胶的生产已有几百年的历史 ,主要用于皮革工业。栲胶的主要成分单宁是天然的聚酚化合物,带有大量的活性羟基和羧基 ,因而可以替代苯酚成为某些工业用原料。 2 0世纪 90年代初,国内许多研究机构进行了用植物单宁替代苯酚制取木工胶粘剂的研究 ,其中包括落叶松树皮单宁、墨荆树单宁等。
1992年 ,南京林业大学与内蒙古牙克石栲胶厂合作开发了用落叶松树皮栲胶替代 60 %苯酚的单宁酚醛胶,并在木材和竹材胶合板行业进行了应用推广 ,早期的应用试验结果表明 :用落叶松栲胶替代 60 %苯酚的单宁酚醛胶的胶合性能与传统酚醛胶的胶合性能相当 ,但胶液的粘度增长很快 ,胶的贮存期很短 ,涂胶的工艺性也不好。
近几年来 ,在配方工艺方面进行了改进和完善 ,并将液体胶制成粉状胶 ,从而避免了贮存过程中的自缩聚反应,使胶粘剂的贮存期大大延长 ,包装、运输也很便利。实验室研究表明 :这种粉状落叶松单宁酚醛胶使用方便,具有较好的胶合性能。
2 粉状落叶松单宁酚醛胶的主要性能指标
外观 :深褐红色粉末 固体含量 :≥ 90 %
粘度 :70～ 1 50ｓ(涂 -4杯 2 5℃ )
游离苯酚 :≤ 0 .3 %游离甲醛 :≤ 0 .2 %
可被溴化物 :≥ 1 2 %水溶倍数 :2 0
贮存期 :1年以上ｐＨ值 :1 0 .5～ 1 2
3 应用试验及结果
3 . 1 在马尾松胶合板模板上的应用
3 . 1 . 1 试验条件
试验在福建省将乐县人造板厂进行。具体试验件 :
①马尾松单板 :厚度 2 .0ｍｍ ,含水率 8%～ 1 0 %。
②配胶工艺 :将 40ｋｇ温水 (水温 50℃左右 )倒入拌胶筒内 ,加入 50ｋｇ粉状落叶松单宁酚醛胶,搅拌 2 0ｍｉｎ(搅拌速度 1 50ｒ ｍｉｎ),再加入 5ｋｇ的面粉 ,搅拌均匀。
③涂胶组坯 :短芯板双面涂胶 ,涂胶量 2 3 0～2 50ｇ ｍ2 ;涂胶后立即组坯 ,板坯层数为 9层。
④热压 :板坯不经预压而直接进入热压机热压 ,热压温度 :1 40～ 1 45℃ ,单位压力 :1.2ＭＰａ ,热压时间 :1 8ｍｉｎ。
3 . 1 . 2 试验结果
试验批量 :规格 1 0 0 0ｍｍ× 2 0 0 0ｍｍ× 1 5ｍｍ共46张 ,计 1 .3 8ｍ3,共消耗粉状胶 50ｋｇ。热压后的毛边板堆放 2 5ｈ后 ,锯边 ,随机抽取检测试样。胶合强度检测依据混凝土模板用胶合板标准 (ＧＢ9846.8-1 2 )进行 ,检测结果如下:
有效试件数 :41个 ,合格试件数 (胶合强度≥0 .8):40个 ,不合格试件数 :1胶合强度 :最大值 :1 .84ＭＰａ ,最小值 :0 .78ＭＰａ ,平均值 :1 .1 6ＭＰａ ,平均木破率 :53 %。
3 . 2 在杨木胶合板模板上的应用
3 . 2 . 1 试验条件
试验在江苏省灌南龙华木业有限公司进行。具体条件为 :
①杨木单板 :厚度 1 .8ｍｍ ,短芯板含水率 8%,长单板含水率 1 0 %。
②调胶工艺 :将 2 2 .5ｋｇ冷水倒入调胶筒内 ,加入2 5ｋｇ粉状落叶松单宁酚醛胶 ,搅拌 5ｍｉｎ,放置 1 8ｈ ,再加入 2 .5ｋｇ面粉 ,搅拌均匀。
