目前,我国人造板工业用胶黏剂大多为合成树脂型胶黏剂,其中以“三醛胶”(脲醛树脂胶、酚醛树脂胶、三聚氰胺脲醛树脂胶)的应用最为广泛,它们在生产和使用过程中会释放出游离甲醛等有害物质,污染空气。
人造板产品的生产和使用与高性能环保胶黏剂息息相关,无机胶黏剂便应运而生。无机胶黏剂价格低廉,环保无污染、粘结强度高,而且具有耐火、耐老化、防水、防虫等优点,可使易燃木质人造板成为耐火材料,并可赋予其无醛、防水、防霉、防腐、防虫蛀、防老化、防冻等性能。
01 人造板会用到哪些无机胶黏剂
无机胶黏剂品种繁多,按照化学成分,有硅酸盐无机胶黏剂、氧化镁无机胶黏剂、硫酸盐无机胶黏剂和磷酸盐无机胶黏剂等多种,其中在人造板工业中以硅酸盐无机胶黏剂、氧化镁无机胶黏剂和硫酸盐无机胶黏剂应用最为广泛。
(1)硅酸盐无机胶黏剂
硅酸盐无机胶黏剂是以水玻璃为胶料,加入适量固化剂和填料调和制备。硅酸盐无机胶黏剂按照固化条件和应用方式,可分为气干型、水固型和反应型。通常人造板工业中所说的硅酸盐胶黏剂,主要是指反应型硅酸盐胶黏剂,具有耐温性好、粘结强度高、粘结应力小和操作性好等特点。
(2)氧化镁无机胶黏剂
氧化镁无机胶黏剂最典型的就是氯氧镁水泥,是以煅烧菱镁矿石所得的轻烧氧化镁为胶结剂,氯化镁为调和剂与水按照一定物质的量之比调配而成的一种气硬性胶凝材料。
(3)硫酸盐无机胶黏
用来制造人造板的硫酸盐无机胶黏剂有硫铝酸盐水泥、石膏胶凝材料等,其中主要以石膏胶凝材料应用较多。石膏胶凝材料分为天然石膏和化学石膏两类,天然石膏主要是天然盐湖中化学沉积作用的产物,而化学石膏是化工生产过程中所生成的化工副产品,主要成分都是生石膏(CaSO4·2H2O)和硬石膏(CaSO4)。
02 无机胶黏剂的固化机理
无机胶黏剂外观通常是一种固、液两相混合的糊状物,其胶合强度包括对被粘物的粘附力和本身的机械性能,而本身的机械性能主要来自无机胶料的固化。人造板用无机胶黏剂的固化机理主要有水化固化、反应固化和气干固化3种类型。
(1)水化固化
无机胶黏剂中的无水熟料与水混合时便可发生水化作用,从而固化形成胶结。无机胶黏剂的水化固化过程可以概括为溶解、胶化、结晶3个阶段。溶解阶段时,无水化合物颗粒表面与水发生水化反应,生成的水化物立刻溶解在水中,直到溶解至饱和状态为止。
(2)反应固化
反应型胶黏剂一般存在活性基团,胶料在固化剂、引发剂、催化剂和其他物理条件的作用下发生聚合、交联等化学反应而固化。人造板工业中应用的无机胶黏剂主要是反应型硅酸盐胶黏剂。
(3)气干固化
气干固化是指胶黏剂暴露于大气中在常温下即能自然固化的过程。硅酸盐无机胶黏剂的气干固化是物理作用和化学作用共同作用的结果。
03 无机胶黏剂在人造板中的应用
过去,有机胶黏剂在我国人造板领域占据着最大比重,无机胶黏剂用量很少。在环保意识逐渐提高的今天,无机胶黏剂人造板因其防火阻燃、环保、高强、防虫防腐耐候、易加工等特点,正越来越受到人们的关注和重视。目前,市场上的无机人造板主要集中在无机木丝板、无机刨花板和无机胶合板3类。
(1)无机木丝板
以无机胶黏剂制造人造板距今大概有100多年的历史。无机木丝板是无机胶黏剂人造板产品中最老的产品之一,是以木丝经浸渍处理后与硅酸盐无机胶黏剂或氧化镁无机胶黏剂混合均匀后铺装压制成型的板材。
在美国、荷兰、芬兰、奥地利等欧美国家已有了较多的无机木丝板制造公司和专业设备制造厂家,建成的生产线超过100条;而我国此类板材的生产线较少,目前国内仅2~3条生产线,生产可分为厚板和薄板两种,厚板厚度150~400 mm,薄板厚度12~100 mm,由于受到设备限制,目前尚不能生产100~150 mm厚产品。
(2)无机刨花板
无机刨花板是以无机胶黏剂为黏结剂、木质刨花为增强材料,与化学助剂混合搅拌,经铺装、压固化、养护等工序制成的人造板材。根据使用胶黏剂的不同,无机刨花板又分为硅酸盐无机胶黏剂刨花板、硫酸盐无机胶黏剂刨花板和氧化镁无机胶黏剂刨花板,硅酸盐无机胶黏剂刨花板和硫酸盐无机胶黏剂刨花板在市场上统称为水泥刨花板,硫酸盐无机胶黏剂刨花板最常见的就是石膏刨花板。
(3)无机胶合板
无机胶合板是由单板构成的多层材料,以无机胶黏剂黏结,通常按照相邻层单板的纹理方向大致垂直组坯胶合而成的板材,一般由奇数层构成。目前,由于无机胶黏剂与木质单板基材的极性差异,使得无机胶存在胶结强度低、胶合应力大、胶结面较脆等缺陷。
信息来源:鲁班园