木材用胶粘剂自学精选PPT.ppt

关于木材用胶粘剂自学第1页，讲稿共37张，创作于星期二第一节 木材用胶粘剂的概况1.1 1.1 前言前言1.2 1.2 发展趋势发展趋势1.3 1.3 木材用胶粘剂的应用木材用胶粘剂的应用 第2页，讲稿共37张，创作于星期二1.2 1.2 发展趋势发展趋势1.1.减少胶粘剂中游离醛的含量减少胶粘剂中游离醛的含量 2.2.功能性木材胶粘剂将得到较快发展。功能性木材胶粘剂将得到较快发展。3.3.对环境无污染及无毒的改性蛋白质胶对环境无污染及无毒的改性蛋白质胶 4.4.热熔胶和压敏型胶热熔胶和压敏型胶 5.5.利用森林资源来制造木材胶粘剂利用森林资源来制造木材胶粘剂6.6.无机胶粘剂无机胶粘剂7.胶粘剂生产向集约化转化；胶粘剂生产向集约化转化；8.环保型胶粘剂将成为合成胶粘剂的主流；环保型胶粘剂将成为合成胶粘剂的主流；9.氯丁胶（俗称万能胶）产量下降。氯丁胶（俗称万能胶）产量下降。第3页，讲稿共37张，创作于星期二1.3 木材用胶粘剂的应用木材用胶粘剂的应用 1 1、在胶合板中的应用、在胶合板中的应用2 2、在刨花板中的应用、在刨花板中的应用3 3、在纤维板中的应用、在纤维板中的应用4 4、在细木工板中的应用、在细木工板中的应用5 5、在装饰板中的应用、在装饰板中的应用6 6、在家具制造中的应用、在家具制造中的应用7 7、在木器中的应用、在木器中的应用8 8、在建筑结构件的制造和内部装修中的应用、在建筑结构件的制造和内部装修中的应用第4页，讲稿共37张，创作于星期二刨花板的加工过程刨花板的加工过程第5页，讲稿共37张，创作于星期二第二节第二节 木材的构造与性质木材的构造与性质 由各种细胞构成：管胞、木由各种细胞构成：管胞、木纤维是细胞的主要部分，对木材纤维是细胞的主要部分，对木材的性质产生决定性的影响。的性质产生决定性的影响。一、组织结构：一、组织结构：第6页，讲稿共37张，创作于星期二木材材质的三个相互垂直切面a一横切面；b纵向切面；c切向纵切面第7页，讲稿共37张，创作于星期二木材的化学组成图二、化学组成二、化学组成第8页，讲稿共37张，创作于星期二 1.比重：真比重：比重：真比重：1.451.60；假比重：假比重：0.30.82.水分：自由水、结合水水分：自由水、结合水3.膨胀收缩性：木材因吸湿或烘干而发生的膨胀收缩性：木材因吸湿或烘干而发生的膨胀与收缩。因切面方向不同而不同。膨胀与收缩。因切面方向不同而不同。切线方向的膨胀率是半径方向膨胀率的切线方向的膨胀率是半径方向膨胀率的2倍倍左右；左右；长度方向是切线方向的长度方向是切线方向的110左右。左右。三、物理性质：三、物理性质：第9页，讲稿共37张，创作于星期二四、机械性质：四、机械性质：1、随木材、随木材切面的方向切面的方向而改变；而改变；压缩强度的异向性：纤维轴向：半径轴向：切线轴压缩强度的异向性：纤维轴向：半径轴向：切线轴向向6.5：1：1弹性系数的异向性：纤维轴向：半径轴向：切线轴向弹性系数的异向性：纤维轴向：半径轴向：切线轴向20：2：12、木材由于反复负荷作用的、木材由于反复负荷作用的疲劳极限疲劳极限应力大约为基本应力大约为基本强度的强度的1/2，各种强度一般随，各种强度一般随含水率含水率的增加而降低。的增加而降低。