新型低甲醛黏合劑的建筑頂板技術研究與開發

馬廣 蒙獻芳 張立穎 劉建麟

【摘 要】建筑材料的甲醛含量一直是人們最關心和重視的問題。為了降低甲醛含量，廣西賓陽縣榮良新材料科技有限公司采用一次加入甲醛，三次加入尿素的工藝，保證聚合反應速率始終保持不變，不產生聚合反應凝膠效應，甲醛單體幾乎完全反應，所得脲醛樹脂甲醛殘留量低，制成的膠黏劑甲醛釋放量少。該產品極大地滿足了人們對家具環境越來越高的要求，將對人們身體健康產生的危害降至最低，提高了人們的生活質量，促進了整體人造板材行業的可持續發展。

【關鍵詞】建筑頂板；低甲醛；黏合劑

【中圖分類號】TS653.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）08-0032-03

0 前言

當前，我國經濟快速發展，在未來的較長一段時間內，全社會的各種投資依然會保持增長狀態，促進了我國建筑業的發展。目前，我國的建筑結構都是以磚混結構為主，建筑施工采用環保的建筑頂板。20世紀80年代初，各種新結構體系不斷出現，現澆混凝土結構猛增。20世紀90年代以來，我國建筑的總體結構發生了較大變化，高層建筑、企業工廠宿舍和道路、鐵路建設等大量興建，同時也對頂板、腳手架等施工技術和施工用料提出了更高的要求，例如降低甲醛的含量，要求材料更加環保，更加注重人民的身體健康。隨著人們對建筑用料的要求越來越高，不斷降低建筑用頂板的甲醛含量將是未來發展的趨勢之一，因此開展低甲醛、低成本、施工高效、耐用的建筑頂板的研究和開發，對推動我國建筑技術進步有著積極的意義。

1 新型建筑頂板的發展及應用技術研究

1.1 我國建筑頂板發展狀況

隨著國內外對膠合板需求量的大幅增長，促進了我國膠合板產業的快速發展。據國家林業局統計，2012年，我國膠合板產量達到9 971.68萬m3，比2011年增長39.24%。但是，高速發展的數字并不代表我國膠合板產業已經很強大，數字背后其實隱藏著膠合板產業中存在的各種各樣的問題。

從總體上看，國內生產的膠合板質量普遍較差。雖然我國是世界膠合板產量最大的國家之一，產量占全球的53%以上。在過去的12年間，我國的膠合板產量增長了11.45倍。但是，產品質量參差不齊，產品質量普遍不高，仍需每年要從馬來西亞、印度尼西亞和歐洲等國家和地區進口，如2012年我國從國外進口的膠合板數量達到19.87萬m3。

我國膠合板生產必須嚴格控制數量，走高質量、高效益的道路。從目前各省市生產的膠合板來看，膠合板質量參差不齊，和國外相比存在較大差距。例如，2010年我國進口膠合板的平均價格為每立方米626.79美元，出口膠合板的平均價格為每立方米452.32美元。此外，在國內銷售方面，價格相差也很大。

過去幾年，我國膠合板產業的發展是靠豐富的促生豐產林和廉價勞動力等取得一些微薄的經濟效益，但是，隨著森林資源和勞動力的緊缺，以及化工原料不斷漲價、運輸成本不斷上升，企業的利潤空間正在不斷被壓縮。因此，在轉型升級中，我國膠合板產業必須走優質優價的道路。

廣西賓陽縣榮良新材料科技有限公司（簡稱榮良公司）生產的優質膠合建筑頂板如圖1所示。

1.2 建筑頂板的制作

建筑頂板的板芯實際上就是一塊薄片單板，它被均勻過膠之后，然后經過縱橫疊加、合理排版構成。要獲得薄片單板需要先對原木進行旋切，采用具有多項專利技術的“東方”旋切機，它的功能非常先進，可以對原木剝皮和旋切成薄片，而且結構合理、性能完善、生產效率高，旋切薄片厚度均勻，光潔程度好，剝凈率為95.3%，與手工剝皮相比，效率提高80.5%以上，厚度可達0.02 cm以下。剛切的薄片含水分過多，需要有一個晾干和膠水黏合的過程，以達到最佳的黏合強度。薄片薄則水分容易蒸發，可以減少晾曬和烘干時間，提高工作效率，而且薄片切薄的單板數量多，能更有效地利用木材。

