CN101462289B - 一种木材无胶胶合的方法 - Google Patents
一种木材无胶胶合的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101462289B CN101462289B CN2008102427913A CN200810242791A CN101462289B CN 101462289 B CN101462289 B CN 101462289B CN 2008102427913 A CN2008102427913 A CN 2008102427913A CN 200810242791 A CN200810242791 A CN 200810242791A CN 101462289 B CN101462289 B CN 101462289B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- timber
- lumber
- adhering
- glue
- activator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
- Veneer Processing And Manufacture Of Plywood (AREA)
Abstract
本发明属于木材加工领域，涉及一种木材无胶胶合的方法。该方法是在待联接木材的界面施加活化剂，然后热压使木材联接。该方法实现木材之间的无胶胶合，既省却了联接件及胶粘剂，又简化了工艺和生产线，且可用于不同材种木材之间的联接。
Description
技术领域
本发明属于木材加工领域，涉及一种木材无胶胶合的方法。
背景技术
随着世界森林绿地的萎缩，木材尤其是珍贵的大径级木材资源迅速减少，难以满足人类生活和工业生产对大幅面、高厚度板材的需求。为了生产超长、超宽和(或)超厚的板材(或制品)，必须采取联接措施。
木材联接技术分为两大类，即：采用特制构件的联接件联接和采用胶粘剂的胶接：
(1)联接件联接：采用特制的木质、金属、塑料等联接件，将两块乃至多块木材构件机械联接，一般应用于大尺寸木材(木方或圆木)之间的联接，例如：檩、梁等交叉处的联接，对木材径级要求高，因此，该类技术随着大径级木材资源在世界范围的枯竭而逐渐淡化。
(2)胶粘剂胶接：采用木材胶粘剂，将两块或多块木材构件化学联接。可采用极性胶粘剂(如：脲醛树脂、酚醛树脂等人工合成树脂；淀粉、骨胶等天然胶粘剂)或非极性胶粘剂乃至无机胶粘剂(例如：石膏、水泥)，分别对木材构件实现化学联接或机械目前。
目前，胶粘剂胶接方法在世界范围内得到了广泛工业化应用。但是，采用该种方法，具有显著的缺点：
(1)经济性能。目前，木材工业(家具制造、人造板、木制品等)中，用于木材胶合时大量使用脲醛树脂(UF)、酚醛树脂(PF)和聚醋酸乙烯酯乳液(乳胶，PVAc)三种胶粘剂，尤其以UF和PVAc为主(占95％以上)。这些合成树脂价格昂贵，而且随着全世界石油价格的攀升而不断上扬，严重制约了木材胶合相关产业的发展。
(2)胶合性能。胶粘剂仅仅是被胶合构件之间的“桥梁”，而非木材本身。研究和试验表明，胶合失效主要发生于胶合界面，即使对于亲和性强的合成树脂(如：脲醛树脂)，木材本身破坏也很少(当胶合界面的强度大于木材本身的强度时，胶层将不会破坏，而是木材本身被破坏)；至于亲和性差的合成树脂或无机胶粘剂(例如：淀粉、石膏、水泥)，胶合失效100％发生于胶粘剂。如果处于潮湿环境或受到液态水侵蚀，上述所有胶粘剂(包括强亲和性合成树脂)的胶合性能都将显著衰减。
(3)环境性能。木材制品主要用于室内，环境性能要求高。然而，多数胶粘剂在木材产品的使用过程中，会发生不同程度的降解，释放出诸如有机挥发物(VOCs)等有害物质，对人体健康造成不同程度的伤害。
基于上述背景，世界各国都积极寻求一种接合强度高、耗费成本低、环境冲突小的木材联接方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种木材无胶胶合的方法。
本发明通过施加界面活化剂，使待结合的木材界面粘稠化，缩短了界面木材分子链之间的接触距离，为氢键力、分子间作用力(范德华力)的产生创造了条件，从而使两块木材紧密结合成整体，实现了木材自身的结合。
本发明的目的是通过下列技术措施来实现：
一种木材无胶胶合的方法，该方法是在待联接木材的界面施加活化剂，然后热压使木材联接。
活化剂成分包括主剂、催化剂和助剂，主剂为苯酚或多元醇(二元醇或三元醇)，催化剂为浓硫酸(浓度98％)或浓盐酸(浓度35～37％)等强酸，为主剂的活化起催化作用；助剂为甲醛水溶液(商品名：“福尔马林”，浓度：35～40％)。加入助剂旨在清除未参加活化反应的残余苯酚，避免造成游离酚污染，故采用多元醇为主剂时，毋需助剂。具体地说，活化剂由以下质量比的组分构成：
