竹茶改性脲醛樹脂膠涂膠量對飾面板性能的影響*

魏年鋒

（福建省林業(yè)勘察設(shè)計(jì)院，福州 350001）

竹茶改性脲醛樹脂膠涂膠量對飾面板性能的影響*

魏年鋒

（福建省林業(yè)勘察設(shè)計(jì)院，福州 350001）

利用閩北豐富的竹、茶資源，將其下腳料作為脲醛樹脂的改性劑，研究經(jīng)竹茶改性處理的脲醛膠黏劑的涂膠量對浸漬紙飾面細(xì)木工板橫向彎曲強(qiáng)度的影響。研究結(jié)果表明，飾面板的橫向彎曲強(qiáng)度與芯條側(cè)面、芯板的正反面以及基板的正反面涂膠量均有關(guān)，整體趨勢是隨著涂膠量的增加而增大；但涂膠量過多，反而會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度的下降。

竹粉；茶粉；脲醛樹脂；浸漬紙飾面板

在木材加工領(lǐng)域中，PF及UF膠是廣泛應(yīng)用的主要膠粘劑，但近年來隨著人們對其甲醛含量的關(guān)注，對其進(jìn)行改性的研究已成為熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。盡管利用大豆蛋白膠或其改性的PF及UF膠制造膠合板或細(xì)木工板等人造板可以有效降低游離甲醛的含量[1-4]，但如果能夠?qū)ふ乙环N非食品的且資源廣泛、價(jià)格低廉的材料來改性UF膠，則可以獲得更加顯著的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。木質(zhì)素是重要的天然多酚類高分子，木質(zhì)素分子中含有大量的酚羥基，除了紫丁香基苯丙烷以外，其即可以與羥甲基脲很好的結(jié)合反應(yīng)，又可以與未反應(yīng)完全的甲醛發(fā)生反應(yīng)；茶葉中的活性物質(zhì)如聚酚類與甲醛發(fā)生化學(xué)作用，結(jié)合自身的物理吸附作用，使茶葉具有捕獲甲醛能力[5]。福建政和地區(qū)的竹和茶資源豐富，經(jīng)過大量的試驗(yàn)表明，在制膠過程中添加一定量的竹粉和茶葉粉，不僅可降低甲醛的釋放量,還可以替代等量膠粘劑使用，達(dá)到節(jié)約用膠、降低甲醛含量的目的；同時(shí)還可以提高人造板質(zhì)量，使其不產(chǎn)生龜裂等產(chǎn)品缺陷。就目前的文獻(xiàn)記載看，涂膠量對浸漬膠膜紙覆面的細(xì)木工板性能的影響方面的研究較少，部分作者只是針對原材料、熱壓工藝、生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)管理等因素對浸漬膠膜紙飾面細(xì)木工板質(zhì)量的影響進(jìn)行了討論[6-7]。竹粉與茶葉粉改性的脲醛樹脂膠黏劑具有顯著的低游離甲醛、低成本特點(diǎn)，本文初步研究了其涂膠量對飾面細(xì)木工板性能的影響，以期為降低甲醛含量、提升材板品質(zhì)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

竹茶改性脲醛樹脂膠黏劑，自制，固含量60%，粘度400 MPa·s，固化時(shí)間120 s；杉木芯規(guī)格500 mm×40 mm×12.5 mm（長×寬×厚），含水率8%；表層板為楊木單板，厚2.6 mm，平均含水率12%；浸漬紙。

1.2 試驗(yàn)方法

芯板的制作：經(jīng)刨光的杉木芯條側(cè)面涂改性脲醛樹脂膠（涂膠量60～120 g/m2）后放入一個(gè)金屬框，通過螺栓施加一個(gè)側(cè)向壓力,送入平壓機(jī)；熱壓工藝為：溫度125℃，側(cè)向壓力6 MPa，加壓時(shí)間4 min。

基板制作：在芯板雙面涂膠后（涂膠量120～200 g/m2），將楊木單板貼覆在芯板的正反面后送入壓機(jī)。熱壓工藝為：溫度105℃，壓力12 MPa，熱壓時(shí)間16 min。

浸漬裝飾紙飾面板制作：在基板正反面涂上竹茶改性脲醛樹脂膠黏劑（100 g～180 g/m2），鋪覆浸漬紙后送入壓機(jī)。熱壓工藝為：熱壓壓力7 MPa，熱壓時(shí)間12 min，溫度95℃。

工藝流程見圖1。

1.3 檢測方法

飾面板橫向靜曲強(qiáng)度檢測按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5849-2006《細(xì)木工板》規(guī)定取樣檢測。

圖1 工藝流程示意圖

2 結(jié)果與討論

膠黏劑與木材之間的膠合機(jī)理主要有兩種：其一，膠黏劑在木材中的滲透并在熱和壓力的作用下在木材細(xì)胞的空隙中固化，起到膠釘固化的作用；其二，脲醛樹脂膠黏劑與木材中的羥基發(fā)生反應(yīng)形成粘合力，產(chǎn)生膠合作用。

