《膠粘劑與涂料》教學(xué)大綱

1、PAGE PAGE 11膠粘劑與涂料教學(xué)大綱課程類別：C課程代碼：10修讀專業(yè)：木材科學(xué)與工程（本科）總 學(xué) 時(shí)：48（其中講課：32，實(shí)驗(yàn)：16）學(xué) 分：2.5實(shí)踐教學(xué)：一周大綱文本一、課程的主要內(nèi)容本課程是木材科學(xué)與工程本科專業(yè)學(xué)生的專業(yè)必修課。課程的主要章節(jié)內(nèi)容如下：（一）膠粘劑1. 緒論木材膠粘劑在木材加工工業(yè)中的重要意義；木材膠粘劑的發(fā)展歷史及趨向；學(xué)習(xí)本課程的目的和要求 2. 木材膠接基礎(chǔ)2.1 膠接的各種理論吸附理論、機(jī)械結(jié)合理論、擴(kuò)散理論、靜電理論、化學(xué)鍵理論。2.2 膠接界面化學(xué)固體表面上液體的平衡、膠接張力、臨界表面張力、膠接功、界面張力，膠接功、膠接張力及界面張力的最適宜

2、條件，界面化學(xué)尺度和膠接強(qiáng)度的關(guān)系。2.3 膠接流變學(xué)與膠接破壞膠接過程中的流變學(xué)；膠接破壞：膠接破壞原理，膠接破壞類型；膠接耐久性：水分的作用，熱氧化作用和應(yīng)力作用。2.4 膠接與木材相關(guān)的因素密度和樹種，濕潤(rùn)與濕潤(rùn)性，含水率，膠接面的紋理與纖維方向，表面粗糙度與加工精度，抽提物，木材缺陷與生產(chǎn)特征，被膠接面的污染及其他。2.5 膠接與膠粘劑相關(guān)的因素分子量及其分布、粘度、浸透性、極性、pH值和膠接層的厚度。2.6 膠粘劑的基本條件膠粘劑的濕潤(rùn)性，分子量及其分布，膠粘劑的pH值和極性。2.7 木材膠粘劑的選擇按木材膠接制品的要求選擇，按膠粘劑使用特性選擇。2.8 膠粘劑的組成與分類組成：膠料

3、，固化劑，增塑劑與增韌劑，填料，稀釋劑與溶劑，偶聯(lián)劑及其他助劑。分類：按固化方式，物理表觀形態(tài)和主要化學(xué)成分分。3. 氨基類樹脂膠粘劑 3.1 脲醛樹脂膠粘劑脲醛樹脂膠粘劑簡(jiǎn)介：發(fā)展歷史，特點(diǎn)及應(yīng)用。合成脲醛樹脂的原料：尿素，甲醛。脲醛樹脂的形成原理：尿素和甲醛的加成反應(yīng)，縮聚反應(yīng)和固化反應(yīng)。影響脲醛樹脂形成和性能的因素：尿素與甲醛的摩爾比，反應(yīng)介質(zhì)的pH值，反應(yīng)溫度，反應(yīng)時(shí)間，原材料質(zhì)量（尿素質(zhì)量與甲醛質(zhì)量）。脲醛樹脂的合成工藝：原料計(jì)算，樹脂反應(yīng)程度的控制，工藝類型的選擇，濃縮與不濃縮的選擇，脲醛樹脂合成實(shí)例。脲醛樹脂的調(diào)制：固化劑，助劑，脲醛樹脂調(diào)制實(shí)例。脲醛樹脂膠粘劑改性：提高耐水性，

