一種環(huán)保型酚醛樹脂膠生產(chǎn)方法及其在集裝箱底板生產(chǎn)中的應(yīng)用

俞艷+鄭忠福+林上祿

摘要：將摩爾比為P∶F=1∶（2.15-2.18）的環(huán)保型酚醛樹脂改變傳統(tǒng)一次加入苯酚、燒堿，二次加甲醛的分生產(chǎn)方式，采用多次加入苯酚、燒堿和甲醛的生產(chǎn)方式，使苯酚、甲醛經(jīng)過充分充分化學(xué)反應(yīng)，并加入一定量的多異氰酸酯偶聯(lián)劑，生產(chǎn)出的酚醛樹膠水中游離酚、游離醛含量更低，更具環(huán)保，膠水經(jīng)檢測符合標(biāo)準(zhǔn)要求。用此酚醛樹脂膠對竹簾、竹席浸膠、烘干，并與木單板進行組坯生產(chǎn)2400 mm×1160 mm×28 mm竹木復(fù)合集裝箱底板，工藝采用“冷進冷出”工藝，其生產(chǎn)出的產(chǎn)品各項性能指標(biāo)完全滿足竹木復(fù)合集裝箱板標(biāo)準(zhǔn)要求。

關(guān)鍵詞：環(huán)保型酚醛樹脂膠；摩爾比；竹木復(fù)合集裝箱底板

中圖分類號：TQ433.431

文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）20-0160-02

1 引言

竹材與木材在結(jié)構(gòu)、性能和生產(chǎn)工藝存在很多差異，相對木材而言竹材具有強度高、韌性大、耐磨性好、密度大，紋理色澤感強，且毛竹生產(chǎn)周期短，原料來源廣，特別是竹材人造板經(jīng)過近十幾年發(fā)展，現(xiàn)已經(jīng)成為我國一項新興的人造板板種，在國民經(jīng)濟建設(shè)和人民生活中發(fā)揮著重要作用，而人造板上所使用的脲醛樹脂、三聚氰胺改性脲醛樹脂無法適應(yīng)竹材人造板生產(chǎn)的要求，因此大多數(shù)竹膠合板廠、集裝箱底板生產(chǎn)廠都是使用酚醛樹脂膠粘劑進行竹材膠合，且各生產(chǎn)廠大多都采用低摩爾比的酚醛樹脂膠（摩爾比P∶F=1∶2.0以下），這樣造成生產(chǎn)成本高，游離酚、游離醛高，嚴(yán)重污染環(huán)境，也給生產(chǎn)工人的身心健康造成一定傷害。特別是集裝箱底板對板材物理力學(xué)性能要求都比其它板材高，其縱向靜曲強度要求大于等于85 MPa，彈性模量大于等于10000 MPa，更是要求酚醛樹脂膠摩爾比不能太高，一般生產(chǎn)廠家大都采用酚醛樹脂膠摩爾比為P∶F=1∶1.8左右的膠水來進行生產(chǎn)。本文主要介紹一種環(huán)保型（摩爾比P∶F=1∶2.18）酚醛樹脂膠的生產(chǎn)方法及其在集裝箱底板生產(chǎn)中應(yīng)用.

2 環(huán)保型（摩爾比為P∶F=1∶2.18）酚醛樹脂膠的生產(chǎn)方法

2.1 環(huán)保型酚醛樹脂膠生產(chǎn)工藝步驟

（1）開啟抽苯酚泵，按苯酚總量的60%向反應(yīng)釜內(nèi)加入一次苯酚，開啟攪拌器；加入一次燒堿，加入量為加入苯酚量32.5%；并加入一定量工藝水，加入量為總苯酚量11.5%后，開蒸汽閥門升溫，當(dāng)溫度低于50 ℃時，按摩爾比（P∶F=1∶1.85）第一次加入甲醛。

（2）反應(yīng)30～40 min后，當(dāng)溫度升到90 ℃，關(guān)閉蒸汽閥門，并在90～95 ℃狀態(tài)下保溫30 min。

（3）保溫結(jié)束后，反應(yīng)釜進行水冷卻到70 ℃，加入二次苯酚，第二次燒堿，燒堿加入量為這次加入苯酚量40%。

（4）當(dāng)溫度低于60 ℃時，并按二次加入苯酚量摩爾比（P∶F=1∶2.18）加入第二次甲醛，，開啟蒸汽閥門，反應(yīng)約20～30 min后，當(dāng)溫度升到95 ℃時，關(guān)閉蒸汽閥門，并在95～97 ℃反應(yīng)條件下，取樣檢測粘度。

（5）當(dāng)反應(yīng)粘度達到工藝要求后，立即加第三次甲醛，同時進水冷卻反應(yīng)釜。

（6）冷卻到45 ℃以下放料。

2.2 酚醛膠的質(zhì)量指標(biāo)