苯酚∶强酸∶甲醛水溶液＝10～20∶1∶2～5，或者
多元醇∶强酸＝10～20∶1；
其中，强酸为浓硫酸或浓盐酸，甲醛水溶液的浓度为35～40％，多元醇为二元醇或三元醇，优选为丙三醇。
所述的木材无胶胶合的方法，其中活化剂在木材界面的施加量为50～200g/m2，一般取100～150g/m2。
所述的木材无胶胶合的方法，其中热压控制参数为：温度为105～180℃，时间为5～30min，压力为0.5～1.0MPa。
所述的木材无胶胶合的方法，其中热压控制参数优选为：温度为120～150℃，时间为10～15min，压力为0.8MPa。
木材加热，可以预先在干燥窑进行，也可以在加压时采用高频加热或常规接触式加热方式进行。
本发明所述的二元醇是指含有二个羟基的烷烃或烯烃，优选为烷烃，其碳原子数一般为2～8，优选为2～4，如乙二醇、丙二醇、丁二醇等。
本发明所述的三元醇是指含有三个羟基的烷烃或烯烃，优选为烷烃，其碳原子数一般为3～8，优选为3～4，如丙三醇、丁三醇等。
本发明有益效果：
本发明提出一种木材无胶胶合的新技术，通过木材界面的活化，实现木材之间的无胶胶合。该项技术不同于传统的“联接件联接”之处在于省却了联接件，区别于“胶粘剂胶接”之处在于脱离了胶粘剂。该项技术的发明，可替代胶粘剂，解决木材的拼宽、接长、加厚问题，既省却了胶粘剂，又简化了工艺和生产线。由于所有木材都由纤维素、半纤维素和木质素三大组分有机构成，因此，本发明的活化方法适用于所有材种，可以实现不同材种的木材之间的无胶胶合，突破了传统胶粘剂胶接时对材种的苛刻要求。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不限制本发明。
木材厚度小于10mm的木材结合可采用加热、加压一步法工艺。热压前，在待胶合的木材表面施加活化剂，毋需陈放，直接送入热压机。热压板温度可调，满足活化加热的温度要求；热压板可在液压推动下对木材实施加压。活化导致木材界面粘稠化，进行分子重组，产生氢键作用力和分子间作用力，使两块木材牢牢结合成整体。热压板的热源，可为高频加热或常规接触式加热。如果木材已经在干燥窑中预热，则热压机加热时间可缩短。木材厚度大于10mm时，宜采用“干燥窑预热-热压机热压”的两步法工艺，避免热压周期过长。
实施例1：
采用“苯酚-浓硫酸-甲醛”复合活化剂，单板树种：杨木与杨木
将苯酚加热熔解形成液态(常温下苯酚为固态)，按照质量比例15∶1∶2先后加入浓硫酸(浓度为98％)和甲醛水溶液(浓度为35％)，充分搅拌均匀，形成复合活化剂，备用。取杨木单板(厚度：2mm)，刷涂复合活化剂150g/m2，毋需预热，直接送入热压机进行无胶胶合。温度120～150℃，时间10～15min，压力0.8MPa。取出后，参照中华人民共和国胶合板国家标准(GB/T9846-2004)，测试干状胶合强度(剪切强度)。结果表明，利用本发明，杨木胶合强度达到0.73～1.11MPa，达到或超过标准的最低限值0.70Mpa(针对脲醛树脂、酚醛树脂等常用木材工业用合成树脂的胶合强度)。
实施例2：
采用“丙三醇-浓硫酸”复合活化剂，单板树种：杨木与杨木
按照质量比例15∶1称取丙三醇和浓硫酸(浓度为98％)，混合、搅拌均匀，形成复合活化剂，备用。取杨木单板(厚度：2mm)，刷涂活化剂100～150g/m2，毋需预热，直接送入热压机进行无胶胶合。温度120～150℃，时间10～15min，压力0.8MPa。取出后，参照中华人民共和国胶合板国家标准(GB/T9846-2004)，测试干状胶合强度(剪切强度)。结果表明，利用本发明，胶合强度达到0.81～1.13MPa，超过标准的最低限值0.70Mpa(针对脲醛树脂、酚醛树脂等常用木材工业用合成树脂的胶合强度)。
实施例3：
采用“丙三醇-浓盐酸”复合活化剂，单板树种：杨木与马尾松
按照质量比例10∶1称取丙三醇和浓盐酸(浓度为37％)，混合、搅拌均匀，形成复合活化剂，备用。分别取杨木单板和马尾松(厚度：2mm)，刷涂活化剂100～150g/m2，毋需预热，直接送入热压机进行无胶胶合。温度150℃，时间12min，压力1.0MPa。取出后，参照中华人民共和国胶合板国家标准(GB/T9846-2004)，测试干状胶合强度(剪切强度)。结果表明，利用本发明，胶合强度达到0.87～1.07MPa，超过标准的最低限值0.70Mpa(针对脲醛树脂、酚醛树脂等常用木材工业用合成树脂的胶合强度)。
实施例4：
采用“丙三醇-浓硫酸”复合活化剂，厚板树种：杨木与杨木
