地板貼面用無醛豆膠的研制及應用

桂成勝 彭順 朱春劍 王古月 劉志強 劉小青 朱錦

收稿日期：2013-11-12

作者簡介：桂成勝（1988-），男，在讀博士研究生，研究方向為生物基無醛膠粘劑。E-mail：gcs19882006@126.com。

通訊聯系人：劉小青（1980-），男，研究員，博士生導師。主要從事生物基高分子材料研究。E-mail：liuxq@nimte.ac.cn。

摘要：對中科朝露新材料有限公司開發的復合木地板貼面改性無醛豆膠進行了全方位的評價。該膠由于用含有氨基的改性劑加以改性，使豆膠耐水性大幅提高。在優化的工藝條件下，即：涂膠量180 g/m2，冷壓時間>30 min，118～126 ℃熱壓6 min，能穩定滿足柞木、樺木、水曲柳等常用樹種的2.0 mm貼面。

關鍵詞：復合木地板貼面；無醛豆膠；工藝

中圖分類號：TQ432.7+3 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2014）05-0066-03

1 前言

為了應對“甲醛膠”及其木制品對生產人員和消費者帶來的危害，無醛環保膠粘劑成為業界的研發熱點[1～3]。寧波中科朝露新材料有限公司生產的大豆無醛膠粘劑在地板制造領域取得了較大的突破[4]，多家行業龍頭企業已經開始批量使用。效果表明，無醛膠產品可完全滿足使用要求，地板基材廠家也經過了穩定、連續、批量的生產檢驗，產品性能合格、穩定。

當前市場上多層實木復合地板一般采用橡木、柞木、樺木、楓木、黑胡桃等珍貴木材進行貼面裝飾以提高其質量和檔次，由于這些木材本身質地密實、硬度較高，對所用膠粘劑的要求也較高。為了滿足市場上全豆膠地板生產的需求，急需解決當前豆膠貼面浸漬剝離測試合格率低的問題，因此，中科朝露開發出新的貼面專用無醛豆膠（ZYDJ），并對ZYDJ的應用性能做了全方位的評價。

2 實驗部分

2.1 實驗原料

12 mm桉木基材（自制）；（2.0±0.1）mm各種貼面（柞木、白橡、俄橡、紅橡、水曲柳、黑胡桃、沙比利、紅檀香、紅櫻桃、樺木、花梨、楓木），嘉善依木家具有限公司。

2.2 ZYDJ的制備與性能

以中科朝露的OZERO牌豆膠為基體膠粘劑，添加適量含氨基的高分子改性劑A，攪拌均勻即得ZYDJ。ZYDJ的性能：pH值為5～6，固含量40%～45%，黏度與OZERO相當，制得桉木基材的П類濕強為1.6 MPa。

2.3 貼面步驟

參照現有實木復合地板的常用貼面步驟進行貼面實驗，按照設定條件進行涂膠、冷壓（1.0～1.1 MPa）、熱壓（1.1～1.2 MPa）。

2.4 性能檢測

按GB/T 18103—2000規定進行貼面的浸漬剝離測試：鋸制6塊75 mm ×75 mm規格的試件，置于70 ℃水中浸泡2 h，再置于60 ℃鼓風干燥箱中烘3 h，每一邊的任一膠層開膠的累計長度不超過該膠層長度的1/3則為合格，合格試件數≥5塊時，判為合格，否則為不合格。

