一种环保型酚醛树脂胶生产方法及其在集装箱底板生产中的应用

俞艳+郑忠福+林上禄

摘要：将摩尔比为P∶F=1∶（2.15-2.18）的环保型酚醛树脂改变传统一次加入苯酚、烧碱，二次加甲醛的分生产方式，采用多次加入苯酚、烧碱和甲醛的生产方式，使苯酚、甲醛经过充分充分化学反应，并加入一定量的多异氰酸酯偶联剂，生产出的酚醛树胶水中游离酚、游离醛含量更低，更具环保，胶水经检测符合标准要求。用此酚醛树脂胶对竹帘、竹席浸胶、烘干，并与木单板进行组坯生产2400 mm×1160 mm×28 mm竹木复合集装箱底板，工艺采用“冷进冷出”工艺，其生产出的产品各项性能指标完全满足竹木复合集装箱板标准要求。

关键词：环保型酚醛树脂胶；摩尔比；竹木复合集装箱底板

中图分类号：TQ433.431

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）20-0160-02

1 引言

竹材与木材在结构、性能和生产工艺存在很多差异，相对木材而言竹材具有强度高、韧性大、耐磨性好、密度大，纹理色泽感强，且毛竹生产周期短，原料来源广，特别是竹材人造板经过近十几年发展，现已经成为我国一项新兴的人造板板种，在国民经济建设和人民生活中发挥着重要作用，而人造板上所使用的脲醛树脂、三聚氰胺改性脲醛树脂无法适应竹材人造板生产的要求，因此大多数竹胶合板厂、集装箱底板生产厂都是使用酚醛树脂胶粘剂进行竹材胶合，且各生产厂大多都采用低摩尔比的酚醛树脂胶（摩尔比P∶F=1∶2.0以下），这样造成生产成本高，游离酚、游离醛高，严重污染环境，也给生产工人的身心健康造成一定伤害。特别是集装箱底板对板材物理力学性能要求都比其它板材高，其纵向静曲强度要求大于等于85 MPa，弹性模量大于等于10000 MPa，更是要求酚醛树脂胶摩尔比不能太高，一般生产厂家大都采用酚醛树脂胶摩尔比为P∶F=1∶1.8左右的胶水来进行生产。本文主要介绍一种环保型（摩尔比P∶F=1∶2.18）酚醛树脂胶的生产方法及其在集装箱底板生产中应用.

2 环保型（摩尔比为P∶F=1∶2.18）酚醛树脂胶的生产方法

2.1 环保型酚醛树脂胶生产工艺步骤

（1）开启抽苯酚泵，按苯酚总量的60%向反应釜内加入一次苯酚，开启搅拌器；加入一次烧碱，加入量为加入苯酚量32.5%；并加入一定量工艺水，加入量为总苯酚量11.5%后，开蒸汽阀门升温，当温度低于50 ℃时，按摩尔比（P∶F=1∶1.85）第一次加入甲醛。

（2）反应30～40 min后，当温度升到90 ℃，关闭蒸汽阀门，并在90～95 ℃状态下保温30 min。

（3）保温结束后，反应釜进行水冷却到70 ℃，加入二次苯酚，第二次烧碱，烧碱加入量为这次加入苯酚量40%。

（4）当温度低于60 ℃时，并按二次加入苯酚量摩尔比（P∶F=1∶2.18）加入第二次甲醛，，开启蒸汽阀门，反应约20～30 min后，当温度升到95 ℃时，关闭蒸汽阀门，并在95～97 ℃反应条件下，取样检测粘度。

（5）当反应粘度达到工艺要求后，立即加第三次甲醛，同时进水冷却反应釜。

（6）冷却到45 ℃以下放料。

2.2 酚醛胶的质量指标

通过优化制胶工艺，采用高摩尔比（P∶F=1∶2.18）配方，在高温条件下使苯酚和甲醛经过多次缩聚，使反应釜内苯酚和甲醛得到充分化学反应，生产出胶水经检测[1]，胶游离酚≤0.12%，胶的游离醛≤0.2%，其具体指标为：

