范德辉

（广东金毅玩具材料有限公司，广东东莞 523900）

近年来，随着经济发展和社会进步，人们的环保和健康意识显著提升，越来越关注其居住环境对健康的影响。胶合板是家具常用材料之一，是由木段旋切成单板或由木方刨切成薄 木，再用胶黏剂胶合而成的三层或多层的板状材料。国内胶合板使用的胶黏剂主要是以脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺树脂为主[1-2]。这几种胶黏剂均为醛类胶黏剂，其最突出 的问题是释放出甲醛，而甲醛是强致癌物，对人们的身体健康有相当大的危害[3-4]。因此，胶合板中甲醛释放问题受到人们的密切关注。同时，国家对人造板的甲醛含量要求也愈发严格[5]。已 经废止的国标GB 18580—2001《室内装饰装修材料人造板及其制 品中甲醛释放限量》将胶合板的环保等级分为E1、E2两个级别。新版强制性国标GB 18580—2017《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》于2018年5月1日正式实施，取消了E2级的限量标识，仅保留E1级限量标识，对胶合板的环保性能提出了更高的要求[6]。因此，解决甲醛释放量问题和生产环保绿色胶合板产品关系到胶合板产业的生存和发展。

1 技术路线

胶黏剂的黏结作用主要依靠物理吸附和化学反应。胶合板中的物理吸附作用主要是黏结树脂薄膜受热融化，嵌入木板的缝隙中，产生“铆钉效应”，形成机械胶合；胶合板中的化学反应是指胶黏剂中的羧基和木材中的羟基发生化学反应，形成高强度的化学键。因此，在胶黏剂的黏结作用中，同时存在物理吸附和化学反应，两者相辅相成。聚乙烯为非极性材料，为了改善其黏结性能，使用不饱和单体对聚乙烯进行接枝改性；为了改善聚乙烯的浸润性，引入弹性体和在聚乙烯分子链上引入极性基团的方法进行改性；提高了聚乙烯的极性和浸润性。因此，本研究的思路就是在胶黏剂中加入改性聚乙烯，在体系中引入聚烯烃类弹性体和聚氨酯，来达到提高胶黏剂的黏结强度和持黏性的目的[7]。

2 实验方法

2.1 主要原料与仪器设备

实验用到的主要原料与仪器设备如表1和表2所示。

表1 的主要原料

表2 主要仪器与设备

2.2 样品制备

2.2.1 官能化改性聚乙烯的制备

（1）称取78.3%w的高密度聚乙烯，20%w低密度聚乙烯，1.5%w马来酸酐单体（不饱和接枝单体），0.2%w双-2，5-己烷（引发剂），加入到双螺杆挤出造粒，充分混合。上述低密度聚乙烯为乙烯和a-烯烃的共聚物，密度为0.91~0.94g/cm3，熔融指数为2~18g/10min。

（2）双螺杆挤出机的温度控制为160~230℃，螺杆转速控制为250~450r/min，螺杆长径比L∶D≥40∶1，官能化改性聚乙烯经过反应型双螺杆挤出机造粒而成，其接枝率0.5%~1.4%w。

2.2.2 黏结剂的制备

（1）称取55%w低密度聚乙烯、30%w官能化改性聚乙烯，搅拌反应20min以上。

（2）在上述物料中加入5%w聚氨酯，再加入10%w聚烯烃类弹性体，它的组分中乙烯单体含量大，密度为0.85~0.89g/cm3，搅拌反应30min。

（3）在上述物料中加入0.1%w受阻酚型季戊四醇酯。

（4）上述原料充分反应30min，采用双螺杆挤出机实施塑化共混工艺挤出造粒。其双螺杆挤出机的温度控制为130~230℃，螺杆转速控制为280~420r/min，螺杆长径比L∶D≥40∶1。

黏结剂的制备工艺流程，如图1所示。

图1 黏结剂的制备工艺流程图

2.2.3 环保胶合板制备

（1）将制作桉木单板，其尺寸为：

厚×长×宽=1.8mm×350mm×350mm，含水率10%。

（2）制作黏结剂薄膜，其尺寸为：

厚×长×宽=0.045mm×350mm×350mm。

（3）取一张桉木单板为底板，铺上一张上述步骤（2）制得的黏结剂薄膜。

（4）取第二张桉木单板，选取纤维与底板纤维垂直的方向铺装，再铺上一张上述步骤（2）制得的黏结剂薄膜。

（5）取第三张桉木单板，选取纤维与第二张单板纤维垂直的方向铺装，铺装完毕，进行热压成型。热压条件：温度160℃；压力0.6MPa；时间5min；冷压条件：温度25℃；压力0.2MPa；时间2min。

（6）热压后所得胶合板在室温下进行5~8h陈放。

2.2.4 对比胶合板制备

为了便于对比，使用国内胶合板使用的胶黏剂按照2.2.3的步骤制备对照样板进行对比测试。对照样板的胶黏剂使用聚乙二醇木质塑胶黏剂与脲醛树脂胶黏剂按1：1混合制备得到。

3 结果与讨论

按照GB/T 17657—2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》的标准进行制样，并测试环保胶合板和对照样板的胶合强度、静曲强度、浸渍剥离、弹性模量、冷热循环胶合强度、甲醛释放量。测试结果，如表3所示。

表3 胶合板性能检测结果

由表3可看出，使用本方法合成的黏结剂制成的胶合板其胶合强度远超Ⅱ类普通胶合板国家标准；其冷热循环胶合强度通过耐气候Ⅰ类测试，浸渍剥离也远超Ⅰ类胶合板的标准；静曲强度和弹性模量性能良好。而甲醛释放量为0，达到国家E0标准，甲醛释放量明显由于对照样。同时，黏结剂合成过程中未使用任何溶剂，也不含其他有害的挥发性物质。

本方法合成的黏结剂其黏结强度高、黏结持久、耐水耐热性能优异。这是由于胶黏剂引入的聚烯烃类弹性体，能有效地降低黏结树脂的内聚能，从而提高对木材的浸润性，因此能有效提高其黏结速度和初黏强度。特别的，配方中同时引入的聚氨酯大分子结构中必定有异氰酸酯端基、酯基或醚键、氨基甲酸酯基、取代脲基、脲基甲酸酯基和缩二脲基，这些强极性基团能够与木材中纤维素上的羟基发生反应，能极大地提高其黏结强度和黏结持久性。

4 结束语

本方法合成的黏结剂，改进其生产工艺，避免了生产过程中溶剂和紫外光对人体的危害，简化了生产工艺，降低了生产周期和成本；通过改进配方，提高了聚乙烯的浸润性，聚氨酯的加入更加提高了其黏结性能和黏结持久性。使用合成的黏结剂制备的胶合板黏结强度高、黏结持久、耐水耐热性能优异、无甲醛释放，为胶合板领域提供了一种兼具社会和经济效益的黏结材料，为产业化提供了优异的技术方案。