4、改善老化性，降低游離甲醛含量。3.2 三聚氰胺樹脂膠粘劑三聚氰胺樹脂膠粘劑簡(jiǎn)介：性能特點(diǎn)與應(yīng)用。合成三聚氰胺樹脂的原料：三聚氰胺。三聚氰胺樹脂的合成原理：三聚氰胺與甲醛的加成反應(yīng)，縮聚反應(yīng)。影響三聚氰胺樹脂形成和質(zhì)量的因素：三聚氰胺與甲醛的摩爾比，反應(yīng)介質(zhì)的pH值，反應(yīng)溫度。三聚氰胺樹脂的合成工藝：合成實(shí)例，性能指標(biāo)及應(yīng)用。三聚氰胺樹脂的改性3.3 三聚氰胺尿素甲醛共縮聚樹脂膠粘劑 概況 性能及應(yīng)用 合成原理 合成工藝4. 酚醛樹脂膠粘劑4.1 概述：發(fā)展歷史，特點(diǎn)及應(yīng)用。4.2 合成酚醛樹脂的原料苯酚，甲酚，二甲酚，間苯二酚醛類：甲醛等。4.3 酚醛樹脂的形成原理熱固性酚醛樹脂的合成原理熱塑

5、性酚醛樹脂的合成原理高鄰位熱固性酚醛樹脂合成原理間苯二酚甲醛樹脂的合成原理 4.4 酚醛樹脂的固化酚醛樹脂固化反應(yīng)的歷程影響酚醛樹脂固化反應(yīng)速度的因素4.5 影響酚醛樹脂形成和性能的因素原料：官能度，取代基的位置，原料質(zhì)量。酚與甲醛的摩爾比：樹脂反應(yīng)速度與摩爾比的關(guān)系，樹脂固化速度與摩爾比的關(guān)系，三羥甲基酚含量與摩爾比的關(guān)系，樹脂平均分子量與摩爾比的關(guān)系，樹脂質(zhì)量與摩爾比的關(guān)系。催化劑：堿性催化劑，酸性催化劑，金屬離子催化劑。反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間4.6 酚醛樹脂的合成工藝原料用量的計(jì)算合成工藝類型的選擇：縮聚次數(shù)的選擇，催化劑的選擇，縮聚溫度的選擇，濃縮與未濃縮處理。酚醛樹脂的合成工藝：水溶性酚

6、醛樹脂，醇溶性酚醛樹脂，高鄰位酚醛樹脂，間苯二酚樹脂，苯酚-間苯二酚共縮合樹脂，冷固化酚醛樹脂。酚醛樹脂調(diào)制4.7 酚醛樹脂膠粘劑的改性 酚醛樹脂的改性方法：化學(xué)改性，物理改性，綜合改性。 幾種重要的改性酚醛樹脂：酚醛-縮醛樹脂膠粘劑，酚醛-丁腈橡膠膠粘劑，苯酚-三聚氰胺共縮合樹脂，降低酚醛樹脂的固化溫度和固化時(shí)間。5. 烯類高聚物膠粘劑 5.1 概述 5.2 聚乙酸乙烯酯乳液膠粘劑 原料：乙酸乙烯酯（醋酸乙烯酯），分散介質(zhì)，引發(fā)劑，乳化劑，保護(hù)膠體，調(diào)節(jié)劑，緩沖劑，增塑劑，凍融穩(wěn)定劑，防腐劑，消泡劑。 聚乙酸乙烯酯的合成原理：鏈引發(fā)，鏈增長(zhǎng)，鏈終止，鏈轉(zhuǎn)移。 乳液聚合的機(jī)理：聚合場(chǎng)所，成核機(jī)

7、理，聚合過程。 幾種新型的聚合乳液：核殼結(jié)構(gòu)乳液，無皂型乳液，超微粒乳液。 影響聚乙酸乙烯酯乳液質(zhì)量的因素：乳化劑的影響，引發(fā)劑用量的影響，攪拌強(qiáng)度的影響，反應(yīng)溫度的影響，其他影響因素。 聚乙酸乙烯酯乳液的合成工藝：合成工藝的特點(diǎn)，合成工藝實(shí)例。 聚乙酸乙烯酯乳液的應(yīng)用及其改性 聚乙酸乙烯酯乳液的進(jìn)展：降低乳液中的殘留單體，生成接枝預(yù)聚體，乳液的穩(wěn)定性與接枝，由乳液制造多孔性薄膜。5.3 聚乙酸乙烯酯共聚乳液膠粘劑 概述：分類，應(yīng)用 乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液膠（EVA）：EVA的合成，性能與應(yīng)用。 乙酸乙烯酯-羥甲基丙烯酰胺共聚乳液膠（VNA）：合成，性能與應(yīng)用。 其他乙酸乙烯酯共聚乳液膠5.