（1）固体含量： 45%～49%；

（2）粘度： 100～200 s/20℃CB4；

（3）游离酚： ≤0.12%；

（4）游离醛： ≤0.2%；

（5）胶水pH值： 10～13。

3 环保型酚醛树脂胶在集装箱底板生产中应用

3.1 生产材料

竹帘、竹席、单板、胶膜纸来自福建和其昌公司外购半成品，浸渍纸和酚醛树脂胶取自和其昌公司，浸胶前竹帘、竹席含水率控制在4%～6%，单板含水率控制在10%～13%，浸胶后竹帘含水率干燥至10%～20%，竹席含水率干燥至20%～25%，酚醛树脂胶主要性能指标为pH为10～13、固体含量45%～49%、粘度粘度150～200 mPa/s、固化时间16～22 min，浸胶使用时酚醛树脂胶加水稀释到浓度为波镁度14.5～15.

3.2 竹木复合集装箱底板组坯工艺

竹木复合集装箱底板组坯工艺如表1所示。

3.3 生产热压工艺

生产采用“冷进冷出”热压工艺[2]，其热压单位压力为2.8～3.0 MPa，热压时间为70 s/mm板厚，热压温度为135～140 ℃。

4 试验结果与讨论

4.1 试验结果

对生产出竹木集装箱底板参照GB/T17657-2013[3]《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》检测竹木复合集装箱底板的含水率、密度、静曲强度、弹性模量、24 h吸水厚膨胀率指标，结果见表2。

4.2 试验结果讨论

（1）高摩尔比（P∶F=1∶2.18）环保型酚醛树脂胶，通过优化制胶工艺，在高温条件下，苯酚和甲醛经过多次缩聚，使之苯酚和甲醛得到充分化学反应，可生产出游离酚≤0.12%，游离醛 ≤0.2%符合标准要求的环保型酚醛树脂胶。并在集装箱底板上使用，其生产出来板材各项物理力学性能指标符合国家标准GB/T19536-2004集装箱底板用胶合板中标准要求。

（2）通过板材检测对比，高摩尔比环保型酚醛树脂胶水生产出来板材除了静曲强度比原有配方酚醛树脂胶水生产出来板材低3%左右外，但其指标符合国家标准GB/T19536-2004集装箱底板用胶合板中静曲强度（纵向）≥85 MPa、横向≥35 MPa标准要求，其它各项指标基本相同，完全可以用于生产集装箱底板。

（3）对二个配方生产出酚醛树脂进行经济效益分析对比，环保型酚醛树脂胶水比原有配方酚醛树脂胶水可降低成本8%左右。

（4）改变传统酚醛树脂胶生产工艺过程，传统配方酚醛树脂胶生产工艺过程大都采用苯酚、烧碱一次加入，甲醛分两次加入，而环保型酚醛树脂胶则采用苯酚、烧碱分两次加入，甲醛分三次加入，并在高温条件下，使苯酚和甲醛经过多次缩聚，使之苯酚和甲醛得到完全充分化学反应，使之生产出来胶水中含游离酚、游离醛更少，更具环保。

（5）因胶中的游离酚，游离醛大幅降低，可减少游离酚、游离醛的排放，减少其对空气污染，从而改善环境和工人的作业环境，减少职业病的发生，保护和改善职工的身体健康具有积极意义。

参考文献：

[1]国家质量监督检疫总局.GB/T14732-2006 木材工业胶粘剂用脲醛、酚醛、三聚氰胺甲醛树脂[S].北京：中国标准出版社，2006.

[2]赵仁杰，喻云水.竹材人造板工艺学[M].北京：中国林业出版社，2002.

[3]国家质量监督检疫总局.GB/T17657-2013 人造板及饰面人造成板理化性能试验方法[S].北京：中国标准出版社，2013.