阻燃脲醛树脂胶的研制及在胶合板上的应用

论文摘要

胶合板是有若干奇数的木片以纤维相互垂直的规律排叠,经热压固化而粘合成型的板材。胶合板具有许多优良的性能,如比强度高、加工相对容易、能保持天然木材的花纹、质感等,发展历史悠久,在人造板产品中一直占据主导地位,广泛应用于室内装饰装修、家具制造、包装等领域,与人们的生活息息相关。但易燃性是普通胶合板的致命弱点,使其在许多领域的应用上受到限制。因此研究性能优异的阻燃胶合板,具有重要的现实意义。本课题以脲醛树脂胶为基材,研究了阻燃脲醛树脂胶及其在胶合板上的应用,旨在赋予脲醛树脂胶粘接和阻燃的效果,研究开发综合性能良好的阻燃胶合板。主要研究成果是：1.通过单因素分析,改变阻燃剂的组分,以全棉帆布的阻燃测试(垂直燃烧法),筛选出几种阻燃效果较理想的阻燃剂配方。结果表明：以CP为主剂的复配方案阻燃效果好,共14种配方达到余燃时间和阴燃时间均为0s,炭长小于等于150mm,烟量小于等于3级。2.通过单因素分析,研究脲醛树脂胶和阻燃剂的配伍性,在14种阻燃效果优秀的配方中筛选出贮存稳定性良好的阻燃脲醛树脂胶。结果表明：具有最佳贮存期的单组份、双组份和三组份阻燃脲醛树脂胶的配方为：10%CP和90%脲醛树脂胶(UF胶粘剂)；5%CP、5%氢氧化铝和90% UF胶粘剂；5%CP、2.5%氧化铝、2.5%氢氧化铝和90% UF胶粘剂。3.阻燃脲醛树脂胶进行固化性能研究,各阻燃脲醛树脂胶的固化时间均有延长,适用期符合要求。综合比较得到固化性能大小排序：CP/UF胶粘剂<CP/Al(OH)3/Al2O3/UF胶粘剂<CP/Al(OH)3/UF胶粘剂。4.阻燃脲醛树脂胶经过TG和DTA热分析技术进行热解过程和阻燃机理分析,表明UF胶粘剂对木材具有一定的阻燃效果,CP/UF胶粘剂、CP/Al(OH)3/UF胶粘剂和CP/Al(OH)3/Al2O3/UF胶粘剂的外推起始分解温度均比木材的燃点低,具有更好的阻燃性能。CP/UF阻燃胶粘剂在气相和凝聚相同时起阻燃作用。CP/Al(OH)3/Al2O3/UF胶粘剂、CP/Al(OH)3/UF胶粘剂中的阻燃剂由于协同作用,阻燃效果良好。5.研究了CP/UF胶粘剂、CP/Al(OH)3/UF胶粘剂和CP/Al(OH)3/Al2O3/UF的物理化学性质,按照热压温度110℃、热压压力9kg/cm2、热压时间为180s工艺路线压制阻燃胶合板,参照普通胶合板国家标准测定阻燃胶合板的各项性能。结果显示CP/UF胶粘剂、CP/Al(OH)3/UF胶粘剂和CP/Al(OH)3/Al2O3/UF胶粘剂对胶合板均有良好阻燃效果,而且甲醛释放量小于5mg/mL,属于E2级胶合板。胶合强度均能达到国家标准,合格率达100%。可作为室内材料和家具用材。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 胶合板发展概述
• 1.2.1 我国胶合板工业发展情况
• 1.2.2 我国胶合板工业发展现存问题和应对策略
• 1.2.3 生产阻燃胶合板的必要性
• 1.3 阻燃脲醛树脂胶用阻燃剂概述
• 1.3.1 阻燃脲醛树脂胶用阻燃剂的要求
• 1.3.2 阻燃脲醛树脂胶用阻燃剂的分类
• 1.4 阻燃脲醛树脂胶在胶合板中的应用研究概述
• 1.4.1 国外阻燃脲醛树脂胶在胶合板中的应用研究概述
• 1.4.2 国内阻燃脲醛树脂胶在胶合板中的应用研究概述
• 1.5 本课题的主要研究内容与创新点
• 1.5.1 主要研究内容
• 1.5.2 创新点
• 第二章 实验原理
• 2.1 胶合板的燃烧过程
• 2.2 胶合板的阻燃机理
• 2.3 脲醛树脂胶的经典理论
• 2.4 脲醛树脂胶的胶体理论
• 2.5 脲醛树脂胶的贮存稳定性理论基础
• 第三章 实验部分
• 3.1 实验药品及材料
• 3.2 实验仪器
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 阻燃脲醛树脂胶的调制
• 3.3.2 全棉织物整理工艺
• 3.3.3 棉布阻燃性能测试方法
• 3.3.4 阻燃服醛树脂胶外观测定
• 3.3.5 阻燃脲醛树脂胶粘度测定
• 3.3.6 阻燃脲醛树脂胶贮存期测定
• 3.3.7 阻燃脲醛树脂胶固含量测定
• 3.3.8 阻燃脲醛树脂胶pH值测定
• 3.3.9 阻燃脲醛树脂胶固化时间测定
• 3.3.10 阻燃脲醛树脂胶适用期测定
• 3.3.11 阻燃脲醛树脂胶TGA热分析测定
• 3.3.12 胶合板的制版工艺流程
• 3.3.13 胶合板甲醛释放量干燥法测定
• 3.3.14 胶合板胶合强度测定
• 3.3.15 木材阻燃性能测试方法
• 第四章 结果与讨论
• 4.1 阻燃剂的选择和阻燃脲醛树脂胶复配体系的阻燃效果初探
• 4.1.1 阻燃剂的选择
• 4.1.2 单组份阻燃剂对阻燃脲醛树脂胶体系阻燃性能的影响
• 4.1.3 双组份阻燃剂对阻燃脲醛树脂胶体系的阻燃性能影响
• 4.1.4 三组份阻燃剂对阻燃脲醛树脂胶体系的阻燃性能影响
• 4.1.5 阻燃脲醛树脂胶体系中各阻燃剂比例用量的确定
• 4.2 阻燃脲醛树脂胶的贮存稳定性研究
• 4.2.1 pH值对阻燃脲醛树脂胶的外观贮存稳定性的影响
• 4.2.2 阻燃脲醛树脂胶贮存期测试方法的确定
• 4.2.3 最佳阻燃脲醛树脂胶贮存期的确定
• 4.3 阻燃脲醛树脂胶的固化性能研究
• 4.4 阻燃脲醛树脂胶的热重分析
• 4.5 阻燃脲醛树脂胶在胶合板上的应用
• 4.5.1 阻燃脲醛树脂胶的各项性能
• 4.5.2 胶合板工艺参数的确定
• 4.5.3 阻燃脲醛树脂胶在胶合板上的性能表征
• 第五章 总结
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 硕士学位期间发表的论文
• 致谢