第10页，讲稿共37张，创作于星期二第三节第三节 木材粘接的基本情况木材粘接的基本情况一、粘接机理：一、粘接机理：依靠机械镶嵌作用和分子间作用力发生粘接。但起主依靠机械镶嵌作用和分子间作用力发生粘接。但起主要作用的还是分子间的物理或化学作用。要作用的还是分子间的物理或化学作用。第11页，讲稿共37张，创作于星期二二、木材胶粘剂应具备的特点：二、木材胶粘剂应具备的特点：(1)胶粘剂应具有极性胶粘剂应具有极性；(2)胶粘剂应具有适当的湿润性胶粘剂应具有适当的湿润性；(3)胶粘剂应具有适当的酸碱度胶粘剂应具有适当的酸碱度；(4)胶粘剂应具有适当的分子量。胶粘剂应具有适当的分子量。第12页，讲稿共37张，创作于星期二三、木材胶粘剂的选用原则三、木材胶粘剂的选用原则（1 1）粘接强度）粘接强度 ；（2 2）胶粘剂的操作性能；）胶粘剂的操作性能；（3 3）接头的耐久性。）接头的耐久性。第13页，讲稿共37张，创作于星期二(1)(1)粘接强度粘接强度 粘接结构件的结构类型粘接结构件的结构类型 ；接头的受力情况接头的受力情况 。粘接层所受应力的基本形式粘接层所受应力的基本形式第14页，讲稿共37张，创作于星期二（3）接头的耐久性）接头的耐久性木制品粘接中几种常用的粘接接头第15页，讲稿共37张，创作于星期二第四节第四节 影响木材粘接的各种因素影响木材粘接的各种因素 一、木材的相对密度：一、木材的相对密度：木材树种和胶接强度大致取决于木材的相对密度：一木材树种和胶接强度大致取决于木材的相对密度：一般胶接强度随相对密度的增大而升高；般胶接强度随相对密度的增大而升高；但胶接但胶接耐久性较差，耐久性较差，粘接更困难粘接更困难。（相对密度低，镶嵌作用加强，内应力减少。）（相对密度低，镶嵌作用加强，内应力减少。）第16页，讲稿共37张，创作于星期二二、木材的收缩膨胀率：二、木材的收缩膨胀率：1、粘接体系内应力来源：粘接体系内应力来源：（1）胶层固化）胶层固化体积收缩体积收缩收缩应力；收缩应力；（2）胶层与木材膨胀系数不同，在受热（冷）时产生热应）胶层与木材膨胀系数不同，在受热（冷）时产生热应力。力。若材料的收缩率差别太大，应事先采取使木材的尺若材料的收缩率差别太大，应事先采取使木材的尺寸变化减少的寸变化减少的措施措施，有：，有：（1 1）用酚醛树脂处理木材；）用酚醛树脂处理木材；（2)2)采用弹性优良的胶粘剂进行粘接采用弹性优良的胶粘剂进行粘接;（3)3)往胶粘剂中加入易蠕动的物料；往胶粘剂中加入易蠕动的物料；（4)4)加入适当填料；加入适当填料；（5)5)选择适当固化工艺。选择适当固化工艺。第17页，讲稿共37张，创作于星期二三、木材的含水率及干燥历程三、木材的含水率及干燥历程：粘接之前预先把木材含水率控制在适当的范围，粘接之前预先把木材含水率控制在适当的范围，且因所采用的胶粘剂而异，但含水率高的木材在粘且因所采用的胶粘剂而异，但含水率高的木材在粘接时，固化时间往往需要延长。接时，固化时间往往需要延长。若将木材置于温度比较高的情况下长期进行干燥，若将木材置于温度比较高的情况下长期进行干燥，木材表面会发生疏水化使润湿性恶化，应预先喷以木材表面会发生疏水化使润湿性恶化，应预先喷以1%的硼砂的硼砂或硼酸溶液可防止发生木材表面的疏水化或硼酸溶液可防止发生木材表面的疏水化及防虫蛀。