脲醛樹脂膠粘劑

熱固性高分子膠粘劑

脲醛樹脂膠黏劑是一種開發較早的熱固性高分子膠粘劑。由於其工藝簡單,原料廉價,粘接強度高,無色透明等優點,被廣泛應用於膠合板刨花板中密度纖維板人造板材的生產及室內裝修等行業。

助劑的作用


雖然脲醛樹脂在加熱或室溫下也能固化,但固化時間長,固化不完全,膠粘質量差。通常在實際應用時都要加放固化劑和其他助劑,配製成脲醛樹脂膠粘劑,以加速固化。改善性能,這種工藝過程稱為脲醛樹脂膠粘劑的調配。
1、固化劑
脲醛樹脂可用的固化劑種類很多,不同的固化劑具有不同的固化溫度和性能,根據使用要求有單組分固化劑、多組分固化劑、潛性固化劑、微膠囊固化劑等。
①單組分固化劑
有酸(如鹽酸、草酸、醋酸等)和酸性鹽(氯化銨硫酸銨氯化鋅等)。應用最廣泛的是銨鹽如氯化銨或硫酸銨,具有水溶性好、價格低廉、無毒無味、使用方便等優點。氯化銨與脲醛樹脂混合后,與遊離甲醛或縮合過程中放出甲醛反應:4NH4CL+6H2O → 4HCL+(CH2)6N4+6H2O。用量一般為樹脂質量的0.2~2.0%。
氯化銨用量/%PH值變化適用期
10min60min
0.2
0.4
0.8
1.0
4.8
4.5
4.4
4.3
4.0
3.8
3.7
3.6
250
90
70
60
②混合型固化劑
為了延長樹脂的適用期或加速樹脂的固化,可採用混合型固化劑,如氯化銨與尿素、氯化銨與氨水、氯化銨與六次甲基四胺、氯化銨與鹽酸等二元固化劑或氯化銨、尿素和六次甲基四胺等三元固化劑。使用權用氯化銨和氨水二元固化劑的適用期300min,要比單獨氯化銨的適用期40min延長很多,以15%氯化銨100份與濃鹽酸10份混合均勻勻配成二元固化劑,按液狀樹脂質量的10%加入,60C時的凝膠時間為40min,加快了低溫條件下脲醛樹脂的固化速度。
③潛性固化劑
常態下呈現化學惰性,某種特定溫度下起固化作用的物質,稱為潛化固化劑,如酒石酸、草酸、檸檬酸、有機酸等。因效果不太理想很少被採用。
④微膠囊固化劑
這種固化劑表面用微膠囊包覆,在低溫下由於表面層膠囊的隔離,不起固化作用,而高溫或受壓時,膠膠囊補破壞則使固化劑與樹脂接觸,引起固化。固化劑的用量應根據氣溫的高低和空氣濕度的大小進行適當的調整,因為溫度越高濕度越低,固化越快、適用期愈短。對氯化銨固化劑而言,冬天加入量為液體樹脂的0.4%~0.8%,夏天為0.2~0.3%。有時還要加一些氨水或尿素等以延長適用期。
2、助劑
為改善脲醛樹脂的物理機械性能而加入的物質稱為助劑,常用的有填充劑、耐水劑、甲醛結合劑、增粘劑、發泡劑、防老劑等。
①填充劑
加入填充劑可防止膠層收縮減少內應力,提高耐老化性能。增大膠固含量、粘度和初粘性,延長適用期。降低遊離醛含量,減少公害。節約膠料,降低成本。常用的填充劑有麵粉、澱粉、血粉豆粉、木粉、石英粉高嶺土、輕質碳酸鈣等,填充劑的用量應根據用途和要求確定,一般為液體樹脂量的10~100%。幾種填充劑混合使用,效果更好。
②耐水劑
在合成時加入苯酚間苯二酚三聚氰胺硫脲等形成共聚物,可提高脲醛樹脂的耐水性。
③甲醛結合劑
脲醛樹脂中的甲醛刺激氣味,來自於合成反應時沒有參加反應的遊離甲醛、固化時放出的甲醛、固化且樹脂水解放出的甲醛。在調膠時加入甲醛結合劑,如尿素、三聚氰胺、豆粉、麵粉、白乳膠等,對降低甲醛放出量明顯效果。加入量為樹脂液質量的5%~15%為宜。
④增粘劑
脲醛樹脂的初粘性較低,加放聚乙烯醇、麵粉、豆粉等,可增加樹脂的初粘性。
加入發泡劑形成泡沫膠,可防止膠液過多地滲入木材內部造成局部缺膠。同時還可節省膠料,降低成本。常用的發泡劑有血粉、拉開粉等,用量為樹脂質量的0.5~1%。
⑥防老劑
脲醛樹脂的老化,是指固化后的膠層漸產生龜裂、開膠脫落的現象。這是由於固化后的脲醛樹脂中,仍含有部分遊離羥甲基,具有親水性,並進一步分解放出甲醛,引起膠層收縮。在大氣作用下隨時間延續,亞甲基鍵斷裂導致膠層開膠。加入1%~5%的聚乙烯醇或15%~20%的聚醋酸乙烯乳液,可提高脲醛樹脂的耐老化性能。此外加入少量的氫氧化鈣,可以延長脲醛樹脂的活性期。加入氫氧化鋁可提高耐熱性。