人造板与家具用胶粘剂研究与应用现状

人造板与家具用胶粘剂研究与应用现状

高性能环保型人造板及家具产品的开发很大程度上依赖于高性能环保型木材胶粘剂的合成与应用技术的突破。综述了我国人造板及家具用胶粘剂研究与应用现状，并对我国人造板与家具用胶粘剂的发展进行了展望。

标签：人造板；家具；胶粘剂；应用现状；趋势

我国连续多年成为世界人造板及家具生产与消费第一大国，每年消耗木材约为3.8亿～4.0亿 m3，木材供应缺口超过2.7亿 m3，预计到2020年我国木材消耗量将达到0.6亿 m3，木材资源紧缺、供需矛盾将进一步突出[1]。

木材高效利用已成为我国木材工业的主要发展方向，利用各种环保人造板生产高品质家具也成为家具行业的主要发展方向。随着人们生活水平的提高以及环境安全意识的增强，环保型高品质家具将越来越受到关注。而高性能环保型人造板及家具产品的开发，将在很大程度上依赖于环保型木材胶粘剂的研发与应用技术的突破。

1 我国人造板与家具行业发展现状

1.1 我国人造板行业发展现状

2012年中国人造板产量达到2.85亿 m3，同比增长19.72%[2]，消耗木材胶粘剂超过1 500万t（100%固体含量）。当前，我国人造板工业用木材胶粘剂主要还是传统的“三醛类”树脂（脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂）胶粘剂，存在产品结构和性能单一、甲醛释放量较高、产品档次较低等突出问题，成为制约我国人造板产业升级的技术瓶颈。

1.2 我国家具行业发展现状

我国是世界家具生产大国，板式家具成为家具消费主流。目前，我国板式家具占家具总产值的50%以上，占木质家具总值的70%左右。

1.3 木材胶粘剂是人造板和家具行业发展的关键

当前，我国人造板产量居全球之首，但产品品质良莠不齐，有相当数量的人造板存在甲醛释放高、质量稳定性差、生产效率低、资源浪费严重等问题。我国人造板工业长期使用传统“三醛类”树脂胶粘剂，技术相对落后，影响了我国家具产品的整体质量和产品档次，胶粘剂和粘接技术是主要制约因素之一。

2 人造板及木质家具用胶粘剂研究与应用现状

人造板及木质家具用胶粘剂主要有人造板生产用胶粘剂，人造板二次加工

（主要是贴面）用胶粘剂和家具组装用胶粘剂。

2.1 人造板生产用胶粘剂

国内家具用人造板主要有纤维板、刨花板和胶合板，其生产用胶粘剂主要为脲醛树脂及其改性产品。在改性脲醛树脂研究与应用方面，生产E0/E1级人造板的脲醛树脂生产技术已经成熟，但由于生产成本与标准监管等原因，E2级及不达标人造板产品依然充斥市场。

环保型脲醛树脂制备技术方面，降低F/U物质的量比是降低甲醛释放量最常用的方法[3]。采用脲醛树脂预缩液生产脲醛树脂可提高生产效率及解决废水排放问题[4，5]，通过加速固化技术可提高人造板生产效率[6～8]。研究发现，物质的量比为1.0的脲醛树脂胶合板的粘接强度能满足GB/T 98463—2004Ⅱ类胶合板的要求；用过硫酸盐作固化剂制备的胶合板的甲醛释放量较低[9]；制备含尤戎结构的脲醛树脂（Uron树脂）与普通脲醛树脂混合，可有效降低脲醛树脂胶粘剂游离甲醛含量及胶合板甲醛释放量[10]；用F/U物质的量比1.01～1.03、三聚氰胺含量为8.5%的MUF树脂生产的胶合板可达到E0级胶合板标准。

2.2 人造板二次加工用胶粘剂

人造板经二次加工可提高表面装饰性，防止水分渗入板内引起变形，防止紫外线照射造成老化，使表面具有耐磨、耐热、耐烫、耐划、耐污染等理化性能，减缓板内甲醛等有害气体释放[11]。

目前，人造板贴面加工常用的胶粘剂有三聚氰胺甲醛树脂、改性脲醛树脂、聚醋酸乙烯酯乳胶和氯丁橡胶[12]。

2.3 家具组装用胶粘剂

家具组装要求胶粘剂粘接强度高，能够快速固化。家具组装生产过程中常用的胶粘剂有水性高分子异氰酸酯胶粘剂（双组分型拼板胶）、快速固化AB胶（改性脲醛树脂和聚醋酸乙烯酯乳液）、高性能乳液胶（改性聚醋酸乙烯酯或多元共聚树脂）、湿固化热熔胶等[13]。

