膠的生產(chǎn)已有幾百年的歷史 ,主要用于皮革工業(yè)。栲膠的主要成分單寧是天然的聚酚化合物,帶有大量的活性羥基和羧基 ,因而可以替代苯酚成為某些工業(yè)用原料。 2 0世紀(jì) 90年代初,國(guó)內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了用植物單寧替代苯酚制取木工膠粘劑的研究 ,其中包括落葉松樹(shù)皮單寧、墨荊樹(shù)單寧等。
1992年 ,南京林業(yè)大學(xué)與內(nèi)蒙古牙克石栲膠廠合作開(kāi)發(fā)了用落葉松樹(shù)皮栲膠替代 60 %苯酚的單寧酚醛膠,并在木材和竹材膠合板行業(yè)進(jìn)行了應(yīng)用推廣 ,早期的應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果表明 :用落葉松栲膠替代 60 %苯酚的單寧酚醛膠的膠合性能與傳統(tǒng)酚醛膠的膠合性能相當(dāng) ,但膠液的粘度增長(zhǎng)很快 ,膠的貯存期很短 ,涂膠的工藝性也不好。
近幾年來(lái) ,在配方工藝方面進(jìn)行了改進(jìn)和完善 ,并將液體膠制成粉狀膠 ,從而避免了貯存過(guò)程中的自縮聚反應(yīng),使膠粘劑的貯存期大大延長(zhǎng) ,包裝、運(yùn)輸也很便利。實(shí)驗(yàn)室研究表明 :這種粉狀落葉松單寧酚醛膠使用方便,具有較好的膠合性能。
2 粉狀落葉松單寧酚醛膠的主要性能指標(biāo)
外觀 :深褐紅色粉末 固體含量 :≥ 90 %
粘度 :70～ 1 50ｓ(涂 -4杯 2 5℃ )
游離苯酚 :≤ 0 .3 %游離甲醛 :≤ 0 .2 %
可被溴化物 :≥ 1 2 %水溶倍數(shù) :2 0
貯存期 :1年以上ｐＨ值 :1 0 .5～ 1 2
3 應(yīng)用試驗(yàn)及結(jié)果
3 . 1 在馬尾松膠合板模板上的應(yīng)用
3 . 1 . 1 試驗(yàn)條件
試驗(yàn)在福建省將樂(lè)縣人造板廠進(jìn)行。具體試驗(yàn)件 :
①馬尾松單板 :厚度 2 .0ｍｍ ,含水率 8%～ 1 0 %。
②配膠工藝 :將 40ｋｇ溫水 (水溫 50℃左右 )倒入拌膠筒內(nèi) ,加入 50ｋｇ粉狀落葉松單寧酚醛膠,攪拌 2 0ｍｉｎ(攪拌速度 1 50ｒ ｍｉｎ),再加入 5ｋｇ的面粉 ,攪拌均勻。
③涂膠組坯 :短芯板雙面涂膠 ,涂膠量 2 3 0～2 50ｇ ｍ2 ;涂膠后立即組坯 ,板坯層數(shù)為 9層。
④熱壓 :板坯不經(jīng)預(yù)壓而直接進(jìn)入熱壓機(jī)熱壓 ,熱壓溫度 :1 40～ 1 45℃ ,單位壓力 :1.2ＭＰａ ,熱壓時(shí)間 :1 8ｍｉｎ。
3 . 1 . 2 試驗(yàn)結(jié)果
試驗(yàn)批量 :規(guī)格 1 0 0 0ｍｍ× 2 0 0 0ｍｍ× 1 5ｍｍ共46張 ,計(jì) 1 .3 8ｍ3,共消耗粉狀膠 50ｋｇ。熱壓后的毛邊板堆放 2 5ｈ后 ,鋸邊 ,隨機(jī)抽取檢測(cè)試樣。膠合強(qiáng)度檢測(cè)依據(jù)混凝土模板用膠合板標(biāo)準(zhǔn) (ＧＢ9846.8-1 2 )進(jìn)行 ,檢測(cè)結(jié)果如下:
有效試件數(shù) :41個(gè) ,合格試件數(shù) (膠合強(qiáng)度≥0 .8):40個(gè) ,不合格試件數(shù) :1膠合強(qiáng)度 :**值 :1 .84ＭＰａ ,最小值 :0 .78ＭＰａ ,平均值 :1 .1 6ＭＰａ ,平均木破率 :53 %。
3 . 2 在楊木膠合板模板上的應(yīng)用
3 . 2 . 1 試驗(yàn)條件
試驗(yàn)在江蘇省灌南龍華木業(yè)有限公司進(jìn)行。具體條件為 :
①楊木單板 :厚度 1 .8ｍｍ ,短芯板含水率 8%,長(zhǎng)單板含水率 1 0 %。
②調(diào)膠工藝 :將 2 2 .5ｋｇ冷水倒入調(diào)膠筒內(nèi) ,加入2 5ｋｇ粉狀落葉松單寧酚醛膠 ,攪拌 5ｍｉｎ,放置 1 8ｈ ,再加入 2 .5ｋｇ面粉 ,攪拌均勻。
