新型低甲醛黏合剂的建筑顶板技术研究与开发

马广 蒙献芳 张立颖 刘建麟

【摘 要】建筑材料的甲醛含量一直是人们最关心和重视的问题。为了降低甲醛含量，广西宾阳县荣良新材料科技有限公司采用一次加入甲醛，三次加入尿素的工艺，保证聚合反应速率始终保持不变，不产生聚合反应凝胶效应，甲醛单体几乎完全反应，所得脲醛树脂甲醛残留量低，制成的胶黏剂甲醛释放量少。该产品极大地满足了人们对家具环境越来越高的要求，将对人们身体健康产生的危害降至最低，提高了人们的生活质量，促进了整体人造板材行业的可持续发展。

【关键词】建筑顶板；低甲醛；黏合剂

【中图分类号】TS653.5 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2016）08-0032-03

0 前言

当前，我国经济快速发展，在未来的较长一段时间内，全社会的各种投资依然会保持增长状态，促进了我国建筑业的发展。目前，我国的建筑结构都是以砖混结构为主，建筑施工采用环保的建筑顶板。20世纪80年代初，各种新结构体系不断出现，现浇混凝土结构猛增。20世纪90年代以来，我国建筑的总体结构发生了较大变化，高层建筑、企业工厂宿舍和道路、铁路建设等大量兴建，同时也对顶板、腳手架等施工技术和施工用料提出了更高的要求，例如降低甲醛的含量，要求材料更加环保，更加注重人民的身体健康。随着人们对建筑用料的要求越来越高，不断降低建筑用顶板的甲醛含量将是未来发展的趋势之一，因此开展低甲醛、低成本、施工高效、耐用的建筑顶板的研究和开发，对推动我国建筑技术进步有着积极的意义。

1 新型建筑顶板的发展及应用技术研究

1.1 我国建筑顶板发展状况

随着国内外对胶合板需求量的大幅增长，促进了我国胶合板产业的快速发展。据国家林业局统计，2012年，我国胶合板产量达到9 971.68万m3，比2011年增长39.24%。但是，高速发展的数字并不代表我国胶合板产业已经很强大，数字背后其实隐藏着胶合板产业中存在的各种各样的问题。

从总体上看，国内生产的胶合板质量普遍较差。虽然我国是世界胶合板产量最大的国家之一，产量占全球的53%以上。在过去的12年间，我国的胶合板产量增长了11.45倍。但是，产品质量参差不齐，产品质量普遍不高，仍需每年要从马来西亚、印度尼西亚和欧洲等国家和地区进口，如2012年我国从国外进口的胶合板数量达到19.87万m3。

我国胶合板生产必须严格控制数量，走高质量、高效益的道路。从目前各省市生产的胶合板来看，胶合板质量参差不齐，和国外相比存在较大差距。例如，2010年我国进口胶合板的平均价格为每立方米626.79美元，出口胶合板的平均价格为每立方米452.32美元。此外，在国内销售方面，价格相差也很大。

过去几年，我国胶合板产业的发展是靠丰富的促生丰产林和廉价劳动力等取得一些微薄的经济效益，但是，随着森林资源和劳动力的紧缺，以及化工原料不断涨价、运输成本不断上升，企业的利润空间正在不断被压缩。因此，在转型升级中，我国胶合板产业必须走优质优价的道路。

广西宾阳县荣良新材料科技有限公司（简称荣良公司）生产的优质胶合建筑顶板如图1所示。

1.2 建筑顶板的制作

建筑顶板的板芯实际上就是一块薄片单板，它被均匀过胶之后，然后经过纵横叠加、合理排版构成。要获得薄片单板需要先对原木进行旋切，采用具有多项专利技术的“东方”旋切机，它的功能非常先进，可以对原木剥皮和旋切成薄片，而且结构合理、性能完善、生产效率高，旋切薄片厚度均匀，光洁程度好，剥净率为95.3%，与手工剥皮相比，效率提高80.5%以上，厚度可达0.02 cm以下。刚切的薄片含水分过多，需要有一个晾干和胶水黏合的过程，以达到最佳的黏合强度。薄片薄则水分容易蒸发，可以减少晾晒和烘干时间，提高工作效率，而且薄片切薄的单板数量多，能更有效地利用木材。