及防虫蛀。第18页，讲稿共37张，创作于星期二四、木材的纤维走向：四、木材的纤维走向：木材是一种三向（纤维向、切线向、半径向）三木材是一种三向（纤维向、切线向、半径向）三断面（横断面、径切面、弦切面）的异向性材料。对断面（横断面、径切面、弦切面）的异向性材料。对不同的方向、各种机械物理性质有显著的不同。不同的方向、各种机械物理性质有显著的不同。在进行木材粘接加工的时候，粘接件的纤维方向在进行木材粘接加工的时候，粘接件的纤维方向可以是互相垂直、互相平行或互相成某种角度。可以是互相垂直、互相平行或互相成某种角度。一般而言，纤维走向的角度越大，胶接强度越低。一般而言，纤维走向的角度越大，胶接强度越低。第19页，讲稿共37张，创作于星期二五、木材的抽提成分：五、木材的抽提成分：可抽提成分：油脂、树脂、精油、果胶、蛋白可抽提成分：油脂、树脂、精油、果胶、蛋白抽提成分的副作用：抽提成分的副作用：在粘接时候发生较明显的干扰、妨碍作用，在胶在粘接时候发生较明显的干扰、妨碍作用，在胶粘剂的润湿、浸透、固化等粘接的各个过程中都会产粘剂的润湿、浸透、固化等粘接的各个过程中都会产生复杂的影响。一般而言，抽提成分越多的木材，难生复杂的影响。一般而言，抽提成分越多的木材，难于充分润湿，粘接效果差。若对其表面进行预处理，于充分润湿，粘接效果差。若对其表面进行预处理，除去抽提成分，则润湿状况会得到改善，胶接强度提除去抽提成分，则润湿状况会得到改善，胶接强度提高。高。第20页，讲稿共37张，创作于星期二处理方法：处理方法：物理处理：喷砂；物理处理：喷砂；化学处理：溶剂抽提（依具体情况而定）。化学处理：溶剂抽提（依具体情况而定）。抽提成分多的木材处理时应避免在高温下长时间进行干抽提成分多的木材处理时应避免在高温下长时间进行干燥。燥。大致为酸性，可间接地影响涂布胶粘剂的固化时间；但大致为酸性，可间接地影响涂布胶粘剂的固化时间；但木材的比重大于木材的比重大于0.8时，其时，其pH值值对胶接强度有比较大的影响。对胶接强度有比较大的影响。对于树龄高的木材，其对于树龄高的木材，其pH值较低，会阻碍胶粘剂的固化，可用值较低，会阻碍胶粘剂的固化，可用碳酸钠溶液处理来解决这一问题碳酸钠溶液处理来解决这一问题。六、木材的六、木材的pH值：值：第21页，讲稿共37张，创作于星期二七、木材的表面状态：七、木材的表面状态：木材表面的构造根据加工过程及加工方法、木材成分的分布有所木材表面的构造根据加工过程及加工方法、木材成分的分布有所不同，具体情况比较复杂。不同，具体情况比较复杂。与其他材料类似，随着粗糙度的增加，表面积增加，胶接强与其他材料类似，随着粗糙度的增加，表面积增加，胶接强度增大（在适当的范围）。度增大（在适当的范围）。处理好的木材平面最好是在尽可能短的时间内进行粘接，否则结处理好的木材平面最好是在尽可能短的时间内进行粘接，否则结果是木材的润湿性和胶接强度降低。果是木材的润湿性和胶接强度降低。第22页，讲稿共37张，创作于星期二八、胶粘剂的粘度：八、胶粘剂的粘度：粘度对胶粘剂的流动性、浸润性、涂布等有粘度对胶粘剂的流动性、浸润性、涂布等有重要的影响，应对重要的影响，应对胶粘剂在涂布、堆积、热压胶粘剂在涂布、堆积、热压等各个过程中粘度的变化予以考虑，使之在各个等各个过程中粘度的变化予以考虑，使之在各个阶段有相应的适当粘度。