木材工业用胶粘剂的现状和发展趋势解析

李 艳

（国家林业局 林产工业规划设计院，中国 北京 100010）

0 引言

木材资源在国家经济发展中占据着重要地位，目前国内每年的木材消耗量约为5亿m3，且还呈现出不断上升的趋势，使得木材供应压力越来越大。同时，工业发展带来了严重的污染问题，为改善这一现状，生态节约型社会成了主要发展方向。人造板在此环境下迅速兴起，推动了木材工业的进步，而且对环境保护做出了极大贡献。作为人造板技术的中的关键材料之一，胶黏剂自然也受到了广泛关注。

1 木材工业用胶黏剂的现状

胶黏剂是指发挥自身内聚、粘合功能，能够将被黏物黏结在一起的物质。其种类很多，如三醛胶、淀粉胶黏剂、蛋白质胶黏剂、聚氨酯胶黏剂等。其中，三醛胶应用最广。“三醛”指的是以下3种胶黏剂：

1.1 脲醛树脂胶黏剂

脲素和甲醛是其主要成分，获取原料较容易，工艺简单，生产成本低。成品无色，性能优越，具有较好的耐湿性和耐水性。由于成本低，使用方便，脲醛树脂胶黏剂在木材工业用胶总量中比重很大，约占了80%。其最大的缺陷在于游离甲醛的释放，对环境、对人体危害极大，另外贮存不稳定、适用期短也是其不足之处。如何解决游离甲醛的问题，减轻其危害是研究重点，目前可行的方式包括：①分阶段合成，通过多次加料，将游离甲醛含量降至最低；②使用甲醛捕捉剂，但使用量较大，需增加成本，而且可能会影响到成品质量；③采用新方法制胶。

1.2 酚醛树脂胶黏剂

该类胶黏剂不但原料容易获得，而且基本不会有游离甲醛释放。另外，其耐热、耐磨、耐腐蚀，胶接性强，使用寿命较长，应用也极为广泛。不足之处在于成本过高、固化时间过长，胶层内应力大、颜色深，且成品易发生透胶、龟裂等现象。目前对酚醛树脂胶黏剂的研究集中在以下3方面：①如何降低成本。常用的方法就是在不影响质量的前提下，掺加其他成分，如尿素、木质素等，都使得生产成本明显降低；②如何进一步提高性能。可掺加高活性的酚，改善其碱性较差的情况；或掺加聚酰胺树脂等弹性体聚合物，可提高胶黏剂的柔韧性；玻璃纤维做填料有利于增强抗弯能力及抗张强度等；③动力学研究。使用醋酸锌作催化剂可更好地调整合成工艺。

1.3 三聚氰胺甲醛树脂胶黏剂

其固化速度相对酚醛树脂较快，耐磨耐热，有极好的耐候性和耐水性。成品硬度高，胶接性强，在高温环境中能够保持颜色和光泽。其缺陷在于贮存不稳定、柔韧性较差，且性脆易裂、成本昂贵。该类胶黏剂的研究重点为：①如何提高贮存稳定性。可通过双氰胺改性实现，或将胶黏剂喷雾干燥成粉末状，以延长贮存时间。生产中多将其制成高固含量的水溶液，贮存时溶液易变得浑浊，所以应加大对其不稳定性过程的研究力度；②如何进一步改善性能。为改变其性脆易裂的不足，可通过降低树脂的交联度，以增加其柔性，或适当掺加聚酰胺等热塑性树脂。合成时掺加一定的聚乙烯醇，也有利于提高柔韧性。

2 国内外现状对比及存在的问题

随着木材工业对木材需求量的增加，胶黏剂在木材加工业中的作用更为突出，如刨花板、胶合板、纤维板等都离不开胶黏剂。世界各国的胶黏剂年销售量已突破1000万吨，换算成销售额，高达260亿美元，其中美国约占了35%，日本在15%左右，我国占7%。国内的胶黏剂生产厂家数量较多，但规模不大、档次不高，而世界排名前10位的厂家至少占领了全球1/3的市场。

