《木工膠黏劑》解讀課件

1、木工膠黏劑一、膠黏劑的組成1. 粘料（主成分、粘接物質） 它是膠黏劑中的主要成分，決定了膠黏劑的基本特征，也是區(qū)分膠黏劑類別的重要標志之一。膠黏劑的粘接性能及其配制方法，主要取決于膠料。 一般用作膠料的物質主要有：熱固性樹脂（酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂等）熱塑性樹脂（聚醋酸乙烯樹脂等）橡膠類（氯丁橡膠、丁腈橡膠）天然高分子化合物（淀粉、蛋白質、天然橡膠等）無機化合物（硅酸鹽、磷酸鹽等）2. 固化劑 固化劑是使液態(tài)粘料通過化學反應，發(fā)生聚合、縮聚或交聯(lián)反應，轉變成高分子量固體，使膠接接頭具有力學強度和穩(wěn)定性的物質。固化劑主要是用于化學反應型膠黏劑，而溶劑蒸發(fā)型和冷卻固化型（熱熔型）膠黏劑則

2、不用固化劑。 固化劑的種類和用量，直接關系到膠黏劑的活性期、固化條件及固化后的機械性能等。所以固化劑是很重要的組分，特別是對結構型膠黏劑。大多數(shù)固化劑都要求有嚴格的用量配比，用量過多或過少都會影響粘接質量。 3. 增塑劑與增韌劑 是指膠黏劑中改善膠層的脆性，提高其柔韌性的成分。 作用：改善膠黏劑的流動性，提高膠層的抗沖擊強度和伸長 率，降低其開裂程度。 不足：用量過多會使膠層的機械強度和耐熱性能有所降低，通常的用量為膠料的20%以內。 常用的增塑劑：鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三酚酯等。 常用的增韌劑：低相對分子量的環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、聚酰胺、熱塑性樹脂和橡膠類。 4. 填料 為

3、改善膠黏劑的某些特性、降低生產(chǎn)成本或賦予其一些新的功能，可以在膠黏劑體系中加入適量的填料。一般情況下，填料是不與膠料、固化劑等組分發(fā)生化學反應的物質。提高機械性能。提高抗壓強度、尺寸穩(wěn)定性、抗張強度、硬度和耐磨性等。賦予膠黏劑新的功能。如導電性、磁性、導熱性、抗氧化性等。減小接頭應力?？s小膠黏劑與被膠接材料之間熱膨脹系數(shù)和膨脹速率的差異，減小接頭的內應力。改善操作工藝。如在脲醛樹脂膠中加入面粉生產(chǎn)膠合板時，可以提高膠液的稠度，防止膠液向木材中過度滲透，造成缺膠或透膠。5. 溶劑與稀釋劑 溶劑是指能溶解粘料的低粘度液體。木材膠黏劑用的最多的溶劑是水，其次是有機溶劑。 稀釋劑是指那些稀釋作用大于溶

4、解作用的溶劑，它能分散粘料，降低膠黏劑粘度。稀釋劑分活性稀釋劑和非活性稀釋劑兩類?；钚韵♂寗┦侵负蟹磻牡头肿恿炕衔?，它能參與固化反應；非活性稀釋劑主要是指水和有機溶劑，它不參與固化反應。6. 其他助劑 為了滿足某些特殊要求，改善膠黏劑的某一性能，有時還加入一些特定的添加劑。比如：加防老劑以提高對光、熱、氧的化學穩(wěn)定性；加防腐劑以防止細菌霉變；加增黏劑以增加膠液的黏附性和黏度；加阻聚劑以提高膠液的貯存性；加阻燃劑以使膠層不易燃燒，提高膠接制品的耐燃性。二、膠黏劑在木材工業(yè)中的應用1. 在膠合板中的應用 膠合板是由木段旋切成單板或由木方刨切成薄木，再用膠黏劑膠合而成的三層或多層的板材，通常

5、用奇數(shù)層單板，并使相鄰層單板的纖維方向互相垂直膠合而成。類膠合板：具有高耐水性的膠合板，主要在戶外，如船舶、車輛及建筑模板等。所用的膠黏劑主要是酚醛樹脂（PF）膠黏劑。類膠合板：耐水防潮膠合板，可以在高潮濕條件下使用，但不能在戶外長期使用。主要有三聚氰胺改性脲醛（MUF）膠黏劑。類膠合板：防潮膠合板，主要用于室內。主要有脲醛樹脂膠黏劑。類膠合板：不耐水，也不耐潮，主要用血粉或豆粉膠合，近年來已基本停止加工。2. 在刨花板中的應用 刨花板是利用刨花或碎木以及木材在切削、加工過程中所產(chǎn)生的碎片，加入膠黏劑經(jīng)熱壓固化而制成的板材。主要用于家具制造和建筑工業(yè)及火車、汽車車廂制造。 普通刨花板一般采用脲

