脲醛胶:亟待突破绿色瓶颈
2003-02-27 阅读 27 次
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| 脲醛胶粘剂目前已成为世界木材加工业中最主要的胶粘剂产品，近年来，受巨大的市场潜力吸引，人们对于高质量脲醛胶粘剂开发的兴趣日渐浓厚。但由于其在固化和板材使用过程中不断释放出游离甲醛造成污染，因而各国对于人造板甲醛释放量也制订了严格的法规，发达国家在此方面走在前列。我国也颁布了《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》强制性国家标准，并于去年7月1日起强制执行。因此，大力开发绿色脲醛胶粘剂已成为当务之急。 据国家人造板质量监督检验中心副主任吕斌介绍，去年我国各人造板厂使用的改性脲醛胶总量达140万至150万吨，占该行业所用胶总量的90％。脲醛胶粘剂作为木材胶接与复合加工过程中用量最大的胶粘剂，主要用于人造板材如胶合板、刨花板、中密度纤维板等的制造。它还可以通过加入不同的助剂，如增粘剂、复合固化剂、缓冲剂、分散剂、增强剂等来改善其工艺性能和功能，因而受到了市场的青睐，同时，也激发起科研单位对其他胶种的探索研究及开发新型不含胶粘剂的制板工艺的热情。 随着人们环保意识的增强以及国家强制性标准的执行，促使科研单位在对脲醛胶性能改进研究方面不但注重粘接强度和耐水性指标的提高，而且更注重开发低毒脲醛胶，从而为我国人造板产品甲醛释放量指标打下良好基础。 如何降低人造板材中的甲醛释放量？多年从事脲醛胶性能研究的中国林业科学研究院木材工业研究所史广兴研究员介绍，首先应搞清板材中的甲醛是如何产生的。板材吸附树脂中的游离甲醛，多数会在热压阶段逸散，但或多或少总有一些存留于板材中，这包括未聚合的甲醛、脲醛树脂合成过程中，二羟甲基脲缩聚生成二亚甲基醚键并析出水和甲醛。此外，板材吸附的脲醛树脂固化转变成不溶不熔的化合物时会放出水和甲醛，另外人造板在堆放和使用过程中，由于受到环境温度、湿度、水分等影响，固化后的树脂缓慢降解还会释放出甲醛。因此，要降低板材中的甲醛释放量，必须设法减少脲醛树脂的游离醛含量，一般要控制在5mg/L以下。 为达此目标，目前国内普遍采用在制脲醛胶的过程中，降低甲醛与尿素的摩尔比，改变合成工艺，同时加入可与甲醛反应的物质等。而在压板前调胶时加入诸如尿素、三聚氰胺、铵盐、己内酰胺等甲醛捕捉剂等也有一定的效果。但采取这些措施时往往会影响脲醛胶的工艺性能或板材的理化性能。因此，在确定树脂制备工艺、配方、调胶配方时需要综合考虑各项性能，才能保证技术的实用化。 在这方面目前走在前列的是北京海淼世纪展有限公司。该公司根据脲醛树脂合成机理，从分子结构设计出发，通过配方及工艺控制，结合复合甲醛吸收剂及强度改性剂对脲醛树脂的改性研究，开发出了分子结构稳定、游离甲醛含量低于1.5ml/L的环保型脲醛树脂胶粘剂。该脲醛树脂胶剂体系具有胶合力胶合力强、生产工艺稳定、储存期适中、甲醛后释放量可控制等优点。该脲醛树脂胶粘剂合成技术经过小试及中试技术攻关，目前已实现产业化。 要想彻底摆脱甲醛释放的困扰，则需要开发无甲醛的胶粘剂用于人造板制造。天然胶粘剂如豆胶、血胶、骨胶虽说是最早使用的木工胶粘剂，但在脲醛胶等合成树脂胶产生后，因其性能缺陷，特别是耐水性较差，但其作为木材胶的用量越来越少，只在特殊情况下使用，例如作为食品包装箱、茶叶包装箱的胶粘剂等。 目前，随着人们对环保的重视，欧美国家开始重视对天然胶粘剂进行研究。特别是对动物蛋白胶和植物蛋白胶的研究，取得了一定进展。在我国，开发以木素为原料的天然胶引起了一些研究单位的兴趣。因为木素可取之于造纸废液，变废为宝。资源的综合利用是这一课题的现实意义，其研究的难点是如何解决原料反应活性不高的问题。目前尚没有这一研究内容获得突破性进展的报道。 另外，中科院微生物所与中国林业科学研究院合作，目前正在进行酶活化木材表面的研究。它是一种将生物酶施于木片或木纤维上，木素被活化后再进行制板的新方法。此方法完全不用胶粘剂，因此不存在甲醛释放量的问题。现在虽已制成具有一定强度的木板，但也只限于实验室的小样品，距离产业化生产还有很大距离，而且以这种方法制成的人造板，能否在市场上获得认可，很大程度上还要取决于所用醇的成本。 | ||
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