1.3 低甲醛膠水配置技術工藝

采用自有專利技術配置的膠水組方（由脲醛樹脂、聚丙烯酸酯乳液、聚二甲基硅氧烷、填料和EVA乳膠等組成），具有無毒、抗霉、抗壓等性能，黏接強度高、不易氧化，耐低溫性能優良，耐高溫、不會脫膠，它的抗老化性能好，生產成本能降低25%。采用甲醛為一次性投料，尿素分3次投料，這種新型工藝避免了凝膠現象的產生，所得的脲醛樹脂的分子量分布窄，甲醛殘留量低，用于生產建筑頂板，能夠在濕度大的南方城市使用，而且甲醛釋放量低。研究室膠黏劑配制指標見表1。

1.4 黏合劑生產原理

該防潮脲醛樹脂膠的生產方法，制備脲醛樹脂，甲醛為一次性投料，尿素分3次投料；脲醛樹脂的生產分成預聚合、聚合和后期聚合3個階段，后期聚合以后，加入聚丙烯酸酯乳液、聚二甲基硅氧烷和EVA乳膠，攪拌混合均勻以后，加入填料，用研磨機研磨30 min，得到防潮脲醛樹脂膠。聚合反應釜中，需要一次性加入甲醛溶液，用甲酸調節pH值為2～2.5，加入甲醛溶液重量15%的尿素，升溫至46 ℃，保溫反應60 min。聚合階段結束，加入甲醛溶液重量30%～40%的尿素，40～60 min內加完，然后降低反應溫度至70～85 ℃，反應60～90 min，降溫至室溫，得到脲醛樹脂。聚合后期階段，可以采用過濾方式，除去不溶物，得到低甲醛殘留量脲醛樹脂以后，加入聚丙烯酸酯乳液、聚二甲基硅氧烷等，攪拌混合均勻以后加入填料，用三輥式研磨機研磨30 min，得到防潮脲醛樹脂膠黏劑。

所采用的聚丙烯酸酯乳液，為廣州奇盛化工有限公司生產的型號為M-863的通用純丙乳液，全部采用丙烯酸酯為原料，經過乳液聚合而成，防水性能和耐候性好，與脲醛樹脂一起作為膠黏劑的原料，可以改善脲醛樹脂的耐水性，提高膠黏劑的防潮性能。

所采用的聚二甲基硅氧烷為道康寧公司生產，型號為XIAMETERPMX-200的硅油，具有高表面活性劑，在膠黏劑中作為消泡劑和流平劑，可提高膠黏劑的潤濕性，增強黏接強度。并且聚二甲基硅氧烷高度疏水，能夠提高膠黏劑的防水、防潮性能。

1.5 其他關鍵材料技術應用

填料可以稀釋膠黏劑和降低生產成本。由于脲醛樹脂分量被稀釋，單位體積的人造板含有的脲醛樹脂減少，能夠減少甲醛釋放量。并且填料能大幅度提高聚合物的材料力學強度、尺寸穩定性和熱變形溫度，對提高膠黏劑與基材的膠合強度起到關鍵作用。

所采用的EVA乳膠是乙烯-醋酸乙烯共聚乳液，來自塞拉尼斯公司生產牌號為Ateva的EVA膠乳。與聚乙烯相比，EVA在分子鏈中引入了醋酸乙烯單體，從而降低了高結晶度，提高了柔韌性、抗沖擊性，填料的相溶性和熱密封性能在人造板的熱壓生產過程中提高人造板的密封性、防水性、防潮性。

1.6 板材壓制成型技術研究

將已經過膠的單板，縱橫疊加合理排版，并利用旋切和最終裁邊，出現的廢料可填充空隙，每塊組裝好的膠合板板坯在上、下2個表面覆上隔層板，通過預壓機預壓平整，再將毛板轉移至高溫環境，在熱壓機下熱壓復合，最終形成所需的板材。熱壓和裁邊工序如圖2所示。

2 新型建筑頂板與同類產品對比

新型建筑頂板與一些品牌產品的技術性能參數對比見表2。

3 結論

目前，我國生產的人造板使用的膠黏劑的甲醛含量還是相對較高，對環境會造成一定的影響。如果含游離甲醛的人造板占室內空間比例較小，其對人體危害有限，但大量使用人造板制品，室內的甲醛含量就會成倍增加，成為危害人們健康的隱形殺手。

榮良公司研發的新型低甲醛建筑頂板采用一次加入甲醛，3次加入尿素的工藝，所得脲醛樹脂的甲醛殘留量低，大大提高了家居環境質量，促進人造板材行業的健康和持續漸進發展，能創造較大的社會效益和經濟效益。

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[責任編輯：鐘聲賢]