6、醛樹脂膠黏劑；而秸稈刨花板則需采用異氰酸酯系膠黏劑或無機膠黏劑等；定向刨花板采用脲醛樹脂或酚醛樹脂膠黏劑。3. 在纖維板中的應用 纖維板是以木質纖維或其他植物素纖維為原料，施加膠黏劑熱壓制成的人造板。主要用于強化木地板、門板、隔墻、家具等。做家具用的一般是中密度板。高密度板用來做室內外裝潢、辦公和民用家具、音響、車輛內部裝飾、計算機房抗靜電地板、護墻板、防盜門、墻板、隔板等的制作材料。 所用的膠黏劑常為酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、聚乙烯醇樹脂和脲醛樹脂，用量為纖維質量的510%。4. 在細木工板中的應用 細木工板是由雙面刨光的碎木板作芯板，以三層膠合板（或單層木片）為蒙皮板面材，用膠黏劑冷壓或熱壓

7、而成。在家具制造及建筑物內部裝修中用途較廣。 常用膠黏劑有脲醛樹脂、酚醛樹脂膠黏劑、聚醋酸乙烯酯乳液。5. 在裝飾板中的應用 裝飾板是以上幾種人造板的二次加工產(chǎn)物，視所用的材料不同，所得裝飾板的價格、用途以及所用膠黏劑也不同。三聚氰胺樹脂紙質裝飾板貼面。聚氯乙烯薄膜貼面。一般采用乳液型膠黏劑，涂膠量為120170g/m2。不飽和聚酯樹脂裝飾貼面。所用膠黏劑有脲醛樹脂膠黏劑、聚醋酸乙烯乳液膠黏劑等，涂布量100150g/m2。6. 在家具制造中的應用 家具制造在接榫、拼板、鑲面都要采用粘接工藝，家具木工的工藝特點要求所用的膠黏劑必須具有使用簡便、起始溫度高、固化定型快等優(yōu)點以適應流水線生產(chǎn)的需要

8、。常有的膠黏劑有脲醛樹脂膠、白乳膠和熱熔膠。7. 在建材中的應用 在現(xiàn)代建筑業(yè)中，大型木結構件的制造已廣泛采用黏合工藝。如房屋拱梁、大會堂、劇場、工廠、體育館等屋頂結構等。 主要膠黏劑有間苯二酚-甲醛樹脂、間苯二酚改性酚醛樹脂膠黏劑。三、木材工業(yè)中主要膠黏劑脲醛樹脂膠黏劑（UF） 脲醛樹脂膠黏劑是尿素與甲醛在催化劑（堿性催化劑或酸性催化劑）作用下，經(jīng)縮聚反應而成的合成樹脂。（1）原料 尿素、甲醛、氫氧化鈉、甲酸（2）合成原理 尿素和甲醛在中性或弱堿性介質中進行加成反應 酸性條件下，羥甲基與氨基或羥甲基及羥甲基之間進行縮聚反應（3）固化反應 脲醛樹脂膠黏劑的固化是線型可溶性樹脂轉化成體型結構樹脂

9、的過程，對膠接過程中的質量起很重要的作用。 固化劑在固化過程中通常會釋放酸，所以膠層在固化后始終顯酸性。以最常用的固化劑氯化銨為例，其釋放酸的過程和基本原理可參見下例化學反應式： 4NH4Cl + 6CH2O (CH2)6N4 + 4HCl + 6H2O NH4Cl + H2O NH3 H2O + HCl（5）脲醛樹脂膠黏劑的特性 由于含有大量的羥甲基和酰胺基，能溶于水，并有較好的粘接性能。 可室溫或加溫100以上很快固化。 與酚醛樹脂相比，固化后膠層沒有顏色，不污染制品。 粘接強度比動、植物膠高。制造容易、價格便宜。耐光性好，耐老化。工藝性好，使用方便。（4）脲醛樹脂膠黏劑的用途 脲醛樹脂膠

