木材胶接用三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂性能研究解读.docx
《木材胶接用三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂性能研究解读.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《木材胶接用三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂性能研究解读.docx(18页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
木材胶接用三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂性能研究解读
2009年第31卷第4期
化学与黏合
CHEMISTRYANDADHESION
木材胶接用三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂性能研究
朱丽滨1,一,
顾继友1,
曹
军2
(1.东北林业大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040;2.东北林业大学机械工程博士后流动站,黑龙江哈尔滨150040)
摘要:
针对实际应用,以=三聚氰胺作为改性剂对脲醛树脂进行共聚和共混改性。
在不同固化体系下,采用不同摩尔比低毒脲醛树脂分别与三聚氰胺混合,对混合比例变化对胶合强度和甲醛释放量的影响进行了具体研究。
结果表明:
固化体系不同,胶接强度也不相同。
随着摩尔比的升高。
胶接强度提高.甲醛释放量亦相应提高。
用三聚氰胺改性的脲醛树脂的胶接强度与甲醛释放量均优于纯脲醛树脂。
混合胶液中随三聚氰胺比例减少,胶接性能有所下降,甲醛释放量变化逐渐趋于平稳。
关键词:
木材胶接;三聚氰胺;脲醛树脂;改性中图分类号:
TQ
433.431
文献标识码:
A文章编号:
1001--0017(2009)04---0001-03
Study
on
thePerformanceofUFResinAdhesive
Modmed
with
Melamine
Usedfor
Wood
Bonding
ZHU
Li-binl之GUJi—y舢1andCAOJun2
(1.College《Mt越erialsScienceandEng沁e出lg'NortheastForestryUniversity,HⅢ'bin150040,Chin删"2.TheMobilePostDoetordCenterqf
MechanicalEngineering,Northeast
Forestry
University,Harbin
150040,Ch沁J
Abstract:
Thethesisconsideredthepracticalapplication.modifiedtheUFresin
witlIthemelaminebyeopolymtti蹦ion
andco-blending.The
effects
0f
differentmolarratio
ofUFresin
tO
melamine
on
bondingperformanceandtheto,Ⅷddehydeemission
were
studied.Theexperimentalresult
indicatedthatthebonding岫ng山wag
not酗Im
if
the
curingsystemwss
different.Withtheradar
ratio
increasing,thebondingstrengthandthe
formaldehyde
emission
elllI∞ced.Thebondingstrengthandtheformaldehyde
emission
ofUF
resinmodifiedwiththemelaminewere
betterthan
pure
UFresin.Withthe
proportion
ofthernelaminereducing,thebondingperformancedecreased,theehlmongofformaldehydeemissiontendedto
stabi-
lization.
Keywords:
Woodbonding;melamine;urea-formaldehyder℃sin;modification
