1 试验目的
在胶合板生产中 ,涂胶单板经陈化 ,胶液仍维持其流动性 ,再经预压 ,使胶液脱水 ,相邻单板之间初步粘结 ,因而在以后的操作中 ,组坯单板能够整齐排列而避免移位。目前通用的胶粘剂要求较长的陈化时间和预压时间 ,才能达到满意的预压胶合强度 ,或即便提供了合适的陈化时间 ,但又缺乏令人满意的预压特性。因而需要寻求一种既能够减少陈化时间和预压时间 ,同时又能获得满意预压胶合强度的胶粘剂配方。
2 机理和工艺要求
2 . 1 机 理
生产中 ,酚醛树脂胶粘剂的陈化时间及预压操作特性与填充剂及树脂保持或散失水分的能力有直接关系。研究发现 ,酚醛树脂加入经碱处理并含有较高支链的淀粉 (淀粉总量中 ,含 75%以上的支链淀粉 )后 ,能缩减陈化时间 ,但陈化过程中仍能保持足够的流动性 ,同时又改善了胶液的预压特性 ,因而固化过程很少受影响。上述方法与传统的淀粉改性胶粘剂有很大差别。首先 ,以往的淀粉改性胶粘剂中 ,淀粉成分的分散与碱量、温度、混合速度、淀粉与水的比例、混合时间等因素无决定性的关系 ,因而试图通过以上条件来控制胶液性能 ,往往不能达到预期效果。而本配方所制胶液与上述各因素有决定性的关系 ,能通过调整上述调胶条件 ,有效控制胶液质量 ;其次 ,本配方能得到快速固化胶粘剂 ,平衡了操作中互相矛盾的因素 ,使得陈化时间的容限长且预压效果好 ;第三 ,本配方能改善任何一种胶合板用酚醛树脂胶粘剂的预压性能。按以往经验 ,为提高预压胶合强度 ,需对树脂有较大的改进 ,而本配方对这种要求则大大降低。应予说明的是 ,如果游离甲醛含量超过固体胶量的 5% ,会改变淀粉的分散度并降低其效能。
2 . 2 调胶工艺要求
支链淀粉首先与 2 %～ 2 0 % (占淀粉重量 )的碱金属氢氧化物在水中化合 ,水的用量视操作中混合物所需浓度及终胶粘剂的固体含量来决定。通常胶粘剂的固体含量为1 0 %～ 70 % (重量 ),好为 35%～ 45%。具体地说 ,在预处理阶段中 ,至少应有占总水量 50 %的水与支链淀粉和碱金属氢氧化物结合。在预处理阶段中 ,有 3个可变参数相互影响 ,它们是混合时间、温度和碱金属氢氧化物浓度。预处理过的高支链淀粉的分散度随着水温、混合时间和碱金属氢氧化物含量的增加而提高 ,使在每一步骤中比处理低支链淀粉更容易达到稳定状态。在实际使用中 ,冬季水温低时 ,可用增加混合时间与碱金属氢氧化物或者两者兼用来补偿 ;在夏季 ,当水温较高时 ,可用上述相反的办法。使用预热水可进一步减少混合时间和碱金属氢氧化物用量。使用一般淀粉改性的胶粘剂则没有这种适应性。
3 配方的各组份及性能要求
3. 1 各组份性能要求
酚醛树脂 :可使用任何碱性酚醛树脂缩合物 ,游离醛含量不超过树脂固体的 5%。好用苯酚与甲醛 (37%或 50 %的溶液 )制备 ,但苯酚量的 1 5%亦可由甲酚、二甲酚、聚苯基酚代替。
淀粉 :本配方使用未精制、半精制和精制的天然淀粉 ,这种淀粉在其分子结构中至少含有 75%的支链淀粉 ,如 :马铃薯、山药、甘薯、木薯淀粉、玉米淀粉等。淀粉在碱液中的分散情况 ,取决于它的分子结构 ,高支化的或支链淀粉的分子一般比较重 ,更容易分散在水溶液中形成高粘度 ,且具有较好的稳定性 ,加压条件下 ,水分散失比直链淀粉更容易。因此支链淀粉含量越高 ,分支结构分越大 ,就越适合做胶合板的酚醛树脂胶粘剂。
碱 :碱金属氢氧化物。
其它 :常用的填料包括粘土、滑石粉、白恶粉、方解石等 ,纤维素物料如木粉、树皮粉、坚果壳粉等。
终的组份含有 5～ 50份 (重量 )高支链淀粉 ,5～ 2 5份填料和 1 0 0份酚醛树脂固体。其他常用的添加剂如填充剂、固化剂、染料等也可加入胶料组份中。
3. 2 配方实例
本配方选用未精制的马铃薯淀粉 (淀粉总量中含有 78%支链淀粉 )、玉米芯制糠醛后的颗粒状剩余物 ,这些颗粒可通过 1 0 0目筛网 ;所用酚醛树脂是固体含量为 40 %的酚醛树脂碱溶液 ,该树脂在 2 1℃下 ,使用 Mac Michael粘度计、用 2 6号吊丝的粘度均为1 0 2 ,酚醛树脂是用 1 . 0克分子苯酚和约 2 . 0克分子甲醛 ,在有 0 . 75克分子 Na OH的溶液中进行缩聚 ,Na OH以 0 . 1 5,0 . 30 ,0 . 30克分子逐次分别加入 ,见下表。
实例配方表配 方重量份
水 (在 1 8～ 2 4℃下 )597
填 充 剂 2 35
未精制的马铃薯淀粉混合 2 min 57
酚醛树脂 ,含水混合 2 min 1 36
50 %Na OH水溶液混合 2 5min 6 0
液态酚醛树脂混合 5min 1 2 2 1