10、黏劑廣泛用于木材、膠合板、層壓板和竹木制品的粘接，如家具、包裝箱、紡織器材、家用電器的木質外殼等。（6）脲醛樹脂膠黏劑的改性 提高脲醛樹脂膠黏劑的耐水性，如在縮聚過程加入苯酚、間苯二酚或三聚氰胺進行共聚，或利用耐水性樹脂（聚氨酯、丁苯膠乳等）與脲醛樹脂進行共混改性。 改善脲醛樹脂膠黏劑的耐老化性，如減小膠接木材表面粗糙度，防止膠液分而不均；采用熱塑性樹脂進行共混改性；或加入各種填料。脆性大，固化過程易產(chǎn)生內應力引起龜裂。 耐水性和粘接強度低于酚醛樹脂膠。固化時會放出刺激性的甲醛。 降低脲醛樹脂膠黏劑的游離甲醛含量，如降低甲醛/尿素的摩爾比；調整合成工藝（尿素分次加入、控制反應進程等），使反應更

11、完全；加入甲醛捕捉劑（尿素、三聚氰胺、間苯二酚等）；以及對成品進行后理（氨氣、尿素溶液等）。2. 酚醛樹脂膠黏劑（PF） 酚醛樹脂膠黏劑是苯酚與甲醛在催化劑作用下，經(jīng)縮聚反應形成的合成樹脂膠黏劑。（1）原料 苯酚、甲醛、氫氧化鈉等（2）合成原理 在酸或堿性催化劑條件下，苯酚首先與甲醛發(fā)生加成反應羥甲基酚還可繼續(xù)與甲醛發(fā)生加成反應而生成二羥甲基酚及三羥甲基酚羥甲基酚與苯酚作用或相互之間發(fā)生反應生成酚醛樹脂（4）酚醛樹脂膠黏劑的特性極性大、粘接力強：由于酚醛樹脂含有大量的羥甲基和酚羥基，極性大，對金屬和非金屬都有良好的粘接性能。剛性大、耐熱性高：酚醛樹脂由大量的苯環(huán)組成，又能交聯(lián)成體型結構，故有較

12、大的剛性和優(yōu)異的耐熱性能。耐老化性好，包括高溫老化和自然老化。（3）酚醛樹脂膠黏劑的用途 與脲醛樹脂膠黏劑相比，酚醛樹脂膠黏劑耐水性、耐老化性、耐熱性都較好，膠合強度也高。其膠合制品的膠接強度、耐水、耐熱、耐腐蝕等性能都很好?？芍瞥纱鞍?、車廂板、木材層積塑料等產(chǎn)品。可在室外長期使用。（5）酚醛樹脂膠黏劑的改性 存在耐磨性較低、成本較高、固化溫度高、熱壓時間長等缺點，使其應用受到一定限制。為此，研究者采用多種途徑對其改性。耐水、耐油、耐化學介質、耐霉菌。電絕緣性能優(yōu)良。抗蠕變，尺寸穩(wěn)定性好。耐磨性較低。脆性大、剝離強度低。固化時間長，固化溫度高。三聚氰胺改性酚醛樹脂膠黏劑?？缮赡秃颉⒛湍?、高

13、強度及穩(wěn)定性好的、可以滿足不同要求的三聚氰胺-苯酚甲醛(MPF)樹脂膠黏劑。 尿素改性酚醛樹脂膠黏劑。降低PF樹脂膠黏劑成本的主要途徑是引入價廉的尿素，而且游離酚和游離醛都可以降低。木質素改性酚醛樹脂膠黏劑。不僅可以降低造紙廢液的污染，而且也能降低PF樹脂成本。間苯二酚改性酚醛樹脂膠黏劑。提高固化速度，降低固化溫度。聚乙烯醇縮醛改性酚醛樹脂膠黏劑 。提高膠層的彈性，降低內應力，克服老化龜裂現(xiàn)象，同時，膠黏劑的初黏性、黏附性及耐水性也有所提高。 降低酚醛樹脂的固化溫度和固化時間。改進酚醛樹脂固化速度的四條途徑：1）添加固化促進劑或者高反應性的物質；2）改變樹脂的化學構造，賦予其高反應性；3）與快

