脲醛树脂胶的胶凝时间影响因素与其控制.pdf

脲醛树脂胶的胶凝时间影响因素及其控制 - 脲醛树脂胶调制是在加入一定数量的固化剂后确保脲醛胶的活性期大于从调胶至热压这 段时间 ,并使所有胶层在热压时间内完成固化 ,保证人造板的胶合质量 ,同时尽可能缩短热压 周期 ,减少能源消耗 ,提高生产率。 脲醛树脂添加固化剂后粘度显著增长直至凝胶 ,这段时间即 为树脂适用期 , 以分表示。而适用期一段为胶凝时间的 80% 。胶凝时间测定法有 2 种 :①手工 测定法。 只须使用恒温水浴、 玻璃棒等极为简单化验设备。 ②凝胶计时仪法。 胶凝时间既与 固含量、粘度、游离醛含量及聚合度等树脂质量指标有关 ,又与环境温度、湿度等外界条件 有关。尽管调胶时原胶质量及外界条件有所不同 ,只须在树脂胶添加不同种类和不同量固化 剂,使达到能满足各种人造板生产需要的胶凝时间。 1 固化机理 固化剂以氯化铵为例试加说明 : 树脂胶中存在游离甲醛 ,加入固化剂氯化铵即与树脂中游离醛发生反应 ,氯化铵与水反应及氯 化铵热分解分别放出盐酸 , 以上 3 个反应为可逆反应。使脲醛树脂胶ｐＨ值迅速下降 ,实现弱 酸固化 ,分子量逐渐增大 ,最后形成体型网状结构树脂。 2 胶凝时间影响因素 2.1 温度和湿度 (1)调制后脲醛树脂的胶凝时间与环境温度、热压温度有关。环境温度越高 ,生活力越短 , 胶凝时间越短 ,反之亦然。其原因从反应机理得知温度会影响胶液ｐＨ值降低的速度 ,从而影 响胶液的活性期及胶凝时间。为此 ,在不同生产季节应考虑选择不同种类及不同量的固化剂 , 以提高胶合质量。当氯化铵溶液加入量小于 3% 时,胶凝时间迅速缩短。此外 ,在热压工艺中 热压温度对胶凝时间也会造成一定的影响 ,调胶后若胶凝时间较长可适当提高热压温度 ,加速 树脂固化 ,缩短生产周期。 反之 ,若调胶后胶凝时间过短 ,可适当降低热压温度 , 以防树脂提前固 化而影响产品质量。但热压温度过高易造成板坯局部提前固化而引起分层鼓泡 ;而热压温度 过低 ,热传递效率降低延长固化时间 ,导致板中水分过多。固化不全 , 同样会产生分层鼓泡。 (2) 操作环境湿度大 , 固化速度慢。 其原因在环境湿度大的条件下 ,加速胶液中羟甲基团 及次甲基醚键水解速度而放出甲醛 ,有碍于树脂固化 ,因而延长了胶凝时间。 2.2 原胶及木材ｐＨ值 (1) 原胶ｐＨ值。脲醛树脂胶为酸固化胶种 ,脲醛树脂加固化剂量弱酸性 ( ｐＨ4.5～ 6) 条件下 ,对人造板胶合强度最为理想 ,且缩短胶凝时间。 随着原胶ｐＨ值升高延长了胶凝时间。 固化后胶层ｐＨ值过低或过高都不利胶层固化。若胶层ｐＨ 3.5, 虽反应激烈能加速固化 ,但 胶层易老化。 若ｐＨ值 5 时,胶层固化不完全。 在脲醛树脂中 , ｐＨ值决定着反应机理和反应 速度 , 由于在树脂液中存在游离醛 ,脲的反应活性点及羟甲基等使胶凝时间与ｐＨ值成一定的 线性关系。不同ｐＨ值的胶液具有不同脲醛反应的活化能 , 活化能愈小则反应愈易进行。在 偏酸性条件下 , ｐＨ值低的胶液其活化能较低 ,缩合反应易于进行