按照质量比例15∶1称取丙三醇和浓硫酸(浓度为98％)，混合、搅拌均匀，形成复合活化剂，备用。取杨木板材(厚度：12mm)，在干燥窑中预先加热至100℃，迅速刷涂活化剂150g/m2，再送入热压机进行无胶胶合。温度150℃，时间12min，压力1.0MPa。取出后，参照中华人民共和国胶合板国家标准(GB/T9846-2004)制取试件，测试干状胶合强度(剪切强度)。结果表明，利用本发明，胶合强度达到0.77～0.92MPa，超过标准的最低限值0.70Mpa(针对脲醛树脂、酚醛树脂等常用木材工业用合成树脂的胶合强度)。
Claims (5)
1.一种木材无胶胶合的方法，其特征在于在待联接木材的界面施加活化剂，然后热压使木材联接；
活化剂由以下质量比的组分构成：
苯酚∶强酸∶甲醛水溶液＝10～20∶1∶2～5，或者
多元醇∶强酸＝10～20∶1；
其中，强酸为浓硫酸或浓盐酸，甲醛水溶液的浓度为35～40％，多元醇为二元醇或三元醇；热压控制参数为：温度为105～180℃，时间为5～30min，压力为0.5～1.0MPa。
2.根据权利要求1所述的木材无胶胶合的方法，其特征在于多元醇为丙三醇。
3.根据权利要求1所述的木材无胶胶合的方法，其特征在于所述的活化剂在木材界面的施加量为50～200g/m2。
4.根据权利要求3所述的木材无胶胶合的方法，其特征在于所述的活化剂在木材界面的施加量为100～150g/m2。
5.根据权利要求1所述的木材无胶胶合的方法，其特征在于热压控制参数为：温度为120～150℃，时间为10～15min，压力为0.8MPa。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008102427913A CN101462289B (zh) | 2008-12-30 | 2008-12-30 | 一种木材无胶胶合的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008102427913A CN101462289B (zh) | 2008-12-30 | 2008-12-30 | 一种木材无胶胶合的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101462289A CN101462289A (zh) | 2009-06-24 |
| CN101462289B true CN101462289B (zh) | 2011-06-01 |
Family
ID=40803202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008102427913A Expired - Fee Related CN101462289B (zh) | 2008-12-30 | 2008-12-30 | 一种木材无胶胶合的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101462289B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103029196B (zh) * | 2012-12-13 | 2014-12-10 | 宁波大世界家具研发有限公司 | 一种无胶高密度纤维板的制作方法 |
| CN106750367B (zh) * | 2016-11-23 | 2019-02-01 | 东北林业大学 | 一种木质纤维的活化方法 |
| CN112847724A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-28 | 四川梅塞尔科技有限公司 | 超分子诱导生物质纤维热塑成型方法及生物质纤维制品 |
| CN113001696B (zh) * | 2021-04-13 | 2022-01-25 | 东北林业大学 | 一种无胶黏剂、自粘接形成高强度、无甲醛释放胶合板的方法 |
| CN114536491B (zh) * | 2022-03-18 | 2023-03-24 | 西南林业大学 | 一种木竹材超强化学胶合板的制备方法 |
-
2008
- 2008-12-30 CN CN2008102427913A patent/CN101462289B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101462289A (zh) | 2009-06-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101462289B (zh) | 一种木材无胶胶合的方法 | |
| CN103144178B (zh) | 一种无醛竹地板的生产方法 | |
| EP2784218A1 (en) | Granulation-free ecological plate high-pressure decorative surface material and manufacturing method thereof | |