通過優(yōu)化制膠工藝，采用高摩爾比（P∶F=1∶2.18）配方，在高溫條件下使苯酚和甲醛經(jīng)過多次縮聚，使反應(yīng)釜內(nèi)苯酚和甲醛得到充分化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)出膠水經(jīng)檢測[1]，膠游離酚≤0.12%，膠的游離醛≤0.2%，其具體指標(biāo)為：

（1）固體含量： 45%～49%；

（2）粘度： 100～200 s/20℃CB4；

（3）游離酚： ≤0.12%；

（4）游離醛： ≤0.2%；

（5）膠水pH值： 10～13。

3 環(huán)保型酚醛樹脂膠在集裝箱底板生產(chǎn)中應(yīng)用

3.1 生產(chǎn)材料

竹簾、竹席、單板、膠膜紙來自福建和其昌公司外購半成品，浸漬紙和酚醛樹脂膠取自和其昌公司，浸膠前竹簾、竹席含水率控制在4%～6%，單板含水率控制在10%～13%，浸膠后竹簾含水率干燥至10%～20%，竹席含水率干燥至20%～25%，酚醛樹脂膠主要性能指標(biāo)為pH為10～13、固體含量45%～49%、粘度粘度150～200 mPa/s、固化時間16～22 min，浸膠使用時酚醛樹脂膠加水稀釋到濃度為波鎂度14.5～15.

3.2 竹木復(fù)合集裝箱底板組坯工藝

竹木復(fù)合集裝箱底板組坯工藝如表1所示。

3.3 生產(chǎn)熱壓工藝

生產(chǎn)采用“冷進冷出”熱壓工藝[2]，其熱壓單位壓力為2.8～3.0 MPa，熱壓時間為70 s/mm板厚，熱壓溫度為135～140 ℃。

4 試驗結(jié)果與討論

4.1 試驗結(jié)果

對生產(chǎn)出竹木集裝箱底板參照GB/T17657-2013[3]《人造板及飾面人造板理化性能試驗方法》檢測竹木復(fù)合集裝箱底板的含水率、密度、靜曲強度、彈性模量、24 h吸水厚膨脹率指標(biāo)，結(jié)果見表2。

4.2 試驗結(jié)果討論

（1）高摩爾比（P∶F=1∶2.18）環(huán)保型酚醛樹脂膠，通過優(yōu)化制膠工藝，在高溫條件下，苯酚和甲醛經(jīng)過多次縮聚，使之苯酚和甲醛得到充分化學(xué)反應(yīng)，可生產(chǎn)出游離酚≤0.12%，游離醛 ≤0.2%符合標(biāo)準(zhǔn)要求的環(huán)保型酚醛樹脂膠。并在集裝箱底板上使用，其生產(chǎn)出來板材各項物理力學(xué)性能指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19536-2004集裝箱底板用膠合板中標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）通過板材檢測對比，高摩爾比環(huán)保型酚醛樹脂膠水生產(chǎn)出來板材除了靜曲強度比原有配方酚醛樹脂膠水生產(chǎn)出來板材低3%左右外，但其指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19536-2004集裝箱底板用膠合板中靜曲強度（縱向）≥85 MPa、橫向≥35 MPa標(biāo)準(zhǔn)要求，其它各項指標(biāo)基本相同，完全可以用于生產(chǎn)集裝箱底板。

（3）對二個配方生產(chǎn)出酚醛樹脂進行經(jīng)濟效益分析對比，環(huán)保型酚醛樹脂膠水比原有配方酚醛樹脂膠水可降低成本8%左右。

（4）改變傳統(tǒng)酚醛樹脂膠生產(chǎn)工藝過程，傳統(tǒng)配方酚醛樹脂膠生產(chǎn)工藝過程大都采用苯酚、燒堿一次加入，甲醛分兩次加入，而環(huán)保型酚醛樹脂膠則采用苯酚、燒堿分兩次加入，甲醛分三次加入，并在高溫條件下，使苯酚和甲醛經(jīng)過多次縮聚，使之苯酚和甲醛得到完全充分化學(xué)反應(yīng)，使之生產(chǎn)出來膠水中含游離酚、游離醛更少，更具環(huán)保。

（5）因膠中的游離酚，游離醛大幅降低，可減少游離酚、游離醛的排放，減少其對空氣污染，從而改善環(huán)境和工人的作業(yè)環(huán)境，減少職業(yè)病的發(fā)生，保護和改善職工的身體健康具有積極意義。

參考文獻：

[1]國家質(zhì)量監(jiān)督檢疫總局.GB/T14732-2006 木材工業(yè)膠粘劑用脲醛、酚醛、三聚氰胺甲醛樹脂[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[2]趙仁杰，喻云水.竹材人造板工藝學(xué)[M].北京：中國林業(yè)出版社，2002.

[3]國家質(zhì)量監(jiān)督檢疫總局.GB/T17657-2013 人造板及飾面人造成板理化性能試驗方法[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.