③涂膠組坯 :短芯板雙面涂膠 ,涂膠量 2 90ｇ ｍ2 ,組坯層數(shù)為 1 1層 ,幅面為 91 5ｍｍ×1 83 0ｍｍ。
④預(yù)壓 :單位壓力 0 .8ＭＰａ ,時(shí)間 1ｈ。
⑤熱壓 :熱壓溫度 1 3 5～ 1 40℃ ,單位壓力1 .0ＭＰａ ,熱壓時(shí)間 1 8ｍｉｎ3 . 2 . 2 試驗(yàn)結(jié)果隨機(jī)抽取試樣 ,并按混凝土模板用膠合標(biāo)準(zhǔn)(ＧＢ9846.8-1 2 )檢測(cè)其膠合強(qiáng)度 ,結(jié)果如下 :
有效試件數(shù) :3 6個(gè) ;
合格試件數(shù) (膠合強(qiáng)度≥0 .7ＭＰａ):3 6個(gè) ;
不保格試件數(shù) :0。
膠合強(qiáng)度 :**值 :1 .69ＭＰａ ;最小值 :0 .96ＭＰａ;
平均值 :1 .42ＭＰａ ;平均木破率 :46%。
3 . 3 在楊木膠合板包裝箱板上的應(yīng)用
根據(jù)上海貝爾公司的要求 ,作為包裝箱板使用的楊木膠合板的厚度為 8ｍｍ ,一般由 5～ 7層單板組成,要求表面白凈、有一定的耐濕性能、游離酚和游離甲醛低。為滿足這些要求 ,用粉狀落葉松單寧酚醛進(jìn)行了試驗(yàn)室試驗(yàn) ,試驗(yàn)條件為 :
（1）楊木單板 :由江蘇宿遷康樂(lè)人造板廠提供 ,表板厚度 1 .0ｍｍ ,芯板厚度 1 .65ｍｍ,單板含水率 9%;
（2）膠液配比 :粉狀膠與水按重量份 1∶1的比例混合攪拌均勻。
（3）芯板雙面涂膠量分別為 :200ｇ/ｍ2 、250ｇ/ｍ2 、300ｇ/ｍ2 ;
（4）涂膠單板陳化 (堆放 )時(shí)間分別為 :0、3 0ｍｉｎ、60ｍｉｎ、90ｍｉｎ ;
（5）板坯結(jié)構(gòu) :5層 ,組坯厚度5.95ｍｍ ;
（6）熱壓溫度分別為 :1 2 0℃、1 3 0℃、1 40℃ ;單位壓力 :1 .2ＭＰａ ;熱壓時(shí)間:6ｍｉｎ。經(jīng)檢測(cè)分析可以得出如下結(jié)論 :
(1)熱壓溫度對(duì)膠合強(qiáng)度有顯著的影響。熱壓溫度為 1 2 0℃時(shí) ,所有試件的膠合強(qiáng)度均不合格。溫度升高到1 3 0℃后 ,膠合強(qiáng)度有明顯改善 ,涂膠量為2 0 0ｇ ｍ2 的試件的膠合強(qiáng)度平均值達(dá) 0 .82ＭＰａ,最小值為 0 .65ＭＰａ ;涂膠量為 2 50ｇ ｍ2 的試件的膠合強(qiáng)度平均值達(dá) 0 .96ＭＰａ。溫度為1 40℃時(shí) ,膠合強(qiáng)度最為理想。
(2)涂膠單板的堆放陳化時(shí)間對(duì)膠合強(qiáng)度的影響高度顯著。涂膠單板立即組坯熱壓時(shí) ,膠合強(qiáng)度不理想 ;經(jīng) 30ｍｉｎ陳化后 ,膠合性能顯著改善。
(3)涂膠量對(duì)膠合強(qiáng)度的作用較大 ,但增加涂膠量的效果不及提高熱壓溫度和延長(zhǎng)涂膠單板陳化時(shí)間的效果好。
(4)涂膠量和涂膠單板的陳化時(shí)間對(duì)表面質(zhì)量(透膠 )影響較大。涂膠量為200ｇ/ｍ2 時(shí),表面基本無(wú)透膠現(xiàn)象 ;涂膠量增大至 2 50ｇ/ｍ2 時(shí) ,經(jīng)30～60ｍｉｎ陳化后 ,表面不會(huì)發(fā)生透膠。
根據(jù)上述分析結(jié)果 ,確定楊木膠合板包裝箱板的膠合工藝條件為 :粉狀膠與水的重量比為 1∶1 ,單板涂膠量2 50ｇ ｍ2 ,涂膠單板陳化 3 0～ 60ｍｉｎ ,熱壓溫度130℃ ,單位壓力 12ＭＰａ ,熱壓時(shí)間(坯厚 5.95ｍｍ):6ｍｉｎ。
依據(jù)上述工藝條件在江蘇省宿遷市宿城康樂(lè)木材廠、江蘇省泗陽(yáng)縣洋河太陽(yáng)木業(yè)有限公司、江蘇省泗陽(yáng)縣人武部膠合板廠進(jìn)行了應(yīng)用推廣 ,目前已大批量使用 ,其膠合板產(chǎn)品供件給上海貝爾公司用于制作包裝箱 ,使用效果良好 。
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