8、4 丙烯酸脂類膠粘劑 概述：分類，性能與特點(diǎn)，應(yīng)用。 -氰基丙烯酸酯膠粘劑：性能，單體的合成和膠的制備，應(yīng)用。 丙烯酯酯壓敏膠粘劑：性能，基本配方組成，合成，應(yīng)用。6. 熱溶性樹脂膠粘劑6.1 慨述 性能特點(diǎn)用途6.2 熱溶膠的組成及其作用 基本聚合物 增粘劑 蠟類 填料 增塑劑 抗氧劑6.3 熱溶膠的主要性能 熔融粘度（或熔融指數(shù)） 軟化點(diǎn) 熱穩(wěn)定性 晾置時(shí)間6.4 熱溶膠的應(yīng)用 乙烯-乙酸乙烯酯共聚樹脂熱熔膠（EVA熱熔膠）：性能，應(yīng)用，配方，改性。 乙烯-丙烯酸乙酯共聚樹脂熱熔膠（EEA熱熔膠） 聚酰胺樹脂熱熔膠 聚酯樹脂熱熔膠 新型熱熔膠：反應(yīng)型熱熔膠，水分散型熱熔膠，再濕型熱熔膠，熱

9、熔壓敏膠。6.5 熱溶膠的制備工藝 釜式生產(chǎn) 擠出法生產(chǎn)7. 橡膠類膠粘劑 7.1 概述 7.2 氯丁橡膠膠粘劑 氯丁橡膠膠粘劑的性能 氯丁橡膠膠粘劑的主要成分及作用：氯丁橡膠，硫化劑，防老劑，填料，酚醛樹脂，溶劑。 氯丁橡膠膠粘劑的制備：混煉法，浸泡法。 氯丁橡膠膠粘劑的應(yīng)用 氯丁乳液橡膠膠粘劑（氯丁膠乳液膠）的組分及作用：主要組分，配方及制造工藝。7.3 丁晴橡膠膠粘劑 丁腈橡膠膠粘劑的性質(zhì) 丁腈橡膠膠粘劑的主要成分及作用：丁腈橡膠，樹脂，硫化劑及硫化促進(jìn)劑，防老劑，填料，增塑劑和軟化劑，增粘劑，溶劑。 丁腈橡膠膠粘劑的制備：配方，配制工藝。 丁腈橡膠膠粘劑的應(yīng)用8. 聚氨脂膠粘劑8.1

10、慨述 聚氨酯膠粘劑的性質(zhì) 聚氨酯膠粘劑的分類：按成分和固化方法分，按組成不同分。8.2 異氰酸脂及其反應(yīng) 常用的異氰酸酯：甲苯二異氰酸酯（TDI），4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI），多亞甲基多苯基多異氰酯酯（PAPI）。 異氰酸酯基的化學(xué)反應(yīng)：與活潑氫的加成反應(yīng)，異氰酸酯化合物的聚合反應(yīng)，異氰酯酯的開環(huán)加成反應(yīng)。8.3 聚氨脂樹脂的形成 形成機(jī)理 配方舉例8.4 聚氨脂樹脂的固化 單組分預(yù)聚體膠的固化 雙組分預(yù)聚體膠的固化8.5 水性高分子異氰酸脂膠粘劑 API的形成原理 API的組成及特點(diǎn) API的應(yīng)用9. 環(huán)氧樹脂膠粘劑 9.1 概述 環(huán)氧樹脂的特性 環(huán)氧樹脂的用途 9.2 環(huán)氧樹脂

11、的合成原理 原料：環(huán)氧氯丙烷，二酚基丙烷。 合成原理 9.3 環(huán)氧樹脂的固化 環(huán)氧樹脂固化劑的分類：按固化反應(yīng)類型分類，按固化溫度分類，按固化劑結(jié)構(gòu)分類。 胺類固化劑：胺類固化劑的性能，固化原理。 酸酐類固化劑：酸酐類固化劑的性質(zhì)，固化原理，催化劑。 合成類固化劑：合成類固化劑的性質(zhì)，固化原理。 9.4 環(huán)氧樹脂添加劑 增韌劑和增塑劑 稀釋劑 填料 9.5 環(huán)氧樹脂的應(yīng)用 調(diào)膠：配方，調(diào)膠工藝。 膠接條件：涂膠，固化。 在木材工業(yè)中的應(yīng)用10. 不飽和聚酯膠粘劑 10.1 概述 10.2 主要原料 二元醇，不飽和二元酸，飽和二元酸，交聯(lián)劑，阻聚劑 10.3 不飽和聚酯樹脂合成原理 10.4 不

