木材工業用膠粘劑的現狀和發展趨勢解析

李 艷

（國家林業局 林產工業規劃設計院，中國 北京 100010）

0 引言

木材資源在國家經濟發展中占據著重要地位，目前國內每年的木材消耗量約為5億m3，且還呈現出不斷上升的趨勢，使得木材供應壓力越來越大。同時，工業發展帶來了嚴重的污染問題，為改善這一現狀，生態節約型社會成了主要發展方向。人造板在此環境下迅速興起，推動了木材工業的進步，而且對環境保護做出了極大貢獻。作為人造板技術的中的關鍵材料之一，膠黏劑自然也受到了廣泛關注。

1 木材工業用膠黏劑的現狀

膠黏劑是指發揮自身內聚、粘合功能，能夠將被黏物黏結在一起的物質。其種類很多，如三醛膠、淀粉膠黏劑、蛋白質膠黏劑、聚氨酯膠黏劑等。其中，三醛膠應用最廣。“三醛”指的是以下3種膠黏劑：

1.1 脲醛樹脂膠黏劑

脲素和甲醛是其主要成分，獲取原料較容易，工藝簡單，生產成本低。成品無色，性能優越，具有較好的耐濕性和耐水性。由于成本低，使用方便，脲醛樹脂膠黏劑在木材工業用膠總量中比重很大，約占了80%。其最大的缺陷在于游離甲醛的釋放，對環境、對人體危害極大，另外貯存不穩定、適用期短也是其不足之處。如何解決游離甲醛的問題，減輕其危害是研究重點，目前可行的方式包括：①分階段合成，通過多次加料，將游離甲醛含量降至最低；②使用甲醛捕捉劑，但使用量較大，需增加成本，而且可能會影響到成品質量；③采用新方法制膠。

1.2 酚醛樹脂膠黏劑

該類膠黏劑不但原料容易獲得，而且基本不會有游離甲醛釋放。另外，其耐熱、耐磨、耐腐蝕，膠接性強，使用壽命較長，應用也極為廣泛。不足之處在于成本過高、固化時間過長，膠層內應力大、顏色深，且成品易發生透膠、龜裂等現象。目前對酚醛樹脂膠黏劑的研究集中在以下3方面：①如何降低成本。常用的方法就是在不影響質量的前提下，摻加其他成分，如尿素、木質素等，都使得生產成本明顯降低；②如何進一步提高性能。可摻加高活性的酚，改善其堿性較差的情況；或摻加聚酰胺樹脂等彈性體聚合物，可提高膠黏劑的柔韌性；玻璃纖維做填料有利于增強抗彎能力及抗張強度等；③動力學研究。使用醋酸鋅作催化劑可更好地調整合成工藝。

1.3 三聚氰胺甲醛樹脂膠黏劑

其固化速度相對酚醛樹脂較快，耐磨耐熱，有極好的耐候性和耐水性。成品硬度高，膠接性強，在高溫環境中能夠保持顏色和光澤。其缺陷在于貯存不穩定、柔韌性較差，且性脆易裂、成本昂貴。該類膠黏劑的研究重點為：①如何提高貯存穩定性。可通過雙氰胺改性實現，或將膠黏劑噴霧干燥成粉末狀，以延長貯存時間。生產中多將其制成高固含量的水溶液，貯存時溶液易變得渾濁，所以應加大對其不穩定性過程的研究力度；②如何進一步改善性能。為改變其性脆易裂的不足，可通過降低樹脂的交聯度，以增加其柔性，或適當摻加聚酰胺等熱塑性樹脂。合成時摻加一定的聚乙烯醇，也有利于提高柔韌性。

2 國內外現狀對比及存在的問題

隨著木材工業對木材需求量的增加，膠黏劑在木材加工業中的作用更為突出，如刨花板、膠合板、纖維板等都離不開膠黏劑。世界各國的膠黏劑年銷售量已突破1000萬噸，換算成銷售額，高達260億美元，其中美國約占了35%，日本在15%左右，我國占7%。國內的膠黏劑生產廠家數量較多，但規模不大、檔次不高，而世界排名前10位的廠家至少占領了全球1/3的市場。

在技術的推動下，膠黏劑種類越來越多，相關研究也不斷深入。從目前來看，“三醛膠”占據著主導地位。我國在此方面，除了對“三醛膠”性能加以改進，重點放在了環保節能型膠黏劑，以及高技術含量的新產品的研發上，如高性能壓敏膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂等。國內的問題在于生產企業規模較小、品種單一；技術落后、缺乏創新；質量不佳，新產品開發緩慢；競爭優勢不足，人才匱乏。另外，我國膠黏劑的生產量雖多，但某些材料多依賴于進口，如水性聚氨酯膠、熱熔型聚氨酯膠等。而歐美等發達國家，對含有甲醛類的木材膠黏劑使用相對減少，開始向無毒環保高黏接強度的淀粉膠、蛋白質膠的方向邁進。但也面臨著新的問題，如以淀粉為原料制成的膠黏劑，對化石試劑的依賴性較強，導致淀粉膠黏劑價格十分昂貴。

3 木材工業用膠粘劑的發展趨勢

結合國內實際情況，短期內應將重點放在“三醛膠”性能改進上，同時要運用高科技自主研發新產品，發展新技術。

3.1 擴大規模

脲醛樹脂膠黏劑在國內應用最廣，但多數生產企業的生產規模較小，在國際上沒有競爭優勢，同時也制約了企業的進一步發展。所以膠黏劑生產企業應從人造板企業獨立出來，走規模化生產道路。隨著規模的擴大，經濟效益越來越佳，生產企業便有足夠的資金引進先進技術和設備，培養高水平、高素質的人才，并加大對新技術、新產品的開發研究力度，逐步與國際接軌。進而提高競爭力，占領更大的國家市場。此外，隨著質量的提升，以及新技術的研究，游離甲醛的問題將得到很好的解決，減輕了對環境的污染、對人體的危害。

3.2 節能環保

節能環保是當前時代的主題，一切生產活動都要圍繞此展開，環保化是今后膠黏劑發展的必然趨勢。生產廠家應對現有的生產工藝進行深入研究，采用先進的生產工藝生產醛類膠黏劑，使其質量符合E1級標準，盡量實現低醛化。同時應積極研究開發膠黏劑新品種，致力于木材工業用無醛膠黏劑的開發，尤其是低成本無醛膠黏劑，更應受到高度重視。

3.3 科技創新

利用可再生的天然資源，如熱解生物油、淀粉、木質素等加以改造，研制綠色環保膠黏劑。如熱解生物油中含有很多酚類、醛類，以其代替酚醛樹脂，韌度、反應活性、反應交聯度都有所增加，且能夠節約大量成本。但由原油制成的生物油從性能上講還不能完全代替純酚醛樹脂，且長期貯存時，熱解生物油因物化性質不穩定，易發生相分離以及沉淀。針對這些問題，企業有必要與科研所或高等院校聯合，利用高科技去解決。同時積極開發具有自主知識產權的高新技術產品，開創獨具特色的新品種，將科研成果轉化為生產力，以新技術新產品占領市場。

3.4 發展品牌產品

為了優化產業結構，轉變產業發展方式，需建設自己的品牌。國內企業要想提高競爭力，獲得市場認可，并在國際市場上占有一席之地，必須努力提升膠黏劑產品的質量和檔次，打造創建自主知名品牌。

4 結束語

膠黏劑在木材工業中的作用不言而喻，在經濟技術的推動下，其種類呈現出多元化，性能也大幅提升。但從國內現狀來看，在生產中還存在著很多問題急需解決，包括無毒環保膠黏劑的生產、新產品的研發、企業規模的擴大等，在今后需加強重視。

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