前言
脲醛树脂胶黏剂的使用量虽然很大,但自身也
存在着一些缺点。
固化后的体形结构中存在一些亲
水基团,如羟甲基、羰基、氨基、亚氨基等,这些基团易水解,使脲醛树脂的耐水性差,尤其是耐沸水能力会更差【l,21。
这主要是因为树脂中的碳酰胺键发生了水解;另外,使用酸性固化剂后会使胶层固化后显酸性,而酸性使胶层中的次甲基键水解而导致胶层脆性大,易老化,使用过程中甲醛释放量高等。
本文针对脲醛树脂耐水性差、游离甲醛含量高的原因,用一定量的三聚氰胺进行改性,改性后的脲醛树脂胶黏剂兼具了三聚氰胺树脂胶黏剂的优点,又弥补了自身的缺陷。
本试验共合成了六种低毒脲醛树脂胶黏剂,采用两种方法对脲醛树脂进行改性,即共混和共聚,以提高脲醛树脂的耐水性并降低游离甲醛的含量。
在脲醛树脂分子中引入三聚氰胺,由于形成了三维网状结构,可以封闭许多吸
水性基团,同时三聚氰胺显碱性可以中和胶层中的酸,在一定程度上防止和降低了树脂的水解和水解速度,从而提高了脲醛树脂的耐水性13,41。
在另一方面,加入的三聚氰胺可与甲醛发生反应,生成羟甲基
三聚氰胺,使得脲醛树脂中的游离甲醛含量下降。
1试验原料与方法
1.1
UF树脂胶黏剂的合成
本试验合成了六种低毒的脲醛树脂胶黏剂。
采
用的脲醛树脂为JQ一21和JQ一22,甲醛与尿素的摩
尔比分别是1.05:
l、1.10:
1、1.15:
1,采用碱一酸一碱的合成工艺,尿素分三次加入。
将甲醛溶液加入反应釜,调整其pH值为8.0。
9.0,加入U。
,升温,在一定温度下反应一段时间后,
将pH值调整为酸I生,缩聚到要求的黏度后,加入
U:
,反应一段时间后加入U,,最后降温,将pH值调整为8.0.9.0,出料。
在树脂合成过程中的某个时间段加入三聚氰胺,三聚氰胺加入量占尿素量的5%。
收稿日期:
2009-03-02
作者简介:
朱丽滨(1968一),女,黑龙江省哈尔滨市人,副教授,博士.主要从事木材加工用胶黏剂及生物质材料加工利用的研究。
万方数据
朱丽滨等,木材胶接用三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂性能研究
V01.31.No.4,2009
JQ一2l为不加任何改性剂的脲醛树脂胶黏剂;JQ一22为力nA--聚氰胺的脲醛树脂胶黏剂。
1.2胶合板试验1.2.1原料
单板为杨木,厚度2ram,幅面为32cm×32cm。
含水率8%-12%,压制3层胶合板。
1.2.2胶黏剂的调配
为了提高脲醛树脂胶黏剂的初黏性,满足预压要求,防止热压时透胶,节约原料,降低成本,在调胶过程中需要加入填料。
有时加人某种改性剂以改善脲醛树脂胶黏剂的某种性能”I。
试验以面粉作为活性填料,调胶配比为:
100份(以质量计)混合胶液,加20份面粉,5份水。
固化剂加入量为:
1009混合胶液加入5ml固化剂1或0.59固化剂2。
涂胶量为280-3209/m2。
1.2.3工艺参数
闭口陈化时间30min;
预压时间30min,预压压力0.8MPa(单位压力);
热压时间3.5min,热压温度120。
C,热压压力1.OMPa(单位压力)。
1.3甲醛释放量的测定
参照GB/r17657—1999(人造板及饰面人造板理
化性能试验方法》【6】
甲醛溶液浓度的定量方法及结果表示按
GB厂I’17657—1999
4.12.6.3及4.12.7。
2结果与讨论
2.1胶合板胶接强度
试验分别采用共混和共聚两种方法进行改性。
在不同固化体系下,脲醛树脂与三聚氰胺树脂以不同比例混合压制胶合板,经过煮沸试验,所得胶合板胶接强度如表l、表2和图1、图2所示。
表1
未经过共聚改性的脲醛树脂胶接强度(MPa)
Table1
BondingstrengthofUFresinwithout
modificationby
copolymerization
摩尔比
混合比例/%(MrfOF)
5:
5
4:
63:
72:
8咖=1.05固化剂l0.660.520.290.25固化剂20.5lO.590.370.1l跏=1.10固化刺10.760.490.360.25固化剂20.520.500.360.34咖=1.15
固化剂l0.610.430.35O.32固化荆2
0.67
0.57
0.44
0.31
三聚氰胺混合比例,%
.----dk.---固化剂l—・一固化剂2
芒善魁暖端甾
0.8
重0.6
恻0.4憩鲻0.2甾
O
三聚氰胺混合比例/%
—●一固化剂1.--.41-,--固化剂2
三聚氰胺混合比例,%
