人造板用脲醛胶面临的问题及对策3刘福生1,王　晟2,宰德欣1,魏曙光1(1.南京林业大学信息科学技术学院,江苏　南京　210037;2.南京工业大学,江苏　南京　210009)摘　要:讨论了人造板用脲醛树脂胶粘剂的现状和存在的问题。

分析认为影响人造板甲醛释放量的因素较多,合成脲醛树脂胶粘剂时尿素和甲醛的摩尔比是主要因素,从人造板中释放出来的甲醛量主要受脲醛树脂胶粘剂产品质量的影响。

介绍了降低脲醛树脂胶粘剂甲醛释放量的各种方法,并为提高脲醛树脂胶粘剂生产水平提出了可能的途径。

关键词:人造板;胶粘剂;脲醛树脂;综述中图分类号:TS653;TQ433 文献标识码:A 文章编号:1000-2006(2005)01-0093-05The Existing Problems and Suggestions of UF Adhesivefor Wood 2based PanelL IU Fu 2sheng 1,WAN G Sheng 2,ZA I De 2xin 1,WEI Shu 2guang 1(1.College of Information Science and Technology Nanjing Forestry University ,Nanjing 210037,China ;2.Nanjing University of Technology ,Nanjing 210009,China )Abstract :The urea 2formaldehyde (U F )adhesive is t he mo st important adhesive in indust ry of wood 2based panel.The present sit uation of U F adhesive for wood based panel is introduced.The existing p roblems in U F adhesive for wood 2based panel were discussed.One of t he most important p roblems is t he pollution to environment and does harm to t he healt h of formalde 2hyde released f rom p roduction.Formaldehyde release from wood 2based panel is influenced by a lot of factors.One of t he most important aspect s is t he urea/formaldehyde mole ratio.The quantity of formaldehyde release f rom wood based panel is markedly influenced by type of U F adhesive.The met hods to reduce formaldehyde emission of U F adhesive are int roduced.The po ssible ways to improve t he productio n level of U F adhesive are also p ut forward.K ey w ords :Wood 2based panel ;Adhesive ;Urea 2formaldehyde resin ;Review脲醛树脂胶粘剂具有生产成本低,原料来源充足,生产工艺简单,使用方便,胶层固化后无色,胶接性能优良,耐水性较好,耐湿性能较好,用途范围广等优点。

迄今为止,在人造板用胶粘剂中,脲醛树脂胶粘剂的成本和价格之低,是其他胶粘剂无法相比的,其地位和作用是其他胶粘剂无法取代的。

这些优点使脲醛胶成为人造板材用胶粘剂的主要品种,占人造板用胶量的90%左右。

脲醛树脂胶粘剂可广泛用于生产纤维板、刨花板、胶合板等人造板。

由于使用脲醛树脂胶粘剂制造的产品会连续不断地释放出甲醛,甲醛是具有强烈刺激性的有毒气体,它不仅污染环境,而且对人的眼、鼻、喉等器官有强烈的刺激性,造成肺功能、肝功能、免疫功能异常,并被认为是致癌物质,这将危害人类健康和生态环境。

因此,脲醛树脂胶粘剂游离甲醛的污染和危害问题备受关注。

为此国际上规定,建筑工业使用的人造板必须符合E 1级标准。

1　人造板用脲醛树脂胶粘剂的研究现状在我国,随着人们环境保护意识的加强和人们生活水平的提高,对装饰装修材料的安全性越来越关　第29卷第1期2005年1月　南京林业大学学报(自然科学版)Journal of Nanjing Forest ry University (Nat ural Sciences Edition )　Vol.29,No.1　J an.,2005　3收稿日期:2003-12-02 修回日期:2004-08-30基金项目:江苏省高校自然科学研究计划基金资助项目(03K JB220051)作者简介:刘福生(1962-),男,副教授,博士生,从事胶粘剂与涂料方面的研究。

南京林业大学学报(自然科学版) 第29卷　第1期　注。

我国已制定的室内装饰装修材料和建筑材料的10项强制性国家标准,涉及人造板、内墙涂料、木器涂料、胶粘剂、地毯、壁纸、家具、地板革、混凝土外加剂、有放射性的建筑材料等产品。

这意味着只有采取先进生产工艺,降低游离甲醛含量,才能使之符合日益严格的环保法规的要求。

因此,环保型脲醛树脂胶粘剂,即脲醛树脂胶粘剂的低毒化、无毒化及其被无醛胶取代是脲醛树脂胶粘剂发展的方向。

在国内脲醛树脂生产过程中,甲醛、尿素的摩尔比高达1.5∶1,产品的游离甲醛含量高,产品只能达到E3级标准;国外通过分批添加尿素,使用特种助剂等方法,可使甲醛、尿素的摩尔比降低到1.05∶1,其产品可达E1级标准。

脲醛树脂胶粘剂产生游离甲醛污染和危害主要有如下几种途径[1～5]:(1)甲醛生产企业的含醛废水和废气;(2)脲醛树脂胶粘剂生产企业排放的含醛废水废气,及尿素与甲醛反应不充分,使树脂中余留未反应的游离甲醛;(3)脲醛树脂胶粘剂合成时已参与反应的甲醛,由于生成了不稳定的基团,当用于人造板生产时,在热压过程中又分解排放出游离甲醛;(4)用脲醛树脂胶粘剂生产的人造板及其制品在使用过程中不断分解产生甲醛。