1.3 低甲醛胶水配置技术工艺

采用自有专利技术配置的胶水组方（由脲醛树脂、聚丙烯酸酯乳液、聚二甲基硅氧烷、填料和EVA乳胶等组成），具有无毒、抗霉、抗压等性能，黏接强度高、不易氧化，耐低温性能优良，耐高温、不会脱胶，它的抗老化性能好，生产成本能降低25%。采用甲醛为一次性投料，尿素分3次投料，这种新型工艺避免了凝胶现象的产生，所得的脲醛树脂的分子量分布窄，甲醛残留量低，用于生产建筑顶板，能够在湿度大的南方城市使用，而且甲醛释放量低。研究室胶黏剂配制指标见表1。

1.4 黏合剂生产原理

该防潮脲醛树脂胶的生产方法，制备脲醛树脂，甲醛为一次性投料，尿素分3次投料；脲醛树脂的生产分成预聚合、聚合和后期聚合3个阶段，后期聚合以后，加入聚丙烯酸酯乳液、聚二甲基硅氧烷和EVA乳胶，搅拌混合均匀以后，加入填料，用研磨机研磨30 min，得到防潮脲醛树脂胶。聚合反应釜中，需要一次性加入甲醛溶液，用甲酸调节pH值为2～2.5，加入甲醛溶液重量15%的尿素，升温至46 ℃，保温反应60 min。聚合阶段结束，加入甲醛溶液重量30%～40%的尿素，40～60 min内加完，然后降低反应温度至70～85 ℃，反应60～90 min，降温至室温，得到脲醛树脂。聚合后期阶段，可以采用过滤方式，除去不溶物，得到低甲醛残留量脲醛树脂以后，加入聚丙烯酸酯乳液、聚二甲基硅氧烷等，搅拌混合均匀以后加入填料，用三辊式研磨机研磨30 min，得到防潮脲醛树脂胶黏剂。

所采用的聚丙烯酸酯乳液，为广州奇盛化工有限公司生产的型号为M-863的通用纯丙乳液，全部采用丙烯酸酯为原料，经过乳液聚合而成，防水性能和耐候性好，与脲醛树脂一起作为胶黏剂的原料，可以改善脲醛树脂的耐水性，提高胶黏剂的防潮性能。

所采用的聚二甲基硅氧烷为道康宁公司生产，型号为XIAMETERPMX-200的硅油，具有高表面活性剂，在胶黏剂中作为消泡剂和流平剂，可提高胶黏剂的润湿性，增强黏接强度。并且聚二甲基硅氧烷高度疏水，能够提高胶黏剂的防水、防潮性能。

1.5 其他关键材料技术应用

填料可以稀释胶黏剂和降低生产成本。由于脲醛树脂分量被稀释，單位体积的人造板含有的脲醛树脂减少，能够减少甲醛释放量。并且填料能大幅度提高聚合物的材料力学强度、尺寸稳定性和热变形温度，对提高胶黏剂与基材的胶合强度起到关键作用。

所采用的EVA乳胶是乙烯-醋酸乙烯共聚乳液，来自塞拉尼斯公司生产牌号为Ateva的EVA胶乳。与聚乙烯相比，EVA在分子链中引入了醋酸乙烯单体，从而降低了高结晶度，提高了柔韧性、抗冲击性，填料的相溶性和热密封性能在人造板的热压生产过程中提高人造板的密封性、防水性、防潮性。

1.6 板材压制成型技术研究

将已经过胶的单板，纵横叠加合理排版，并利用旋切和最终裁边，出现的废料可填充空隙，每块组装好的胶合板板坯在上、下2个表面覆上隔层板，通过预压机预压平整，再将毛板转移至高温环境，在热压机下热压复合，最终形成所需的板材。热压和裁边工序如图2所示。

2 新型建筑顶板与同类产品对比

新型建筑顶板与一些品牌产品的技术性能参数对比见表2。

3 结论

目前，我国生产的人造板使用的胶黏剂的甲醛含量还是相对较高，对环境会造成一定的影响。如果含游离甲醛的人造板占室内空间比例较小，其对人体危害有限，但大量使用人造板制品，室内的甲醛含量就会成倍增加，成为危害人们健康的隐形杀手。

荣良公司研发的新型低甲醛建筑顶板采用一次加入甲醛，3次加入尿素的工艺，所得脲醛树脂的甲醛残留量低，大大提高了家居环境质量，促进人造板材行业的健康和持续渐进发展，能创造较大的社会效益和经济效益。

参 考 文 献

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[责任编辑：钟声贤]