12、飽和聚酯樹脂的固化 引發(fā)體系，固化過程 10.5 不飽和聚酯樹脂的合成工藝 10.6 不飽和聚酯樹脂膠粘劑的應(yīng)用 聚酯玻璃鋼，紙質(zhì)塑料板11. 天然膠粘劑11.1 木素膠粘劑 概述，木素的特征未改性木素膠粘劑：直接利用，與酚醛樹脂等混合。化學(xué)改性木素膠粘劑：羥甲基化改性，酚化改性，羥丙基化改性，環(huán)氧化改性，聚氨酯化改性。11.2 單寧膠粘劑 單寧的特性：水解類單寧，凝縮類單寧。類黃酮的化學(xué)反應(yīng)特性：凝縮類單寧與甲醛的反應(yīng)，間苯二酚化反應(yīng)，單寧的聚氨酯化。單寧膠的制備與應(yīng)用11.3 木材原料膠粘劑11.4 蛋白質(zhì)膠粘劑 皮骨膠與明膠：特性，調(diào)制，應(yīng)用及改性。 酪蛋白膠 其他蛋白質(zhì)類膠粘劑：血膠，

13、豆膠。11.5 淀粉膠粘劑 淀粉，糊精11.6 纖維素類膠粘劑 纖維素酯，纖維素醚11.7 無機(jī)膠粘劑 無機(jī)膠粘劑的性質(zhì)與分類：熱熔型，氣干型，水固化型，化學(xué)反應(yīng)型。 硅酸鹽水泥：組成與品種，應(yīng)用。 石膏：石膏的性質(zhì)，應(yīng)用。12. 制膠車間工藝設(shè)計(jì)基本知識(shí) 12.1 工藝設(shè)計(jì)的基本原則與要求制膠車間工藝設(shè)計(jì)的基本原則對(duì)制膠車間各部分工藝設(shè)計(jì)的要求：對(duì)廠房建筑的要求，對(duì)合成樹脂車間內(nèi)部設(shè)施的要求，對(duì)管道布置及顏色的要求，對(duì)供水供汽的要求，對(duì)化工物料貯存的要求。12.2 主要設(shè)備及工藝參數(shù) 反應(yīng)釜（反應(yīng)鍋）：反應(yīng)釜釜體，攪拌器，軸封，傳動(dòng)裝置。 冷凝器 真空泵 其他輔助設(shè)備（附管道）12.3 工藝

14、流程 間歇法工藝流程，預(yù)縮合間歇法工藝流程，連續(xù)法工藝流程12.4 合成樹脂生產(chǎn)的自動(dòng)化控制 液位定量控制系統(tǒng)pH值自動(dòng)控制系統(tǒng)升溫控制及溫度記錄調(diào)節(jié)系統(tǒng)：升溫控制系統(tǒng)，溫度記錄系統(tǒng)。其他自動(dòng)化控制12.5 合成樹脂生產(chǎn)的廢水處理12.6 冷卻水的回收利用（二）涂料1. 慨述 1.1 木材加工用涂料與涂飾技術(shù) 木材加工用涂料與涂飾技術(shù)的發(fā)展歷程：涂料的發(fā)展，涂飾技術(shù)，涂飾機(jī)械，木材著色與著色劑。 木質(zhì)材料涂飾存在的主要問題 未來的涂料與涂飾技術(shù) 1.2 涂料的組成 成膜物質(zhì)：植物油，樹脂。 著色材料：顏料（顏料的特性，種類，著色顏料，體質(zhì)顏料），染料。 溶劑：性質(zhì)與作用，品種。 助劑1.3 涂