+固化剂l—・一固化剂2
田l
未经过共聚改性的脲醛树脂胶接强度
Fig.1
BondingstrengthofUFresin
withoutmodificationby
copolymerization
表2经过共聚改性的脲醛树脂胶接强度lMPa)
Table2BondingstrengthofUFresinmodifiedby
copolymerization
0.8
重o.6
鬈0.4
弘2
0
2030
4050
三聚氰胺混合比例/%
—●一固化剂l--.11---固化剂2
0.8
重0-6
蛰o.4
鄞z
O.80.6O.40.2
0
20304050
三聚氰胺混合比例,%
+固化剂1.==15--固化剂2
万方数据
2009年第3l卷第4期
化学与黏合
CHEMIS,rRYANDADHESl0N
・3・
低,只有摩尔比为1.10的脲醛树脂,在固化体系l下,混合比例5:
5时达国家I类胶合板标准,这也充分地说明了,单一采用共混的方法进行改性,效果不是很好。
在不同的固化体系下固化程度不同,胶接强度也有所不同。
固化体系l下的固化程度比较好,胶接强度也较高。
在两种固化体系下,采用共聚改性的脲醛树脂,混合比例5:
5时均能达国家I类胶合板标准,但由于外界因素的影响,个别强度偏低。
在固化体系2下,此种脲醛树脂在混合比例4:
6时也能达
I类标准,这说明了固化体系2较为适合该种胶黏
剂,固化体系2的稳定性高于固化体系1。
2.2胶合板甲醛释放量
不同固化体系下,脲醛树脂胶黏剂与三聚氰胺树脂以不同比例混合,胶合板甲醛释放量如表3和表4所示。
表3未经过共聚改性的脲醛树脂甲醛释放量(rr・g/L)
Table3
FormaldehydeemissionofUFresinwithoutmodificationbycopolymerization
衰4经过共聚改性的脲醛树脂甲醛释放■(mg,L)
Table4
FormaldehydeemissionofUFresinmodifiedby
copolymerization
固化体系不同,胶合板的甲醛释放量有所不同。
固化体系1下的胶合板甲醛释放量比较低。
其
中摩尔比为1.05的加入固化剂1的脲醛树脂,胶合板甲醛释放量可以达到E。
级标准。
采用共聚的方法进行改性,胶合板的甲醛释放
量明显比较低。
其中在固化体系l下的甲醛释放量均达到GB/T9846.3—2004E。
级标准。
而固化体系2下除摩尔比为1.15的低毒脲醛树脂,由于摩尔比太
高外,其它也达到E.级标准。
从这些数据也可以看出经过共混和共聚两种方法同时改性,效果会达到最好。
在以上试验的基础上,将共聚改性的脲醛树脂
JQ一22与三聚氰胺树脂按8:
2比例混合,应用于生
产,用于实木胶接。
所用树种为:
水冬瓜,西南桦,青松,铁杉,金丝柚,核桃木等,均达到了令人满意的效果。
3
结论
(1)采用共混的方法将三聚氰胺树脂分别与两
种低毒脲醛树脂混合,混合液的胶接强度和甲醛释放量有所差异。
同时采用共聚和共混两种方法进行改性的脲醛树脂,其胶接强度和甲醛释放量均优于单一的采用共混改性的脲醛树脂。
(2)在不同的固化体系条件下,共混改性后低毒脲醛树脂的胶接强度和甲醛释放量均有所不同。
综合试验结果表明:
固化体系l下脲醛树脂的胶接性能优于固化体系2。
(3)用三聚氰胺作为改性剂对脲醛树脂进行改性,耐沸水性能有了显著地提高,并有效地降低了游离甲醛含量。
在共混试验中,随着三聚氰胺混合比例的增加,胶接强度提高较为明显,适宜的混合比例为三聚氰胺占混合胶液的40%~50%。
(4)在两种固化体系下,同时采用共聚和共混两种方法改性的脲醛树脂,随着摩尔比的升高,胶
接强度呈上升趋势。
三种摩尔比的改性低毒脲醛树
脂,在固化体系l下,M舢F=5:
5时均达GB/T9846.
3-2004
I类胶合板标准,甲醛释放量也达E。
级标准。
(5)胶黏剂的种类不同,其胶接强度也有所差异。
当共混比例为50%时,对于未共聚改性的低毒
脲醛树脂,在固化体系l下胶接强度均达到标准要
求;而在固化体系2下只有当摩尔比为1.15时才能达标。
对于经过共聚改性的低毒脲醛树脂,两种固化体系下胶接强度达到令人满意的效果;且在固化体系2下,当三聚氰胺混合比例降到40%时,也能
够达到标准。
因此,在实际生产应用过程中,应根据
具体情况,选择适宜的固化体系,才能达到良好的胶接性能。
参考文献:
[1]谢庭义.对供装饰板和装饰纤维板使用的三聚氰氨尿素甲醛
树脂生产工艺的探讨[J].林产工业。
1989.(1):
29—30.