3 結果與討論

3.1 ZYDJ與OZERO性能對比

OZERO的pH值為6～7，固含量為34%～38%，制得桉木基材的П類濕強度為1.2 MPa。此膠貼面時容易出現冷壓效果差、浸漬剝離合格率低的問題。OZERO以脫脂豆粉為主要原料，而豆粉中含有40%左右的糖類物質，包括可溶性糖和不可溶性糖。研究[3，5]發現，豆膠在固化后，糖類物質不能起粘接作用。固化豆膠經水煮后，有30%以上組分溶于水[3]，這是豆膠耐水性差的主要原因[5]。通過提高膠粘劑固化后的水不溶物含量可以有效提高豆膠的耐水性[3，5]。改性劑A中含有大量氨基，其固化前與水性的OZERO相容性好，固化后氨基參與反應，形成不溶于水的交聯網絡結構。通過添加改性劑A制得的ZYDJ，固化后的水不溶物含量比OZERO高10%左右，П類濕強達到1.6 MPa，貼面后的浸漬剝離合格率高于OZERO。

3.2 涂膠量的影響

設定涂膠量在（180±20）g/m2。若膠量太低容易造成缺膠，影響合格率，膠量太高則成本升高。試驗結果顯示，涂膠量在160～200 g/m2，檢測結果均為合格。

3.3 冷壓時間的影響

豆膠中起主要粘接作用的是大豆蛋白質[6]，而大豆蛋白質的分子質量高（150～350 kDa）[7]，流動性及滲透性差，必須保證足夠的冷壓時間，才能使豆膠充分滲透木材，并形成有效粘接。實驗中，冷壓時間小于20 min時，閉口陳放過程中會有面皮翹起，在實際生產中容易造成貼面的浸漬剝離不合格；當冷壓時間大于30 min時，基本無面皮翹起現象，所以，冷壓時間應該設定在30 min以上。

3.4 熱壓時間的影響

冷壓后的貼面必須經過充分熱壓，才能保證豆膠的完全固化，另外，只有熱壓充分才能保證制得的地板含水率達到國標要求。當熱壓溫度為118～126 ℃、時間為4～10 min時，制得的實木復合地板含水率均小于14%，浸漬剝離結果均為合格。

3.5 實驗數據

對ZYDJ的性能評價結果見表1，在優選的工藝條件范圍內，試驗的12種常用面皮的貼面結果均合格。

地板生產廠家反饋的結果表明，當涂膠量為200 g/m2，冷壓工藝為：1.1 MPa、40 min、冷壓后閉口陳放1.5 h；熱壓工藝為：溫度123 ℃、壓力1.2 MPa、8 min，表1中所列各種面皮的粘貼效果全部為合格。

4 結論

（1）貼面改性無醛豆膠ZYDJ能穩定用于柞木等常用樹種的2.0 mm貼面；

（2）最佳貼面工藝為：涂膠量180 g/m2；冷壓時間>30 min；118～126 ℃熱壓6 min。

致謝：本論文得到2011年度寧波市重大科技攻關項目2011B1006的支持。

參考文獻

[1]桂成勝，劉小青，吳頔，等.鈉基蒙脫土增強豆膠的耐水性研究[J]，林產工業，2012，39（6）： 23-34.

[2]Liu Xiaoqing，Wang Yi，Cao Yang，et al.Study of dextrin-derived curing agent for waterborne epoxy adhesive[J].Carbohydrate Polymers，2010，83：1180-1184.

[3]Gui Chengsheng，Liu Xiaoqing，Wu Di，et al.Preparation of a new type of polyamidoamineand its application for soy flour-based adhesives[J].Journal of the American Oil Chemists' Society，2013，90（2）：265-272.

[4]http：//ozero-inside.com/index.asp.

[5]Gui Chengsheng，Wang Guyue，Wu Di，et al.Synthesis of a bio-based polyamidoamine-epichlorohydrin resin and its application for soy-based adhesives [J].International Journal of Adhesion and Adhesives，2013，44：237-242.

[6]桂成勝，朱錦，劉小青.大豆基木材膠粘劑的研究進展[J].粘接，2011（4）：67-72.

[7]Qi Guangyan，Li Ningbo，Wang Donghai，et al.Physicochemical properties of soy protein adhesives obtained by in situ sodium bisulfite modification during acid precipitation[J]. Journal of the American Oil Chemists' Society，2012（89）：301-312.