14、速固化性樹脂復合；4）提高樹脂的聚合度。 3. 聚醋酸乙烯酯乳液膠黏劑（PVAc） 聚乙酸乙烯酯乳液膠黏劑是以乙酸乙烯酯（VAc）作為單體，在分散介質中經(jīng)乳液聚合而制得的，俗稱白膠或乳白膠。（1）原料 除了單體乙酸乙烯酯外，還需要： 分散介質，最常用的是水。用水作分散介質，放熱反應易于控制，有利于制得均勻的產(chǎn)物。用量為總反應組分的6080%。 引發(fā)劑，最常用的有過硫酸鉀、過硫酸銨。用量為單體質量的0.11%。 乳化劑，由親水的極性基團和疏水的非極性基團構成 ，它可使互不相溶的油（單體）水，轉變?yōu)橄喈敺€(wěn)定、不分層的乳液。常用的有OP-10、烷基硫酸鈉、烷基苯磺酸鈉、油酸鈉。 保護膠體，在粘性的聚

15、合物表面形成保護層，以防凝聚。常用的有聚乙烯醇（PVA）。用量為乳液質量的14%。 緩沖劑，用以保持反應介質的pH值。聚合時如pH太低引發(fā)速度太慢，pH越高，引發(fā)劑分解的越快，形成的活性中心越多，聚合速率就越快，故可通過緩沖劑來控制聚合速度。常用碳酸鹽、磷酸鹽、醋酸鹽。用量為單體重量的0.35%。 增塑劑，聚醋酸乙烯酯的玻璃化溫度為28。添加增塑劑的目的是使聚醋酸乙烯酯在較低溫度時有良好的成膜性和粘接力。常用的有酯類，特別是鄰苯二甲酸烷基酯類如鄰苯二甲酸二丁酯和芳香族磷酸酯如磷酸三甲苯酯。用量為單體質量的1015%。 填料，降低成本，提高固含量，提高黏度，降低滲透率，改善填充性能。如碳酸鈣。

16、凍隔穩(wěn)定劑，防止乳液遇到低溫發(fā)生凍結，而影響乳液的穩(wěn)定性。常用的有甲醇、已二醇 及甘油等。用量為乳液的210%。 消泡劑，乳液膠使用時易產(chǎn)生氣泡，故常加入少量消泡劑，以消除氣泡。常用的有硅油或高級醇類化合物。用量為總投料量的0.2%0.3%。（2）聚醋酸乙烯酯乳液膠黏劑的應用 目前，主要用于木制品家具制造業(yè)中，如榫接合、細木工板的膠拼、單板的修補和膠拼、合板的修補及人造板的二次加工等方面。（3）聚醋酸乙烯酯乳液膠黏劑的特性 對多孔材料如木材、紙張、棉布、皮革、陶瓷等有很強粘合力； 能夠室溫固化，干燥速度快； 膠膜無色透明，不污染被粘物； 不燃燒，不污染環(huán)境，安全無害； 單組分，使用方便，清洗容

17、易，貯存期較長，可達1年以上； 耐水性和耐濕性差。對冷水有一定的耐水性，但對溫水的抵抗性極差；易吸濕，在濕度為65的空氣中吸濕率為膠重的1.3%，而在濕度為96的空氣中吸濕率則為3.5； 具有熱塑性，耐熱性差。（4）異氰酸酯改性聚醋酸乙烯酯乳液膠黏劑 為提高聚醋酸乙烯酯乳液膠的耐水性和耐熱性，滿足家具生產(chǎn)中拼板、指接、榫接等要求，一般采用高反應活性的異氰酸酯作為聚醋酸乙烯酯乳液的固化劑。在使用前，將兩者共混攪拌即成。四、膠黏劑的調制及施膠1. 膠黏劑的調制 目的：使膠接制品具有較高的膠合強度和耐水、耐久及耐老化性；使膠液在膠合過程中達到較快的固化速度，提高生產(chǎn)效率；使膠液具有較好的操作性能，具有一定的活性期。膠黏劑緩沖劑防水劑固化劑其 他氣缸球閥攪拌器調膠后輸出調膠系統(tǒng)示意圖2. 施膠（1）輥簡施膠 雙輥筒施膠機工作原理：上輥筒膠液依靠下輥筒傳遞上來，施膠時單板從兩輥筒中間通過，靠接觸使輥筒上的膠涂布到單板表面。施膠量由輥筒間距和輥筒上溝紋數(shù)量決定。雙輥筒施膠機工作原理 特點：結構簡單，便于維護，但施膠量不容易控制，單板不平易被壓壞，效率較低。 四輥筒施膠機結