脲醛树脂胶粘剂除存在游离甲醛的污染和危害,还有适用期短、贮存稳定性差、耐候性差等缺点。

1.1　降低脲醛树脂胶粘剂中游离甲醛含量的研究状况要降低脲醛树脂胶粘剂游离甲醛的污染和危害,最有效的途径是从生产工艺着手。

降低脲醛树脂胶粘剂中游离甲醛的含量及改进产品性能[6～11]:(1)通过降低甲醛和尿素两种反应物的摩尔比,达到降低脲醛树脂胶粘剂中游离甲醛含量的目的[12]。

而且随着甲醛和尿素两种反应物的摩尔比的降低,脲醛树脂胶粘剂中亚甲基醚(—N HC H2—O—C H2N H—)的量降低,亚甲基(—N HC H2N H—)的量则增加,这样可有效降低脲醛树脂胶粘剂在使用过程中游离甲醛的释放量,从而降低人造板游离甲醛的释放量。

如韦双颍等在脲醛胶的生产工艺方面进行的改性研究表明[13],尽管降低脲醛树脂胶粘剂甲醛释放量的主要方法有多种,如降低脲醛树脂合成时甲醛与尿素的摩尔比,在脲醛树脂中添加甲醛捕捉剂,以及改变脲醛树脂胶粘剂的合成工艺条件等,但最有效的方法是降低脲醛树脂合成时甲醛与尿素的摩尔比。

曹秀格等认为,随着甲醛与尿素摩尔比的增加,胶合强度也逐渐增加,同时游离甲醛含量逐渐增加,将甲醛与尿素的摩尔比调整至适当的比例,既能满足有较高的胶合强度,又能使游离甲醛含量较低[14]。

(2)从合成工艺着手改变尿素与甲醛的投料方式,变一次加料为多次加料等手段来降低游离甲醛的含量[12～18]。

如曾宪文等采用多次缩聚工艺,即在合成树脂过程中尿素分批加入的方法[19],第1次缩聚时,甲醛与尿素的摩尔比较高,有利于形成二羟甲基脲。

第1次缩聚时剩余的游离甲醛在以后各次缩聚时,逐次与按比例加入的新尿素结合,可有效地降低游离甲醛含量。

(3)甲醛捕捉剂的添加可在一定程度上降低游离甲醛的污染和危害问题。

用作甲醛捕捉剂的物质通常有苯酚、间苯二酚、尿素、三聚氰胺和聚乙烯醇等。

古绪鹏等制备低毒稳定型脲醛树脂胶粘剂时认为,三聚氰胺、聚乙烯醇作改性剂较为合适[20]。

三聚氰胺引入三氮杂环,减少了的亲水—O H和—CO—N H—基团的数量,增加了胶合强度,提高了耐水性。

聚乙烯醇与甲醛生成聚乙烯醇缩甲醛,可改善胶的初粘性,抑制亚甲脲白色沉淀物的生成,也能增加强度,改善耐水性。

另外,加入适量的淀粉或氧化淀粉也能使胶的固含量增加,强度增大[17]。

卢晓宁等用FS21作脲醛树脂胶的游离甲醛捕捉剂[21],当FS2 1甲醛捕捉剂添加量为9%时,刨花板游离甲醛散发量的降低幅度达42.3%。

虽然添加甲醛捕捉剂的方法可有效地降低游离甲醛的释放量,但甲醛常温常压下为气态,因此,人造板中释放出来的气态游离甲醛与固态的甲醛捕捉剂反应时,当属非均相反应,反应比较困难,仅当甲醛捕捉剂的用量大时,效果才明显。

另外,甲醛捕捉剂一般为有机物,价格比脲醛胶的价格高,必然增加人造板的生产成本。

同时,若甲醛捕捉剂是低分子化合物,添加量较大时,很可能使脲醛树脂胶粘剂的胶接性能降低,从而降低人造板的物理性能。

(4)用新方法制胶解决游离甲醛问题。

顾丽莉等应用胶体理论,探讨了脲醛树脂合成机理,制得不脱水低游离甲醛含量的脲醛树脂,并用于刨花板制备,所得板材游离甲醛释放量满足欧洲E2级标准[22]。

对成品板材进行真空处理也可有效降低游离甲醛,周定国对压制成型的板材在一定的温度下进行真空处理后,使游离甲醛含量可降低20%,降醛效果十分明显[23]。

　2005年　总第115期 刘福生等:人造板用脲醛胶面临的问题及对策(5)加入改性剂降低脲醛树脂胶粘剂游离甲醛的含量。

朱丽滨等应用胶体理论,在树脂合成过程中期加入3%改性剂,合成了性能优良的低毒改性脲醛树脂胶粘剂,并使生产成本降低了8%,且树脂贮存稳定性好。

压制的中密度纤维板,甲醛释放量达到了E1级标准[24]。

林昌镇等用三聚氰胺对脲醛树脂胶粘剂进行改性[25],提高了脲醛树脂胶粘剂的耐水性、尺寸稳定性、热稳定性、耐龟裂性、耐磨性,并可降低游离甲醛的含量。

姜力夫等对低游离甲醛脲醛胶的合成工艺进行了研究,用甲醛与尿素低摩尔比和加入氧化剂的方法进行合成实验[26]。

利用甲醛的还原性,在脲醛胶中加入适量氧化剂,将甲醛氧化成甲酸,可使脲醛胶中游离甲醛含量降低。