阶段有相应的适当粘度。九、胶粘剂的表面张力：九、胶粘剂的表面张力：影响胶粘剂的浸透及湿润，表面张力较低的胶粘影响胶粘剂的浸透及湿润，表面张力较低的胶粘剂易于进行浸透及湿润，故可考虑在某些胶粘剂中添剂易于进行浸透及湿润，故可考虑在某些胶粘剂中添加少量的表面活性剂以降低胶粘剂的表面张力，使胶加少量的表面活性剂以降低胶粘剂的表面张力，使胶接强度得以提高。接强度得以提高。第23页，讲稿共37张，创作于星期二十、胶粘剂的十、胶粘剂的pH值：值：对某些胶粘剂的适用期及固化时间一定的影响，对某些胶粘剂的适用期及固化时间一定的影响，因而间接地影响胶接强度，但对木材粘接的耐久因而间接地影响胶接强度，但对木材粘接的耐久性影响较大（会加速树脂的老化）。性影响较大（会加速树脂的老化）。一般而言，胶粘剂的一般而言，胶粘剂的pH值不应低于值不应低于3.5。第24页，讲稿共37张，创作于星期二涂胶量：涂胶量：随木材的种类与表面状态而改变，与涂布的随木材的种类与表面状态而改变，与涂布的方法也有一定的关系；方法也有一定的关系；堆放干燥：堆放干燥：时间及条件会影响到下一步加压固化的周时间及条件会影响到下一步加压固化的周期与最终粘接强度。期与最终粘接强度。加压固化压力与温度：加压固化压力与温度：压力应按照具体的木材种类及表压力应按照具体的木材种类及表面状态进行选择，并且应当考虑胶粘剂的品种及性能；面状态进行选择，并且应当考虑胶粘剂的品种及性能；选择的温度主要根据胶粘剂快速固化的条件及快速蒸发选择的温度主要根据胶粘剂快速固化的条件及快速蒸发胶料中的水分必须的热量来决定的。胶料中的水分必须的热量来决定的。十一、粘接操作：十一、粘接操作：影响因素影响因素:涂胶量、堆放干燥、加压固化的压力与温涂胶量、堆放干燥、加压固化的压力与温度等。度等。第25页，讲稿共37张，创作于星期二第五节第五节 木材用胶粘剂的配方与生产木材用胶粘剂的配方与生产工艺工艺 一、木材用胶粘剂的种类：一、木材用胶粘剂的种类：（1 1）天然胶：）天然胶：蛋白质胶：动物蛋白胶，皮，骨胶，血胶；植物蛋蛋白质胶：动物蛋白胶，皮，骨胶，血胶；植物蛋白胶，豆粉胶，豆蛋白胶。白胶，豆粉胶，豆蛋白胶。淀粉胶：玉米淀粉胶等。淀粉胶：玉米淀粉胶等。现在用的少。现在用的少。（2 2）合成树脂胶粘剂：）合成树脂胶粘剂：第26页，讲稿共37张，创作于星期二a a）合合成成树树脂脂：缩缩聚聚树树脂脂胶胶（酚酚醛醛树树脂脂胶胶，脲脲醛醛树树脂脂胶，三聚氰胺甲醛树脂胶，环氧树脂胶）胶，三聚氰胺甲醛树脂胶，环氧树脂胶）b)b)加加聚聚树树脂脂胶胶：（聚聚醋醋酸酸乙乙烯烯酯酯乳乳液液，醋醋酸酸乙乙烯烯酯酯-乙烯共聚乳液，醋酸乙烯酯乙烯共聚乳液，醋酸乙烯酯-乙烯共聚物）乙烯共聚物）c)c)合成橡胶结构型胶：合成橡胶结构型胶：氯丁酚醛树脂胶等氯丁酚醛树脂胶等第27页，讲稿共37张，创作于星期二二、木材用胶粘剂的配方与生产二、木材用胶粘剂的配方与生产脲醛树脂胶已成为世界各国木材工业，尤其是人造板行业的脲醛树脂胶已成为世界各国木材工业，尤其是人造板行业的主要胶种。主要胶种。日本日本80的胶合板，几乎的胶合板，几乎100的刨花板；的刨花板；德国德国(原西德原西德)75的刨花板；的刨花板；英国几乎英国几乎100的刨花板均使用脲醛树脂胶。