15、料的分類 標(biāo)準(zhǔn)分類：18大類。習(xí)慣分類：按貯存的組分?jǐn)?shù)分，按涂膜性狀分，按揮發(fā)分特點(diǎn)分，按固化特點(diǎn)分，按涂裝工程的層次分。1.4 涂料的性能 施工使用性能：顏色與透明度，粘度與固體份含量，干燥時(shí)間。 涂飾保護(hù)性能：附著力，硬度，柔韌性，耐液性，耐溫變性，耐寒性。 裝飾性能：光澤與保光性，色澤與保色，清漆透明度。2. 涂料品種 2.1 油性漆清油，厚漆，油性調(diào)合漆，酚醛樹脂漆2.2 天然樹脂漆 蟲膠漆，大漆2.3 醇酸樹脂漆 概述 醇酸樹脂的組成 醇酸漆的性能與應(yīng)用2.4 硝基漆（NC） 概述 硝基漆的組成：硝化棉，合成樹脂，增塑劑，顏料，溶劑與稀釋劑。 硝基漆的性能 硝基漆的應(yīng)用2.5 聚氨酯

16、漆（PU） 概述 聚氨酯漆的組成 聚氨酯漆的性能 聚氨酯漆的應(yīng)用2.6 不飽和聚酯漆（PE） 概述 不飽和聚酯漆的組成 不飽和聚酯漆的固化 不飽和聚酯漆的性能 不飽和聚酯漆的施工與應(yīng)用2.7 光敏漆 概述 光敏漆的組成與固化原理 光敏漆的特點(diǎn) 光敏漆的種類 光引發(fā)劑 光敏漆的應(yīng)用二、課程實(shí)驗(yàn)1. 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定2. 甲醛含量的測(cè)定3. 脲醛樹脂膠粘劑的制造4. 酚醛樹脂膠粘劑的制造5. 膠粘劑外觀、密度的測(cè)定6. 樹脂粘度的測(cè)定7. 樹脂pH值的測(cè)定8. 樹脂固體含量的測(cè)定9. 樹脂水混和性的測(cè)定10.脲醛樹脂固化時(shí)間的測(cè)定11.脲醛樹脂適用期的測(cè)定12.游離甲醛含量的測(cè)定13.樹脂貯存

17、穩(wěn)定性的測(cè)定14.游離苯酚含量的測(cè)定15.可被溴化物含量的測(cè)定16.樹脂羥甲基含量的測(cè)定三、實(shí)踐教學(xué)1. 車間或生產(chǎn)企業(yè)（公司）概況車間或生產(chǎn)企業(yè)（公司）的生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品種類及用途；原材料的種類、來源途徑、供應(yīng)情況和購買價(jià)格；原料及輔助材料的貯存及貯存量。2. 膠粘劑的制造各種膠粘劑的配方及原料投料量計(jì)算，各種膠粘劑的制造工藝過程，要詳細(xì)了解投料方式、原材料計(jì)算、溫度調(diào)節(jié)、pH值控制、脫水時(shí)間、終點(diǎn)測(cè)定等知識(shí)，制膠主要設(shè)備的類型、用途、結(jié)構(gòu)及技術(shù)特性，膠粘劑制造過程中易出現(xiàn)哪些質(zhì)量問題，如何控制。以及膠粘劑制造過程中所用到的設(shè)備及其控制技術(shù)等。3. 膠液貯存膠液貯存的注意事項(xiàng)，膠液貯存設(shè)備。4

18、. 化驗(yàn)化驗(yàn)室主要設(shè)備及化驗(yàn)項(xiàng)目，原材料質(zhì)量分析方法及指標(biāo)，各種膠粘劑的質(zhì)量指標(biāo)及測(cè)定方法。5. 膠粘劑的應(yīng)用膠粘劑的應(yīng)用領(lǐng)域、用途和用法。四、推薦教材及參考書1. 推薦教材：顧繼友主編. 膠粘劑和涂料. 北京：中國林業(yè)出版社，1999.52. 參考書：李蘭亭主編. 膠粘劑與涂料. 北京：中國林業(yè)出版社，1992夏志遠(yuǎn)主編. 木材工業(yè)實(shí)用大全（膠粘劑卷）. 北京：中國林業(yè)出版社，1996A. 皮齊主編. 木材膠粘劑化學(xué)與工藝學(xué). 北京：中國林業(yè)出版社，1992.多羅寧等著. 木材工業(yè)用合成樹脂. 北京：中國林業(yè)出版社，1984鄭志鋒，阮虎昌主編. 膠粘劑實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書（本科）大綱說明一、本課程的性