在技术的推动下，胶黏剂种类越来越多，相关研究也不断深入。从目前来看，“三醛胶”占据着主导地位。我国在此方面，除了对“三醛胶”性能加以改进，重点放在了环保节能型胶黏剂，以及高技术含量的新产品的研发上，如高性能压敏胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂等。国内的问题在于生产企业规模较小、品种单一；技术落后、缺乏创新；质量不佳，新产品开发缓慢；竞争优势不足，人才匮乏。另外，我国胶黏剂的生产量虽多，但某些材料多依赖于进口，如水性聚氨酯胶、热熔型聚氨酯胶等。而欧美等发达国家，对含有甲醛类的木材胶黏剂使用相对减少，开始向无毒环保高黏接强度的淀粉胶、蛋白质胶的方向迈进。但也面临着新的问题，如以淀粉为原料制成的胶黏剂，对化石试剂的依赖性较强，导致淀粉胶黏剂价格十分昂贵。

3 木材工业用胶粘剂的发展趋势

结合国内实际情况，短期内应将重点放在“三醛胶”性能改进上，同时要运用高科技自主研发新产品，发展新技术。

3.1 扩大规模

脲醛树脂胶黏剂在国内应用最广，但多数生产企业的生产规模较小，在国际上没有竞争优势，同时也制约了企业的进一步发展。所以胶黏剂生产企业应从人造板企业独立出来，走规模化生产道路。随着规模的扩大，经济效益越来越佳，生产企业便有足够的资金引进先进技术和设备，培养高水平、高素质的人才，并加大对新技术、新产品的开发研究力度，逐步与国际接轨。进而提高竞争力，占领更大的国家市场。此外，随着质量的提升，以及新技术的研究，游离甲醛的问题将得到很好的解决，减轻了对环境的污染、对人体的危害。

3.2 节能环保

节能环保是当前时代的主题，一切生产活动都要围绕此展开，环保化是今后胶黏剂发展的必然趋势。生产厂家应对现有的生产工艺进行深入研究，采用先进的生产工艺生产醛类胶黏剂，使其质量符合E1级标准，尽量实现低醛化。同时应积极研究开发胶黏剂新品种，致力于木材工业用无醛胶黏剂的开发，尤其是低成本无醛胶黏剂，更应受到高度重视。

3.3 科技创新

利用可再生的天然资源，如热解生物油、淀粉、木质素等加以改造，研制绿色环保胶黏剂。如热解生物油中含有很多酚类、醛类，以其代替酚醛树脂，韧度、反应活性、反应交联度都有所增加，且能够节约大量成本。但由原油制成的生物油从性能上讲还不能完全代替纯酚醛树脂，且长期贮存时，热解生物油因物化性质不稳定，易发生相分离以及沉淀。针对这些问题，企业有必要与科研所或高等院校联合，利用高科技去解决。同时积极开发具有自主知识产权的高新技术产品，开创独具特色的新品种，将科研成果转化为生产力，以新技术新产品占领市场。

3.4 发展品牌产品

为了优化产业结构，转变产业发展方式，需建设自己的品牌。国内企业要想提高竞争力，获得市场认可，并在国际市场上占有一席之地，必须努力提升胶黏剂产品的质量和档次，打造创建自主知名品牌。

4 结束语

胶黏剂在木材工业中的作用不言而喻，在经济技术的推动下，其种类呈现出多元化，性能也大幅提升。但从国内现状来看，在生产中还存在着很多问题急需解决，包括无毒环保胶黏剂的生产、新产品的研发、企业规模的扩大等，在今后需加强重视。

［1］李权,丁沪闽.浅析木材工业胶黏剂的发展[J].福建林业科技,2011,28(1)：109-110.

［2］刘世福.生物质胶黏剂在木材工业中的研究与应用现状分析[J].农业与技术,2013,24(10)：117-119.

［3］黄宇翔,刘翔,张双保.国内外生物质胶黏剂的研究与应用[J].木材加工机械,2012,25(1)：190-192.

［4］李琴,朱劲,李延军,张建,袁少飞.大豆蛋白木材胶黏剂的研究进展[J].粘接,2013,24(6)：163-165.