③涂胶组坯 :短芯板双面涂胶 ,涂胶量 2 90ｇ ｍ2 ,组坯层数为 1 1层 ,幅面为 91 5ｍｍ×1 83 0ｍｍ。
④预压 :单位压力 0 .8ＭＰａ ,时间 1ｈ。
⑤热压 :热压温度 1 3 5～ 1 40℃ ,单位压力1 .0ＭＰａ ,热压时间 1 8ｍｉｎ3 . 2 . 2 试验结果随机抽取试样 ,并按混凝土模板用胶合标准(ＧＢ9846.8-1 2 )检测其胶合强度 ,结果如下 :
有效试件数 :3 6个 ;
合格试件数 (胶合强度≥0 .7ＭＰａ):3 6个 ;
不保格试件数 :0。
胶合强度 :最大值 :1 .69ＭＰａ ;最小值 :0 .96ＭＰａ;
平均值 :1 .42ＭＰａ ;平均木破率 :46%。
3 . 3 在杨木胶合板包装箱板上的应用
根据上海贝尔公司的要求 ,作为包装箱板使用的杨木胶合板的厚度为 8ｍｍ ,一般由 5～ 7层单板组成,要求表面白净、有一定的耐湿性能、游离酚和游离甲醛低。为满足这些要求 ,用粉状落叶松单宁酚醛进行了试验室试验 ,试验条件为 :
（1）杨木单板 :由江苏宿迁康乐人造板厂提供 ,表板厚度 1 .0ｍｍ ,芯板厚度 1 .65ｍｍ,单板含水率 9%;
（2）胶液配比 :粉状胶与水按重量份 1∶1的比例混合搅拌均匀。
（3）芯板双面涂胶量分别为 :200ｇ/ｍ2 、250ｇ/ｍ2 、300ｇ/ｍ2 ;
（4）涂胶单板陈化 (堆放 )时间分别为 :0、3 0ｍｉｎ、60ｍｉｎ、90ｍｉｎ ;
（5）板坯结构 :5层 ,组坯厚度5.95ｍｍ ;
（6）热压温度分别为 :1 2 0℃、1 3 0℃、1 40℃ ;单位压力 :1 .2ＭＰａ ;热压时间:6ｍｉｎ。经检测分析可以得出如下结论 :
(1)热压温度对胶合强度有显著的影响。热压温度为 1 2 0℃时 ,所有试件的胶合强度均不合格。温度升高到1 3 0℃后 ,胶合强度有明显改善 ,涂胶量为2 0 0ｇ ｍ2 的试件的胶合强度平均值达 0 .82ＭＰａ,最小值为 0 .65ＭＰａ ;涂胶量为 2 50ｇ ｍ2 的试件的胶合强度平均值达 0 .96ＭＰａ。温度为1 40℃时 ,胶合强度最为理想。
(2)涂胶单板的堆放陈化时间对胶合强度的影响高度显著。涂胶单板立即组坯热压时 ,胶合强度不理想 ;经 30ｍｉｎ陈化后 ,胶合性能显著改善。
(3)涂胶量对胶合强度的作用较大 ,但增加涂胶量的效果不及提高热压温度和延长涂胶单板陈化时间的效果好。
(4)涂胶量和涂胶单板的陈化时间对表面质量(透胶 )影响较大。涂胶量为200ｇ/ｍ2 时,表面基本无透胶现象 ;涂胶量增大至 2 50ｇ/ｍ2 时 ,经30～60ｍｉｎ陈化后 ,表面不会发生透胶。
根据上述分析结果 ,确定杨木胶合板包装箱板的胶合工艺条件为 :粉状胶与水的重量比为 1∶1 ,单板涂胶量2 50ｇ ｍ2 ,涂胶单板陈化 3 0～ 60ｍｉｎ ,热压温度130℃ ,单位压力 12ＭＰａ ,热压时间(坯厚 5.95ｍｍ):6ｍｉｎ。
依据上述工艺条件在江苏省宿迁市宿城康乐木材厂、江苏省泗阳县洋河太阳木业有限公司、江苏省泗阳县人武部胶合板厂进行了应用推广 ,目前已大批量使用 ,其胶合板产品供件给上海贝尔公司用于制作包装箱 ,使用效果良好 。