| CN103031095A (zh) | 人造板贴面用胶粘剂及其制备方法 | |
| JP2007520600A (ja) | ホルムアルデヒドフリーの接着剤および接着剤から製造されるリグノセルロース複合体 | |
| MXPA06012174A (es) | Adhesivos lignocelulosicos libres de formaldehido y materiales mixtos hechos a partir de los adhesivos. | |
| CN102642222B (zh) | 一种利用生物油淀粉胶粘剂制备无醛胶合板的方法 | |
| CN105922366A (zh) | 一种零甲醛胶合板及其制备方法 | |
| Sellers | Gluing of eastern hardwoods: a review | |
| CN104723431A (zh) | 一种利用大豆蛋白胶生产的木板制作工艺方法 | |
| US4968771A (en) | Wood adhesives modified with surface active agents | |
| CN1888002B (zh) | 一种应用聚合粘合剂作为粘接剂粘接木质品或装饰品的方法 | |
| CN112029445B (zh) | 一种无甲醛生物基人造板胶粘剂及制备方法 | |
| RU2605134C2 (ru) | Адгезивная система | |
| CN108531128A (zh) | 一种无醛木质素胶黏剂及其制备方法 | |
| Liu et al. | Effects of moisture content on lap-shear, bending, and tensile strength of lap-jointed and finger-jointed southern pine using phenol resorcinol formaldehyde and melamine urea formaldehyde | |
| Gothwal et al. | Synthesis of low cost adhesives from pulp & paper industry waste | |
| CN103320082A (zh) | 一种植物基聚酯醇胶黏剂及其制备方法和应用 | |
| CN103952118A (zh) | 一种改性大豆蛋白胶粘剂及其制备方法 | |
| EP3099485B1 (en) | Cross-laminated plywood production | |
| CN108884295A (zh) | 无甲醛木材粘合剂 | |
| CN103320078B (zh) | 一种植物基聚酯醇-壳聚糖胶黏剂及其制备方法和应用 | |
| JP2008303378A (ja) | タンニン系接着剤、それを用いた木質系複合材料およびこの木質系複合材料の製造方法 | |
| Sankar et al. | Manufacturing of high strength plywood composites reinforced with copper fibers | |
| Huang et al. | Study on continuous cold-pressing technology of engineered wood flooring with EPI adhesive |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20090624 Assignee: Shandong Lichen Group Co., Ltd. Assignor: Nanjing Forestry University Contract record no.: 2013370000152 Denomination of invention: Method for adhering lumber without glue Granted publication date: 20110601 License type: Exclusive License Record date: 20130624 |
|
| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110601 Termination date: 20171230 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |