒溫水浴測凝膠時間 ,可以反映酚醛膠固化速度 ,表 2列出快速固化酚醛膠與常規酚醛膠的凝膠時間 .(ＰＦ) 1 為常規酚醛膠 ,其它為低毒快速固化酚醛膠 .
由表 2可見 ,不加固化劑時快速固化酚醛膠與常規酚醛膠的凝膠時間差別不大 ,加 5%～ 1 0 %固化劑后快速固化酚醛膠的凝膠時間比常規酚醛膠縮短 2～ 4ｍｉｎ
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