[2]金立维,王春鹏.赵临五,等.E1级三聚氰胺改性脲醛树脂的
制备与性能研究[J].林产化学与工业.2005,25(!
):
40-..44.
[3】林昌镇,顾继友.三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂研究进展[J】.
万方数据
赵蕾等,PBO纤维用于耐高温气体过滤材料的探讨
V01.31.No.4,2009
PBO纤维用于耐高温气体过滤材料的探讨
赵
蕾,
宋元军,
黄玉东,
樊立辉,
李娜,孙德智
(哈尔滨工业大学.黑龙江哈尔滨1500m)
摘要:
合成纤维过滤材料越来越多地被应用于高温烟气过滤器中。
聚苯撑苯并二嚼唑(PBO)纤维具有强度大、模量高、耐热性能突出、密度小、耐化学性好等特点。
对自制的初生PBO纤维进行了高温热处理并对其进行了耐热及耐酸性能的测试。
热处理后,PBO纤维的拉伸强度由2.86GPa提高到了3.94GPa;长期使用温度达到600。
C;纤维在60%浓度的浓硫酸和63%浓度的浓硝酸中浸泡60d以后,拉伸强度依然可以分别保持在2.71GPa和2.11GPa。
同其它高温烟气过滤材料用纤维相比,PBO纤维具有明显的优势。
关键词:
PBO纤维;高温气体;过滤材料中图分类号:
TQ
342.73
文献标识码:
A
文章编号:
1001-0017(2009)04删加3
TheDiscussionofPBoFiberUsing
for硒gII
TemperatureFiltratedMaterials
ZHAOLei,SONG
YⅢ-jan,HUANG
Yu-dong。
FANLi-hui,LINaandSUNDe-口hi
(DepartmentofAppliedChemistry,HarbinInstituteo/Technology,H口'bin150001,China)
Abstract:
Filtrationmaterialmadefromsyntheticfiberhasbeenwidelyapplied
in
hightemperature
fume
filter.Poly(p-pbenylene-2.6-benzo-
bisuxazole)(PBO)fiber
hasmanyexcellentcharactemsuch∞high
8廿e啦;tII,high
modulus,excellentthermalstability,low-density,excellentchemical
stability.etc.Theself-madePBOfiber
w88treatedbyhigh
temperature
andtheheatand
chemical
resistancewere
tested.ThetensilestrengthofPBO
fiberhasbeenimprovedfrom2.86GPaIo
3.94GPaafterhemUneatment.Thelong
time
working
temperaturereaches600。
C.Afterdipping
in
60%咖一
centratedsulfuricacidand63%concentrated
nitric
acidfor60d,thetensilestrengthstillrettain82.71GPaand2.11GParespectively.PBOfiberhas
obviousadvantagescomparedwithother
fiberswhich
are
applied
in
high
temperaturefumefilter.
Key
words:
PBOfiber,hi曲temperaturegas;filtration
material
前言
进入2l世纪以来,环境问题已经成为人类面
临的几大问题之一。
水污染、空气污染、白色垃圾、噪声污染等等日益威胁着我们的生存环境。
其中,工厂和废弃物焚烧场产生的大量烟尘是空气污染的几大源头之一,因此,人们对其过滤体系的研究更加重视,而纤维以其独特的优势越来越广泛地应用在空气过滤器中【11。
然而,由于作为工厂烟气过滤体系的纤维需要在高温、强氧化、强腐蚀等条件下工作,因此,一般
纤维不适合做高温过滤材料。
目前用于高温烟气过
滤的材料主要有芳纶、玻璃纤维、聚苯硫醚、聚酰亚
胺和聚四氟乙烯等高性能纤维。
其中,芳纶纤维高温下易水解【2】,玻璃纤维较脆,耐折性差且加工困难”I。
聚苯硫醚纤维易氧化,聚酰亚胺及聚四氟乙烯纤维价格较高,依赖进口。
因此,研制出一种强度高、稳定性好、耐高温、耐酸碱腐蚀且完全国产化的高性能纤维过滤材料十分重要。
PBO纤维全称为聚苯撑苯并二嗯唑纤维,其拉伸强度大,模量高,耐热性能极为突出,密度仅为
1.56咖m3,在几乎所有的有机溶剂及碱中都是稳定
的,仅能溶解于少数高浓度强酸。
因此被称为2l世纪的超级纤维141。
作为新一代高温烟气过滤材料,PBO纤维拥有其它纤维无可比拟的优势以及潜力。
收稿日期:
2009--02—19
作者简介:
赵蕾(1983一),男.内蒙古通辽市人,在读博士,研究方向:
PBO纤维的合成。
(上接第3页)
[5]朱丽滨.顾继友.翁向丽.脲醛树脂固化特性对胶接性能、甲醛
牯接.2001,22(5):
29_32・
释放量的影响[J].东北林业大学学报.2004,32(2):
32—34.[4]M.PRESTIFILIPPO.Lowadditionofmelaminesaltsforimproved
[6]GBfI'17657一1999.人造板及饰面人造板理化性能试验方法Is].
