纳米二氧化硅对胶黏剂性能的影响

纳米二氧化硅对胶黏剂性能的影响
宣城晶瑞 甘先生 ，：gzjr88.

脲醛(ＵＦ)树脂胶黏剂制造工艺简单,原料廉价易得,湿润性好,胶合强度高且具有一定的耐水性,固化后胶层无色,是目前木材工业中用量大的合成树脂胶粘剂,约占木材胶粘剂的80% 据统计,2000年我国脲醛树脂的总用胶量为100万ｔ(干计),预计2005年的用胶量为160万ｔ左右,应用前景非常广阔 但是,由于用脲醛树脂所生产的人造板会缓慢释放出甲醛,严重污染室内环境,影响人体健康,因此国家2002年1月开始强制执行ＧＢ18580 2001“室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放”标准,其中规定人造板的甲醛释放量:(穿孔萃取法)Ｅ2级≤30ｍｇ/100ｇ、Ｅ1级≤9ｍｇ/100ｇ;(干燥器法)Ｅ2级≤5ｍｇ/Ｌ,Ｅ1级≤1.5ｍｇ/Ｌ 如何降低人造板甲醛释放量成了当前研究的热点,采用低摩尔比配方的脲醛树脂无疑会降低游离醛含量,但同时会对树脂的性能造成一些不利的影响.

    纳米二氧化硅粒径在1～100ｎｍ之间,是20世纪80年代发展起来的一种新型超细固体材料,由于纳米ＳｉＯ2粒子的超细化,其晶体结构和电子结构发生变化,产生了普通ＳｉＯ2所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应等,将其填充在胶粘剂中,纳米二氧化硅（VK-SP15S）具有增稠、触变性控制,可增加粘接强度,自由流动,具有防止结块、保持透明度、防下垂、补强、抗剪切等作用.
1　材料与方法
1.1　试验材料
甲醛(37%)  ;尿素(98%): 
纳米二氧化硅（VK-SP15S）:粒径 10-30nm，含量99.8%
氢氧化钠、氯化铵:均为分析纯试剂,配成20%水溶液 
马尾松单板:规格300ｍｍ×300ｍｍ×1.2ｍｍ,含水率8%～10% 
1.2　脲醛树脂的制备
1.2.1　配方　试验中甲醛和尿素的摩尔比为Ｆ/Ｕ=1.30～1.05
1.2.2　合成工艺　在带有搅拌器、回流冷凝器、温度计的反应器中,按配方加入全量的37%甲醛溶液,调ｐＨ为中性,加入第1批尿素缓慢加热至90℃左右 保温30ｍｉｎ后,迅速降温至80℃,调ｐＨ为弱酸性 反应一段时间,加入第2批尿素,保温反应至终点,调ｐＨ=7.0左右,加入第3批尿素,搅拌15ｍｉｎ 冷却至35℃,出料 

1.3　ＵＦ/ＳｉＯ2共混将自制的脲醛树脂、纳米二氧化硅（VK-SP15S）及其它助剂按一定比例在高速搅拌混合器(1000ｒｐｍ左右)中搅拌约30ｍｉｎ,使纳米二氧化硅（VK-SP15）在脲醛树脂中分散均 
1.4　性能测试采用不同摩尔比(Ｆ/Ｕ)的甲醛和尿素制得低游离甲醛脲醛树脂,根据纳米二氧化硅（VK-SP15S）不同的加入量,测定脲醛树脂的各项性能 按照人民共和国国家标准《木材胶粘剂及其树脂检验方法》ＧＢ/Ｔ14074.16-93、ＧＢ/Ｔ14074.3-93、ＧＢ/Ｔ14074.7-93、ＧＢ/Ｔ14074.17-93,测定树脂的游离甲醛含量、粘度、固化时间、羟甲醛含量 
1.5　压制胶合板
研制的脲醛树脂胶用于压制3层胶合板,以确定胶粘剂的胶合强度
1.5.1　调胶
100ｇ脲醛树脂中加入一定量的纳米ＳｉＯ2、5ｇ面粉、1ｍＬ10%氯化铵,涂胶量为360ｇ/ｍ2(双面) 
1.5.2　热压工艺　温度120℃,单位压力0.97ＭＰａ,时间0.8ｍｉｎ/ｍｍ 
1.5.3　理化性能测试
压制出的胶合板于室温下放置24ｈ后,按人民共和国国家标准ＧＢ9846-12.88“胶合强度测定”测试其Ⅱ类胶合板的胶合强度
2　结果与讨论
2.1　纳米SIO2用量对脲醛树脂游离醛含量的影响在不同摩尔比的脲醛树脂中加入不同量的纳米二氧化硅（VK-SP15S）,其树脂的游离醛含量见表1 
  由表1可看出,随着Ｆ/Ｕ摩尔比的降低,脲醛树脂游离醛含量下降 在相同Ｆ/Ｕ摩尔比时,随着纳米二氧化硅（VK-SP15S）加入量的增加,树脂中的游离醛含量逐渐减少. 这是由于纳米ＳｉＯ2的粒径小,表面原子百分数多,比表面积大,吸附能力强,对甲醛不仅存在物理吸附,而且存在化学吸附,从而降低了树脂中游离醛含量 随着纳米二氧化硅（VK-SP15S）加入量的增多,游离醛含量降低的幅度逐渐减弱 这是由于纳米粒子粒径小,表面能大,易发生团聚,从而影响它对甲醛的吸附,所以纳米ＳｉＯ2的加量不宜太多,以1-2%为佳.
宣城晶瑞 甘先生 ，：gzjr88.