地板贴面用无醛豆胶的研制及应用

桂成胜 彭顺 朱春剑 王古月 刘志强 刘小青 朱锦

收稿日期：2013-11-12

作者简介：桂成胜（1988-），男，在读博士研究生，研究方向为生物基无醛胶粘剂。E-mail：gcs19882006@126.com。

通讯联系人：刘小青（1980-），男，研究员，博士生导师。主要从事生物基高分子材料研究。E-mail：liuxq@nimte.ac.cn。

摘要：对中科朝露新材料有限公司开发的复合木地板贴面改性无醛豆胶进行了全方位的评价。该胶由于用含有氨基的改性剂加以改性，使豆胶耐水性大幅提高。在优化的工艺条件下，即：涂胶量180 g/m2，冷压时间>30 min，118～126 ℃热压6 min，能稳定满足柞木、桦木、水曲柳等常用树种的2.0 mm贴面。

关键词：复合木地板贴面；无醛豆胶；工艺

中图分类号：TQ432.7+3 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2014）05-0066-03

1 前言

为了应对“甲醛胶”及其木制品对生产人员和消费者带来的危害，无醛环保胶粘剂成为业界的研发热点[1～3]。宁波中科朝露新材料有限公司生产的大豆无醛胶粘剂在地板制造领域取得了较大的突破[4]，多家行业龙头企业已经开始批量使用。效果表明，无醛胶产品可完全满足使用要求，地板基材厂家也经过了稳定、连续、批量的生产检验，产品性能合格、稳定。

当前市场上多层实木复合地板一般采用橡木、柞木、桦木、枫木、黑胡桃等珍贵木材进行贴面装饰以提高其质量和档次，由于这些木材本身质地密实、硬度较高，对所用胶粘剂的要求也较高。为了满足市场上全豆胶地板生产的需求，急需解决当前豆胶贴面浸渍剥离测试合格率低的问题，因此，中科朝露开发出新的贴面专用无醛豆胶（ZYDJ），并对ZYDJ的应用性能做了全方位的评价。

2 实验部分

2.1 实验原料

12 mm桉木基材（自制）；（2.0±0.1）mm各种贴面（柞木、白橡、俄橡、红橡、水曲柳、黑胡桃、沙比利、红檀香、红樱桃、桦木、花梨、枫木），嘉善依木家具有限公司。

2.2 ZYDJ的制备与性能

以中科朝露的OZERO牌豆胶为基体胶粘剂，添加适量含氨基的高分子改性剂A，搅拌均匀即得ZYDJ。ZYDJ的性能：pH值为5～6，固含量40%～45%，黏度与OZERO相当，制得桉木基材的П类湿强为1.6 MPa。

2.3 贴面步骤

参照现有实木复合地板的常用贴面步骤进行贴面实验，按照设定条件进行涂胶、冷压（1.0～1.1 MPa）、热压（1.1～1.2 MPa）。

2.4 性能检测

按GB/T 18103—2000规定进行贴面的浸渍剥离测试：锯制6块75 mm ×75 mm规格的试件，置于70 ℃水中浸泡2 h，再置于60 ℃鼓风干燥箱中烘3 h，每一边的任一胶层开胶的累计长度不超过该胶层长度的1/3则为合格，合格试件数≥5块时，判为合格，否则为不合格。

3 结果与讨论

3.1 ZYDJ与OZERO性能对比

OZERO的pH值为6～7，固含量为34%～38%，制得桉木基材的П类湿强度为1.2 MPa。此胶贴面时容易出现冷压效果差、浸渍剥离合格率低的问题。OZERO以脱脂豆粉为主要原料，而豆粉中含有40%左右的糖类物质，包括可溶性糖和不可溶性糖。研究[3，5]发现，豆胶在固化后，糖类物质不能起粘接作用。固化豆胶经水煮后，有30%以上组分溶于水[3]，这是豆胶耐水性差的主要原因[5]。通过提高胶粘剂固化后的水不溶物含量可以有效提高豆胶的耐水性[3，5]。改性剂A中含有大量氨基，其固化前与水性的OZERO相容性好，固化后氨基参与反应，形成不溶于水的交联网络结构。通过添加改性剂A制得的ZYDJ，固化后的水不溶物含量比OZERO高10%左右，П类湿强达到1.6 MPa，贴面后的浸渍剥离合格率高于OZERO。

3.2 涂胶量的影响

设定涂胶量在（180±20）g/m2。若胶量太低容易造成缺胶，影响合格率，胶量太高则成本升高。试验结果显示，涂胶量在160～200 g/m2，检测结果均为合格。

3.3 冷压时间的影响

豆胶中起主要粘接作用的是大豆蛋白质[6]，而大豆蛋白质的分子质量高（150～350 kDa）[7]，流动性及渗透性差，必须保证足够的冷压时间，才能使豆胶充分渗透木材，并形成有效粘接。实验中，冷压时间小于20 min时，闭口陈放过程中会有面皮翘起，在实际生产中容易造成贴面的浸渍剥离不合格；当冷压时间大于30 min时，基本无面皮翘起现象，所以，冷压时间应该设定在30 min以上。

3.4 热压时间的影响

冷压后的贴面必须经过充分热压，才能保证豆胶的完全固化，另外，只有热压充分才能保证制得的地板含水率达到国标要求。当热压温度为118～126 ℃、时间为4～10 min时，制得的实木复合地板含水率均小于14%，浸渍剥离结果均为合格。

3.5 实验数据

对ZYDJ的性能评价结果见表1，在优选的工艺条件范围内，试验的12种常用面皮的贴面结果均合格。

地板生产厂家反馈的结果表明，当涂胶量为200 g/m2，冷压工艺为：1.1 MPa、40 min、冷压后闭口陈放1.5 h；热压工艺为：温度123 ℃、压力1.2 MPa、8 min，表1中所列各种面皮的粘贴效果全部为合格。

4 结论

（1）贴面改性无醛豆胶ZYDJ能稳定用于柞木等常用树种的2.0 mm贴面；

（2）最佳贴面工艺为：涂胶量180 g/m2；冷压时间>30 min；118～126 ℃热压6 min。

致谢：本论文得到2011年度宁波市重大科技攻关项目2011B1006的支持。

参考文献

[1]桂成胜，刘小青，吴頔，等.钠基蒙脱土增强豆胶的耐水性研究[J]，林产工业，2012，39（6）： 23-34.

[2]Liu Xiaoqing，Wang Yi，Cao Yang，et al.Study of dextrin-derived curing agent for waterborne epoxy adhesive[J].Carbohydrate Polymers，2010，83：1180-1184.

[3]Gui Chengsheng，Liu Xiaoqing，Wu Di，et al.Preparation of a new type of polyamidoamineand its application for soy flour-based adhesives[J].Journal of the American Oil Chemists' Society，2013，90（2）：265-272.

[4]http：//ozero-inside.com/index.asp.

[5]Gui Chengsheng，Wang Guyue，Wu Di，et al.Synthesis of a bio-based polyamidoamine-epichlorohydrin resin and its application for soy-based adhesives [J].International Journal of Adhesion and Adhesives，2013，44：237-242.

[6]桂成胜，朱锦，刘小青.大豆基木材胶粘剂的研究进展[J].粘接，2011（4）：67-72.

[7]Qi Guangyan，Li Ningbo，Wang Donghai，et al.Physicochemical properties of soy protein adhesives obtained by in situ sodium bisulfite modification during acid precipitation[J]. Journal of the American Oil Chemists' Society，2012（89）：301-312.