19、質(zhì)及要求學(xué)習(xí)本課程后，對(duì)膠粘劑方面要能合理的選擇膠粘劑；正確地使用膠粘劑及妥善地儲(chǔ)存膠粘劑。由于我國目前具有一定規(guī)模的木材加工工廠均有合成樹脂制造車間，因此學(xué)習(xí)本課程的任務(wù)要解決膠粘劑合成的一般理論、質(zhì)量分析；制造工藝及應(yīng)用的問題。對(duì)涂料方面，在全面了解常用木材涂料和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，根據(jù)木制品的要求正確合理的選用以滿足加工要求。二、本課程和其它課程的關(guān)系本課程為基礎(chǔ)專業(yè)課，它是以有機(jī)化學(xué)為基礎(chǔ)，建立在高分子化學(xué)理論基礎(chǔ)上的一門應(yīng)用性質(zhì)的科學(xué)。他與其它課程如人造板制造工藝學(xué)、人造板表面裝飾、木制品加工工藝等有著密切的聯(lián)系。它直接影響到人造板、表面裝飾和木制品的產(chǎn)量和質(zhì)量，起著極為重要的作用，因此必

20、須在學(xué)習(xí)本課程的基礎(chǔ)上才能更好解決人造板、表面裝飾及木制品中的有關(guān)問題。三、各章內(nèi)容的重點(diǎn)和深廣度膠粘劑部分1. 膠接基礎(chǔ)：重點(diǎn)講述木材膠合理論、膠接界面化學(xué)、影響膠合的因素、組成與分類。2. 氨基樹脂膠粘劑：重點(diǎn)講授脲醛樹脂的形成機(jī)理、影響樹脂形成和性能的因素，制造工藝的特點(diǎn)、脲醛樹脂膠粘劑的調(diào)制，一般介紹脲醛樹脂的改性；其次講述三聚氰胺的生成機(jī)理、影響樹脂形成和性質(zhì)的因素和改性。介紹共縮聚樹脂形成機(jī)理及應(yīng)用。3. 酚醛樹脂膠粘劑：重點(diǎn)講授酚醛樹脂的生成機(jī)理，制造工藝特性和應(yīng)用；簡(jiǎn)要介紹酚醛樹脂的改性和其它酚醛樹脂膠粘劑。4. 烯類高聚物的膠粘劑：重點(diǎn)講聚醋酸乙烯脂乳液的性質(zhì)應(yīng)用和改性，一般

21、介紹聚醋酸乙烯脂共聚乳液生產(chǎn)反應(yīng)和制造工藝。5. 熱熔型膠粘劑：重點(diǎn)講熱熔型膠粘劑的特點(diǎn)及EVA樹脂的性質(zhì)、配方和應(yīng)用；簡(jiǎn)要介紹其他熱熔型樹脂膠粘劑。6. 橡膠類膠粘劑：重點(diǎn)講氯丁橡膠膠粘劑的特性和應(yīng)用；對(duì)丁腈橡膠膠粘劑的特性和應(yīng)用作一般介紹。7. 聚氨脂膠粘劑：重點(diǎn)講聚氨脂膠粘劑的特性和應(yīng)用。8. 天然膠粘劑：重點(diǎn)講木素及單寧膠粘劑，一般介紹其他天然膠粘劑。9. 其他膠粘劑屬常識(shí)性介紹。10.合成樹脂制造車間設(shè)備:自學(xué)合成樹脂制造車間的要求及各種主要設(shè)備。涂料部分概論：重點(diǎn)講述木工涂料應(yīng)具備的性質(zhì)，選用原則和木工涂料的組成和各組成的作用。簡(jiǎn)要介紹涂料的分類和性質(zhì)；涂料品種，主要介紹各種的特性及應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笸ㄟ^實(shí)驗(yàn)加深和補(bǔ)充課堂講授的知識(shí)；