的刨花板均使用脲醛树脂胶。我国人造板我国人造板80以上使用脲醛树脂胶，年消耗量增长很快，以上使用脲醛树脂胶，年消耗量增长很快，2000年全国脲醛树脂胶粘剂的耗量已达年全国脲醛树脂胶粘剂的耗量已达30万万t以上。以上。1.1.脲醛树脂胶粘剂：脲醛树脂胶粘剂：第28页，讲稿共37张，创作于星期二1.1 脲醛树脂胶粘剂的优缺点：脲醛树脂胶粘剂的优缺点：优点：优点：胶合强度高、固化快、操作性能良好；且胶合强度高、固化快、操作性能良好；且原料易得，成本低廉；胶液为无色透明或呈乳白色，原料易得，成本低廉；胶液为无色透明或呈乳白色，不污染木材胶合制品，有较好的耐水性、耐热性及不污染木材胶合制品，有较好的耐水性、耐热性及耐腐性耐腐性(与蛋白胶相比较与蛋白胶相比较)，并且使用方便。，并且使用方便。缺点：缺点：固化时收缩率大，易发生裂缝；甲醛问固化时收缩率大，易发生裂缝；甲醛问题。题。第29页，讲稿共37张，创作于星期二1.2 1.2 反应机理反应机理 尿素与甲醛在催化剂作用下缩聚而成，产品牌号较多。有尿素与甲醛在催化剂作用下缩聚而成，产品牌号较多。有液状和粉状两种，能在室温或加温时较快固化，但固化时收液状和粉状两种，能在室温或加温时较快固化，但固化时收缩率大，易发生裂缝，可采用与其他树脂胶粘剂共用。缩率大，易发生裂缝，可采用与其他树脂胶粘剂共用。（1）加成反应：第30页，讲稿共37张，创作于星期二（2 2）缩聚反应：）缩聚反应：第31页，讲稿共37张，创作于星期二（3 3）固化反应：）固化反应：第32页，讲稿共37张，创作于星期二1.3 工艺流程工艺流程第33页，讲稿共37张，创作于星期二1.4 1.4 配方配方脲醛树脂胶配方第34页，讲稿共37张，创作于星期二1 1）加甲醛，用氢氧化钠调节加甲醛，用氢氧化钠调节PH为为7.58.0；2）40加加入入第第一一批批尿尿素素（3/4），在在30min内内升升至至温温80，保温，保温1h，再加入第二批尿素（，再加入第二批尿素（1/4）；）；3）80保保持持30min（PH为为6.06.5），以以氯氯化化铵铵溶溶液液调调节节PH为为5.05.3。；。；4）PH为为5.05.3时，保温时，保温6090min（在保温约（在保温约2030min时反应液开始浑浊），当粘度达到时反应液开始浑浊），当粘度达到5102Pa.s后，后，用氢氧化钠中和反应液至用氢氧化钠中和反应液至PH为为6.0，内温降至，内温降至60开始减开始减压脱水。压脱水。1.5 1.5 生产过程生产过程第35页，讲稿共37张，创作于星期二5）脱水过程，内温不宜超过）脱水过程，内温不宜超过65，当脱水量达，当脱水量达到计算水量时停止脱水，通水冷却，并用氢氧化到计算水量时停止脱水，通水冷却，并用氢氧化钠调节反应液的钠调节反应液的PH到到6.87.0。6）内温降至）内温降至40以下出料，可装入密闭的玻璃，以下出料，可装入密闭的玻璃，陶瓷或铁制容器中，于陶瓷或铁制容器中，于20以下可贮存以下可贮存2个月以上。个月以上。第36页，讲稿共37张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第37页，讲稿共37张，创作于星期二