1 前言
酚醛樹脂和塑料是世界上最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的合成樹脂，迄今已有80 多年的歷史。酚醛樹脂具有優(yōu)異的膠結(jié)強(qiáng)度和耐水性；在高溫高濕的環(huán)境中有相當(dāng)高的耐久性；耐酸、耐化學(xué)藥劑的侵蝕；具有廣泛改性的特點(diǎn)，能與多種樹脂混合使用，是一類性能優(yōu)良的結(jié)構(gòu)膠粘劑。
在美國、日本和一些歐洲國家，木材工業(yè)中酚醛樹脂膠粘劑的用量是脲醛樹脂膠的兩倍以上。在我國，酚醛樹脂膠的用量較少，木材工業(yè)使用的膠粘劑80%以上是脲醛樹脂膠，主要原因在于制造脲醛膠的主要原料——尿素價格遠(yuǎn)低于苯酚，而且脲醛樹脂固化速度快，因此在室內(nèi)用人造板生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。但隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，整體消費(fèi)結(jié)構(gòu)正向建筑業(yè)傾斜，因此室外用人造板的市場前景十分廣闊。例如酚醛膠刨花板可用于室外做墻板、混凝土模板、包裝材料、地板、還可以取代部分珍貴木材和部分鋼材來制造車輛車廂板。此外，值得一提的是，近年來的研究發(fā)現(xiàn)，火災(zāi)事故中煙和毒性氣體的放出是人員損傷和死亡的主要原因，阻燃和燃燒速度成為衡量建筑材料的關(guān)鍵性能指標(biāo)，而酚醛樹脂復(fù)合材料具有不燃性、低發(fā)煙率、少或無毒性氣體放出，因此，在美國等國家酚醛樹脂膠粘劑的用量很大。
但酚醛樹脂膠由于存在以下缺點(diǎn)，限制了市場對它的需求。
（1）固化時間長，生產(chǎn)線的勞動生產(chǎn)率不高；
（2）價格較貴；
（3）含有游離酚、游離醛，如果釋放量超標(biāo)會影響人體健康。
針對上述問題，人們對酚醛膠進(jìn)行了廣泛的改性，在保證酚醛樹脂優(yōu)良物理、化學(xué)性能的前提下，縮短樹脂固化時間；降低膠中的游離酚、游離醛含量；降低酚醛膠的生產(chǎn)成本成為研究的熱點(diǎn)。尤其在縮短樹脂固化時間方面已取得了很大進(jìn)步。其中利用廉價的尿素替代部分苯酚，合成固化速度快、成本低的復(fù)合型酚醛樹脂是酚醛樹脂改性的有效途徑。
2 試驗(yàn)材料與方法
2.1. 改性酚醛樹脂膠的合成
2.1.1 主要原料見表1
2.1.2 制備工藝
2.1.2.1 未改性酚醛樹脂制備工藝
將計(jì)量好的苯酚、氫氧化鈉和水同時投入反應(yīng)釜，攪拌10~15 分鐘，使內(nèi)溫降至40~42℃，加入一部分甲醛，升溫至80~85℃，保溫反應(yīng)45min 后，在10~15min 內(nèi)將反應(yīng)液加熱至沸騰，在沸騰狀態(tài)下保持10min，降溫至80~85℃，加入剩余甲醛，在85~90℃下反應(yīng)至粘度合格，降溫至30℃出料。
按照該配方制備的酚醛樹脂與尿素改性酚醛樹脂進(jìn)行對比
2.1.2.2 改性工藝
將苯酚、尿素、氫氧化鈉和水按照一定的比例投入反應(yīng)釜，氫氧化鈉分兩次加入，甲醛分三次加入，反應(yīng)中間過程加入尿素。
2.2 樹脂性能分析
酚醛樹脂膠粘劑的理化性能測試方法及技術(shù)指標(biāo)主要參照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14074—93、GB/T 14732—93。GB/T 14732—93 中沒有列出刨花板專用酚醛樹脂膠的技術(shù)指標(biāo)，僅參照其中的FQBRH（W、G）項(xiàng)來衡量合成的PUF 樹脂的性能。由于GB/T 14074—93 只適用于醇溶性酚醛樹脂（脫水后的樹脂），標(biāo)準(zhǔn)中沒有水溶性酚醛樹脂（不脫水樹脂）聚合時間的測定方法。實(shí)驗(yàn)中用該標(biāo)準(zhǔn)的測定方法表示聚合時間的相對變化。
2.3 膠粘劑熱性能分析
實(shí)驗(yàn)利用差式掃描量熱法（DSC）檢測未改性和改性后的酚醛膠熱性能的變化，定性說明改性前后酚醛樹脂膠熱性能的改變。
2.4 刨花板制備
2.4.1 實(shí)驗(yàn)條件
刨花含水率：≤2%
刨花施膠：采用氣壓（0.4Mpa）噴膠方法，在實(shí)驗(yàn)室的拌膠機(jī)內(nèi)進(jìn)行。施膠后的刨花采用手工鋪裝。
預(yù)壓壓力：1.5 Mpa，時間1min
施膠量：9%
防水劑：石蠟乳液，實(shí)驗(yàn)室自制
施蠟量：0.6%
預(yù)定密度：0.7g/cm3
板的厚度：12mm
固化促進(jìn)劑：丁酸乙脂
施加量：10%
熱壓溫度：180℃
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