UFadhesives
walter瑚i砒an∞[J】.Hulz.Roh-w,1996,54(@393-398.
万方数据
木材胶接用三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂性能研究
作者:
朱丽滨,顾继友,曹军,ZHULi-bin,GUJi-you,CAOJun
作者单位:
朱丽滨,ZHULi-bin(东北林业大学,材料科学与工程学院,黑龙江,哈尔滨,150040;冻北林业大学,机械工程博士后流动站,黑龙江,哈尔滨,150040,顾继友,GUJi-you(东北林业大学,材料科学与工程学院,黑龙江,哈尔滨,150040,曹军,CAOJun(冻北林业大学,机械工程博士后流动站,黑龙江,哈尔滨,150040刊名:
化学与黏合
英文刊名:
CHEMISTRYANDADHESION年,卷(期:
2009,31(4被引用次数:
1次
参考文献(6条
1.林昌镇;顾继友三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂研究进展[期刊论文]-粘接2001(05
2.金立维;王春鹏;赵临五E1级三聚氰胺改性脲醛树脂的制备与性能研究[期刊论文]-林产化学与工业2005(013.谢庭义对供装饰板和装饰纤维板使用的三聚氰氨尿素甲醛树脂生产工艺的探讨1989(014.GB/T17657-1999.人造板及饰面人造板理化性能试验方法
5.朱丽滨;顾继友;翁向丽脲醛树脂固化特性对胶接性能、甲醛释放量的影响[期刊论文]-东北林业大学学报2004(02
6.M.PRESTIFILIPPOLowadditionofmelaminesaltsforimprovedUFadhesiveswaterresistance[外文期刊]1996(06
本文读者也读过(8条
1.郑云武.朱丽滨.顾继友.ZHENGYun-wu.ZHULi-bin.GUJi-youE0级胶合板用脲醛树脂胶黏剂的研究[期刊论文]-林产工业2010,37(6
2.闫文涛.张永娟.张雄.高翔.YanWentao.ZhangYongjuan.ZhangXiong.GaoXiang三聚氰胺脲醛树脂胶粘剂的改性[期刊论文]-精细石油化工进展2008,9(6
3.张忠涛.齐爱华.ZHANGZhong-tao.QIAi-hua木材工业用脲醛树脂胶黏剂生产的工艺设计[期刊论文]-林产工业2009,36(2
4.韩书广.吴羽飞.卢晓宁.HANShu-guang.WUYu-fei.LUXiao-ning三聚氰胺改性脲醛树脂化学结构及反应过程的13C-NMR研究[期刊论文]-南京林业大学学报(自然科学版)2007,31(6
5.左继成.李艳梅.李喜坤.ZUOJi-cheng.LIYan-mei.LIXi-kun环保型高剪切强度脲醛树脂胶黏剂的制备[期刊论文]-化学与黏合2010,32(4
6.朱丽滨.顾继友.ZHULi-bin.GUJi-you三聚氰胺改性低毒脲醛树脂耐水性研究[期刊论文]-林产工业2008,35(2
7.郭嘉.舒伟.郑治超.罗晔.GUOJia.SHUWei.ZHENGZhi-chao.LUOYe环保型脲醛树脂合成的研究[期刊论文]-化学与黏合2006,28(2
8.时启磊.SHIQi-lei三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂在E0级强化木地板基材中的使用特性分析[期刊论文]-中国人造板2008,15(11
引证文献(1条
1.汪帆.李正文.艾照全纤维板用胶粘剂及其甲醛释放量的研究新进展[期刊论文]-粘接2011(10
本文链接: