新型低甲醛黏合劑的建筑頂板技術研究與開發(fā)

馬廣 蒙獻芳 張立穎 劉建麟

【摘 要】建筑材料的甲醛含量一直是人們最關心和重視的問題。為了降低甲醛含量，廣西賓陽縣榮良新材料科技有限公司采用一次加入甲醛，三次加入尿素的工藝，保證聚合反應速率始終保持不變，不產(chǎn)生聚合反應凝膠效應，甲醛單體幾乎完全反應，所得脲醛樹脂甲醛殘留量低，制成的膠黏劑甲醛釋放量少。該產(chǎn)品極大地滿足了人們對家具環(huán)境越來越高的要求，將對人們身體健康產(chǎn)生的危害降至最低，提高了人們的生活質(zhì)量，促進了整體人造板材行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

【關鍵詞】建筑頂板；低甲醛；黏合劑

【中圖分類號】TS653.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）08-0032-03

0 前言

當前，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，在未來的較長一段時間內(nèi)，全社會的各種投資依然會保持增長狀態(tài)，促進了我國建筑業(yè)的發(fā)展。目前，我國的建筑結構都是以磚混結構為主，建筑施工采用環(huán)保的建筑頂板。20世紀80年代初，各種新結構體系不斷出現(xiàn)，現(xiàn)澆混凝土結構猛增。20世紀90年代以來，我國建筑的總體結構發(fā)生了較大變化，高層建筑、企業(yè)工廠宿舍和道路、鐵路建設等大量興建，同時也對頂板、腳手架等施工技術和施工用料提出了更高的要求，例如降低甲醛的含量，要求材料更加環(huán)保，更加注重人民的身體健康。隨著人們對建筑用料的要求越來越高，不斷降低建筑用頂板的甲醛含量將是未來發(fā)展的趨勢之一，因此開展低甲醛、低成本、施工高效、耐用的建筑頂板的研究和開發(fā)，對推動我國建筑技術進步有著積極的意義。

1 新型建筑頂板的發(fā)展及應用技術研究

1.1 我國建筑頂板發(fā)展狀況

隨著國內(nèi)外對膠合板需求量的大幅增長，促進了我國膠合板產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。據(jù)國家林業(yè)局統(tǒng)計，2012年，我國膠合板產(chǎn)量達到9 971.68萬m3，比2011年增長39.24%。但是，高速發(fā)展的數(shù)字并不代表我國膠合板產(chǎn)業(yè)已經(jīng)很強大，數(shù)字背后其實隱藏著膠合板產(chǎn)業(yè)中存在的各種各樣的問題。

從總體上看，國內(nèi)生產(chǎn)的膠合板質(zhì)量普遍較差。雖然我國是世界膠合板產(chǎn)量最大的國家之一，產(chǎn)量占全球的53%以上。在過去的12年間，我國的膠合板產(chǎn)量增長了11.45倍。但是，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，產(chǎn)品質(zhì)量普遍不高，仍需每年要從馬來西亞、印度尼西亞和歐洲等國家和地區(qū)進口，如2012年我國從國外進口的膠合板數(shù)量達到19.87萬m3。

我國膠合板生產(chǎn)必須嚴格控制數(shù)量，走高質(zhì)量、高效益的道路。從目前各省市生產(chǎn)的膠合板來看，膠合板質(zhì)量參差不齊，和國外相比存在較大差距。例如，2010年我國進口膠合板的平均價格為每立方米626.79美元，出口膠合板的平均價格為每立方米452.32美元。此外，在國內(nèi)銷售方面，價格相差也很大。

過去幾年，我國膠合板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是靠豐富的促生豐產(chǎn)林和廉價勞動力等取得一些微薄的經(jīng)濟效益，但是，隨著森林資源和勞動力的緊缺，以及化工原料不斷漲價、運輸成本不斷上升，企業(yè)的利潤空間正在不斷被壓縮。因此，在轉型升級中，我國膠合板產(chǎn)業(yè)必須走優(yōu)質(zhì)優(yōu)價的道路。

廣西賓陽縣榮良新材料科技有限公司（簡稱榮良公司）生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)膠合建筑頂板如圖1所示。

1.2 建筑頂板的制作

建筑頂板的板芯實際上就是一塊薄片單板，它被均勻過膠之后，然后經(jīng)過縱橫疊加、合理排版構成。要獲得薄片單板需要先對原木進行旋切，采用具有多項專利技術的“東方”旋切機，它的功能非常先進，可以對原木剝皮和旋切成薄片，而且結構合理、性能完善、生產(chǎn)效率高，旋切薄片厚度均勻，光潔程度好，剝凈率為95.3%，與手工剝皮相比，效率提高80.5%以上，厚度可達0.02 cm以下。剛切的薄片含水分過多，需要有一個晾干和膠水黏合的過程，以達到最佳的黏合強度。薄片薄則水分容易蒸發(fā)，可以減少晾曬和烘干時間，提高工作效率，而且薄片切薄的單板數(shù)量多，能更有效地利用木材。

1.3 低甲醛膠水配置技術工藝

采用自有專利技術配置的膠水組方（由脲醛樹脂、聚丙烯酸酯乳液、聚二甲基硅氧烷、填料和EVA乳膠等組成），具有無毒、抗霉、抗壓等性能，黏接強度高、不易氧化，耐低溫性能優(yōu)良，耐高溫、不會脫膠，它的抗老化性能好，生產(chǎn)成本能降低25%。采用甲醛為一次性投料，尿素分3次投料，這種新型工藝避免了凝膠現(xiàn)象的產(chǎn)生，所得的脲醛樹脂的分子量分布窄，甲醛殘留量低，用于生產(chǎn)建筑頂板，能夠在濕度大的南方城市使用，而且甲醛釋放量低。研究室膠黏劑配制指標見表1。

1.4 黏合劑生產(chǎn)原理

該防潮脲醛樹脂膠的生產(chǎn)方法，制備脲醛樹脂，甲醛為一次性投料，尿素分3次投料；脲醛樹脂的生產(chǎn)分成預聚合、聚合和后期聚合3個階段，后期聚合以后，加入聚丙烯酸酯乳液、聚二甲基硅氧烷和EVA乳膠，攪拌混合均勻以后，加入填料，用研磨機研磨30 min，得到防潮脲醛樹脂膠。聚合反應釜中，需要一次性加入甲醛溶液，用甲酸調(diào)節(jié)pH值為2～2.5，加入甲醛溶液重量15%的尿素，升溫至46 ℃，保溫反應60 min。聚合階段結束，加入甲醛溶液重量30%～40%的尿素，40～60 min內(nèi)加完，然后降低反應溫度至70～85 ℃，反應60～90 min，降溫至室溫，得到脲醛樹脂。聚合后期階段，可以采用過濾方式，除去不溶物，得到低甲醛殘留量脲醛樹脂以后，加入聚丙烯酸酯乳液、聚二甲基硅氧烷等，攪拌混合均勻以后加入填料，用三輥式研磨機研磨30 min，得到防潮脲醛樹脂膠黏劑。

所采用的聚丙烯酸酯乳液，為廣州奇盛化工有限公司生產(chǎn)的型號為M-863的通用純丙乳液，全部采用丙烯酸酯為原料，經(jīng)過乳液聚合而成，防水性能和耐候性好，與脲醛樹脂一起作為膠黏劑的原料，可以改善脲醛樹脂的耐水性，提高膠黏劑的防潮性能。

所采用的聚二甲基硅氧烷為道康寧公司生產(chǎn)，型號為XIAMETERPMX-200的硅油，具有高表面活性劑，在膠黏劑中作為消泡劑和流平劑，可提高膠黏劑的潤濕性，增強黏接強度。并且聚二甲基硅氧烷高度疏水，能夠提高膠黏劑的防水、防潮性能。

1.5 其他關鍵材料技術應用

填料可以稀釋膠黏劑和降低生產(chǎn)成本。由于脲醛樹脂分量被稀釋，單位體積的人造板含有的脲醛樹脂減少，能夠減少甲醛釋放量。并且填料能大幅度提高聚合物的材料力學強度、尺寸穩(wěn)定性和熱變形溫度，對提高膠黏劑與基材的膠合強度起到關鍵作用。

所采用的EVA乳膠是乙烯-醋酸乙烯共聚乳液，來自塞拉尼斯公司生產(chǎn)牌號為Ateva的EVA膠乳。與聚乙烯相比，EVA在分子鏈中引入了醋酸乙烯單體，從而降低了高結晶度，提高了柔韌性、抗沖擊性，填料的相溶性和熱密封性能在人造板的熱壓生產(chǎn)過程中提高人造板的密封性、防水性、防潮性。

1.6 板材壓制成型技術研究

將已經(jīng)過膠的單板，縱橫疊加合理排版，并利用旋切和最終裁邊，出現(xiàn)的廢料可填充空隙，每塊組裝好的膠合板板坯在上、下2個表面覆上隔層板，通過預壓機預壓平整，再將毛板轉移至高溫環(huán)境，在熱壓機下熱壓復合，最終形成所需的板材。熱壓和裁邊工序如圖2所示。

2 新型建筑頂板與同類產(chǎn)品對比

新型建筑頂板與一些品牌產(chǎn)品的技術性能參數(shù)對比見表2。

3 結論

目前，我國生產(chǎn)的人造板使用的膠黏劑的甲醛含量還是相對較高，對環(huán)境會造成一定的影響。如果含游離甲醛的人造板占室內(nèi)空間比例較小，其對人體危害有限，但大量使用人造板制品，室內(nèi)的甲醛含量就會成倍增加，成為危害人們健康的隱形殺手。

榮良公司研發(fā)的新型低甲醛建筑頂板采用一次加入甲醛，3次加入尿素的工藝，所得脲醛樹脂的甲醛殘留量低，大大提高了家居環(huán)境質(zhì)量，促進人造板材行業(yè)的健康和持續(xù)漸進發(fā)展，能創(chuàng)造較大的社會效益和經(jīng)濟效益。

參 考 文 獻

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[責任編輯：鐘聲賢]