1 試驗(yàn)?zāi)康?br>
在膠合板生產(chǎn)中 ,涂膠單板經(jīng)陳化 ,膠液仍維持其流動(dòng)性 ,再經(jīng)預(yù)壓 ,使膠液脫水 ,相鄰單板之間初步粘結(jié) ,因而在以后的操作中 ,組坯單板能夠整齊排列而避免移位。目前通用的膠粘劑要求較長(zhǎng)的陳化時(shí)間和預(yù)壓時(shí)間 ,才能達(dá)到滿意的預(yù)壓膠合強(qiáng)度 ,或即便提供了合適的陳化時(shí)間 ,但又缺乏令人滿意的預(yù)壓特性。因而需要尋求一種既能夠減少陳化時(shí)間和預(yù)壓時(shí)間 ,同時(shí)又能獲得滿意預(yù)壓膠合強(qiáng)度的膠粘劑配方。
2 機(jī)理和工藝要求
2 . 1 機(jī) 理
生產(chǎn)中 ,酚醛樹脂膠粘劑的陳化時(shí)間及預(yù)壓操作特性與填充劑及樹脂保持或散失水分的能力有直接關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn) ,酚醛樹脂加入經(jīng)堿處理并含有較高支鏈的淀粉 (淀粉總量中 ,含 75%以上的支鏈淀粉 )后 ,能縮減陳化時(shí)間 ,但陳化過程中仍能保持足夠的流動(dòng)性 ,同時(shí)又改善了膠液的預(yù)壓特性 ,因而固化過程很少受影響。
上述方法與傳統(tǒng)的淀粉改性膠粘劑有很大差別。首先 ,以往的淀粉改性膠粘劑中 ,淀粉成分的分散與堿量、溫度、混合速度、淀粉與水的比例、混合時(shí)間等因素?zé)o決定性的關(guān)系 ,因而試圖通過以上條件來控制膠液性能 ,往往不能達(dá)到預(yù)期效果。而本配方所制膠液與上述各因素有決定性的關(guān)系 ,能通過調(diào)整上述調(diào)膠條件 ,有效控制膠液質(zhì)量 ;其次 ,本配方能得到快速固化膠粘劑 ,平衡了操作中互相矛盾的因素 ,使得陳化時(shí)間的容限長(zhǎng)且預(yù)壓效果好 ;第三 ,本配方能改善任何一種膠合板用酚醛樹脂膠粘劑的預(yù)壓性能。按以往經(jīng)驗(yàn) ,為提高預(yù)壓膠合強(qiáng)度 ,需對(duì)樹脂有較大的改進(jìn) ,而本配方對(duì)這種要求則大大降低。應(yīng)予說明的是 ,如果游離甲醛含量超過固體膠量的 5% ,會(huì)改變淀粉的分散度并降低其效能。
2 . 2 調(diào)膠工藝要求
支鏈淀粉首先與 2 %～ 2 0 % (占淀粉重量 )的堿金屬氫氧化物在水中化合 ,水的用量視操作中混合物所需濃度及最終膠粘劑的固體含量來決定。通常膠粘劑的固體含量為1 0 %～ 70 % (重量 ),最好為 35%～ 45%。具
體地說 ,在預(yù)處理階段中 ,至少應(yīng)有占總水量 50 %的水與支鏈淀粉和堿金屬氫氧化物結(jié)合。
在預(yù)處理階段中 ,有 3個(gè)可變參數(shù)相互影響 ,它們是混合時(shí)間、溫度和堿金屬氫氧化物濃度。預(yù)處理過的高支鏈淀粉的分散度隨著水溫、混合時(shí)間和堿金屬氫氧化物含量的增加而提高 ,使在每一步驟中比處理低支鏈淀粉更容易達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。在實(shí)際使用中 ,冬季水溫低時(shí) ,可用增加混合時(shí)間與堿金屬氫氧化物或者兩者兼用來補(bǔ)償 ;在夏季 ,當(dāng)水溫較高時(shí) ,可用上述相反的辦法。使用預(yù)熱水可進(jìn)一步減少混合時(shí)間和堿金屬氫氧化物用量。使用一般淀粉改性的膠粘劑則沒有這種適應(yīng)性。
3 配方的各組份及性能要求
3. 1 各組份性能要求
酚醛樹脂 :可使用任何堿性酚醛樹脂縮合物 ,游離醛含量不超過樹脂固體的 5%。最好用苯酚與甲醛 (37%或 50 %的溶液 )制備 ,但苯酚量的 1 5%亦可由甲酚、二甲酚、聚苯基酚代替。
淀粉 :本配方使用未精制、半精制和精制的天然淀粉 ,這種淀粉在其分子結(jié)構(gòu)中至少含有 75%的支鏈淀粉 ,如 :馬鈴薯、山藥、甘薯、木薯淀粉、玉米淀粉等。淀粉在堿液中的分散情況 ,取決于它的分子結(jié)構(gòu) ,高支化的或支鏈淀粉的分子一般比較重 ,更容易分散在水溶液中形成高粘度 ,且具有較好的穩(wěn)定性 ,加壓條件下 ,水分散失比直鏈淀粉更容易。因此支鏈淀粉含量越高 ,分支結(jié)構(gòu)分越大 ,就越適合做膠合板的酚醛樹脂膠粘劑。
堿 :堿金屬氫氧化物。
其它 :常用的填料包括粘土、滑石粉、白惡粉、方解石等 ,纖維素物料如木粉、樹皮粉、堅(jiān)果殼粉等。
最終的組份含有 5～ 50份 (重量 )高支鏈淀粉 ,5～ 2 5份填料和 1 0 0份酚醛樹脂固體。其他常用的添加劑如填充劑、固化劑、染料等也可加入膠料組份中。
3. 2 配方實(shí)例
本配方選用未精制的馬鈴薯淀粉 (淀粉總量中含有 78%支鏈淀粉 )、玉米芯制糠醛后的顆粒狀剩余物 ,這些顆粒可通過 1 0 0目篩網(wǎng) ;所用酚醛樹脂是固體含量為 40 %的酚醛樹脂堿溶液 ,該樹脂在 2 1℃下 ,使用 Mac
Michael粘度計(jì)、用 2 6號(hào)吊絲的粘度均為1 0 2 ,酚醛樹脂是用 1 . 0克分子苯酚和約 2 . 0克分子甲醛 ,在有 0 . 75克分子 Na OH的溶液中進(jìn)行縮聚 ,Na OH以 0 . 1 5,0 . 30 ,0 . 30克分子逐次分別加入 ,見下表。
實(shí)例配方表配 方重量份
水 (在 1 8～ 2 4℃下 )597
填 充 劑 2 35
未精制的馬鈴薯淀粉混合 2 min 57
酚醛樹脂 ,含水混合 2 min 1 36
50 %Na OH水溶液混合 2 5min 6 0
液態(tài)酚醛樹脂混合 5min 1 2 2 1
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