表1 芯條、芯板、基板各種涂膠量與彎曲強(qiáng)度的關(guān)系

2.1 芯條涂膠量對飾面板性能的影響

表1中芯條的試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果是在芯板涂膠量180 g/m2、基板涂膠量160 g/m2條件下測試的數(shù)據(jù)。從表1可以看出，隨著涂膠量增加，橫向靜曲強(qiáng)度從25.6 MPa最大增加到37.8 MPa。這是因?yàn)楫?dāng)涂膠量增大，杉木側(cè)面單位面積上就產(chǎn)生了更多的膠釘和有更多的化學(xué)反應(yīng)，所以杉木條之間結(jié)合力就越大。由于細(xì)木工板彎曲破壞時(shí)大多發(fā)生在杉木條與杉木條之間的膠合部位[8]，所以杉木條之間結(jié)合力越大，板的抗彎曲破壞性能也越好，即橫向靜曲強(qiáng)度高。但從表1也發(fā)現(xiàn)，隨著涂膠量的進(jìn)一步增加，靜曲強(qiáng)度不但不繼續(xù)增加，反而開始下降，說明膠層太厚，會(huì)導(dǎo)致膠層脆性增加，反而降低了板的強(qiáng)度。

2.2 芯板涂膠量對飾面板性能的影響

表1中芯板的試驗(yàn)結(jié)果為芯條涂膠量為105 g/m2、基板涂膠量270 g/m2條件下的測試數(shù)據(jù)。從表1可知，在芯板的雙面涂膠量從280 g/m2增加到400 g/m2的過程中，飾面板的橫向彎曲強(qiáng)度在涂膠量370 g/m2時(shí)達(dá)到最大，之后隨著涂膠量的繼續(xù)增加，強(qiáng)度開始下降。這是由于基板由杉木條芯板與上下表面的楊木單板熱壓而成，因此，隨著涂膠量的增加，膠液不僅在杉木表面和楊木單板表面的滲透增加，部分膠液還可能滲透到杉木條之間膠層的縫隙，進(jìn)一步加強(qiáng)了楊木單板與芯板之間的結(jié)合力，因此強(qiáng)度整體上隨涂膠量的增加而增大。但涂膠量過大，不僅增加了用較成本，也會(huì)因?yàn)槟z層太厚導(dǎo)致固化后膠層變脆，反而影響到強(qiáng)度的保持。

2.3 基板涂膠量對飾面板性能的影響

表1中基板的試驗(yàn)結(jié)果為芯條涂膠量105g/m2、芯板涂膠量370 g/m2條件下的測試數(shù)據(jù)。從結(jié)果可以看出，隨著基本涂膠量的增加，飾面板橫向彎曲強(qiáng)度的變化趨勢與前面所述的兩種情形基本一致，隨著涂膠量的增加，橫向彎曲強(qiáng)度先升后降。由于表面裝飾紙較薄，基板的涂膠量過大對強(qiáng)度的貢獻(xiàn)不大，既增加了用膠成本，也容易造成浸漬紙表面透膠，從而影響美觀和質(zhì)量，因此，飾面工藝中的基本涂膠量不宜太大。

3 結(jié)論

竹茶改性的脲醛樹脂膠黏劑是一種新型的低成本膠黏劑，本文僅對涂膠量對飾面板強(qiáng)度的影響進(jìn)行了初步的探討。從試驗(yàn)結(jié)果看，使用新型膠黏劑，隨涂膠量的增加，飾面板的橫向彎曲強(qiáng)度整體變化趨勢是先增加后下降，說明涂膠量的使用有一個(gè)較優(yōu)的量，這還與熱壓工藝參數(shù)有緊密的關(guān)系，有待進(jìn)一步深入細(xì)致的研究。

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第1作者簡介：魏年鋒（1963-），男，工程師，主要從事林木培育和加工管理工作。

Effect of Bambaoo&Tea Flour Modified UF on Properties of Surface Decorated Blockboard

WEI Nianfeng
（Fujian Forestry Prospect and Design Insitute,Fuzhou350001）

By using industrial rich resources of bamboo,tea as modifier of urea-formaldehyde resin,this paper studied the effect of content of bamboo tea modified urea-formaldehyde resin agent on transverse bending strength of impregnated paper decorated blockboard.The results showed that the transverse bending strength were related with core side,the positive and negative face of core board and positive and negative face of substrate board.The overall trend is increased with the increase of glue quantity increases,but if the glue quantity is too much,it will lead to a decline in strength.

Bamboo flour;Tea flour;UF adhesive;Blockboard with decorated by impregnated paper

TS653.92+1

A

2017-05-17

（責(zé)任編輯：潘啟英）

1001-9499（2017）04-0027-03