常见的双组分家具组装用胶，其粘接强度、固化速度和低温使用性能较好，但操作繁琐，活性期难于控制，同时固化后胶层脆性较大。将聚乙烯醇水溶液、无机填料与高固含量的乙烯-醋酸乙烯共聚乳液复配，能够制备出一种高固含量、快速固化、低温成膜性好、固化后胶层柔韧的单组分家具组装胶[14]。

2.4 人造板封边胶粘剂

现代板式家具尤其是高端橱柜、卫浴柜以及定制家具对人造板封边技术要求较高。

常用的封边用胶粘剂有乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）胶、丙烯-乙烯共聚物胶、聚氨酯热熔胶。普通EVA是热塑性树脂，长期使用粘接质量会下降，而且必须先贴面再封边。聚氨酯热熔胶分为反应型聚氨酯热熔胶和热塑性聚氨酯弹性体热熔胶。反应型聚氨酯热熔胶可以通过与空气中水分反应形成交联结构，成为热固性树脂，因此粘接强度高、耐水性高；热塑性聚氨酯弹性体热熔胶具有粘接强度高、耐低温、耐磨等优点，综合性能优良。

3 人造板及家具用胶粘剂发展趋势

木质家具生产用胶粘剂应该向下列方向发展：1）低毒性、环保型；2）高性能、减量化；3）低成本型[15]；4）采用胶粘剂定向发泡技术，使人造板及家具轻量化。

3.1 “三醛类”树脂胶粘剂

脲醛树脂胶粘剂向低甲醛释放和高耐水性方向发展。通过降低甲醛/尿素的物质的量比，加入改性剂进行共缩聚，控制缩聚条件，加入甲醛捕捉剂等方法降低脲醛树脂中游离甲醛含量；与其他树脂胶粘剂复合，如与三聚氰胺-甲醛树脂、酚醛树脂、异氰酸酯复合，降低人造板甲醛释放量。酚醛树脂胶粘剂向低游离酚、低游离甲醛、低碱含量、快速固化方向发展。通过控制树脂甲醛/苯酚物质的量比、催化剂种类与用量，调控树脂的游离甲醛含量、固化速度以及产品的甲醛释放量。

三聚氰胺甲醛树脂胶粘剂向低游离甲醛含量、固化后高韧性和低成本方向发展。

3.2 再生资源类胶粘剂

随着不可再生资源的日益减少，可再生物质的利用越来越受到关注。单宁[16]、木质素[17]、大豆蛋白[18]等具有来源广泛、可再生、无毒环保等优点，但其粘接强度低、耐水性差、耐热性不高，需通过化学改性等方法加以改进。近年来对大豆蛋白胶粘剂的复合改性成为研究的热点。通过大豆蛋白与反应性树脂预聚体共混，利用树脂预聚体上的活性官能团与大豆蛋白分子上的活性基团发生交联反应，以及树脂本身的交联反应，增加固化后胶粘剂体系的交联密度，提高耐水粘接性能。例如，大豆蛋白基胶粘剂与酚醛树脂[19]、聚醋酸乙烯酯[20]、聚己内酰胺[21]、三聚氰胺-尿素-甲醛树脂[22，23]、聚丙烯酸酯溶液[24]共混增强等，所制备大豆蛋白基胶粘剂耐水性和粘接性能有较大的提高，均可制备出Ⅱ类胶合板。

3.3 人造板二次加工用胶粘剂

三聚氰胺甲醛树脂是性能优良的纸质装饰板浸渍树脂，应用广泛。进一步降低成本、提高固化后胶膜韧性和耐磨性、增加抗菌防霉功能，将成为三聚氰胺甲醛浸渍树脂研究与发展的方向。

不饱和聚酯树脂在人造板装饰方面很有潜力，有望得到较大发展。

3.4 家具组装及封边用胶粘剂

聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂在家具组装方面广泛使用，改进其抗冻性和低温成膜性，提高耐水性，是今后的主要发展方向。

聚氨酯热熔胶具有良好的综合性能，可以有效减少板式家具封边条在长期使用过程中的开胶脱落问题，将会有较大发展。

开发可发泡胶粘剂及定向发泡技术，制备轻质人造板，实现家具的轻量化，也将是今后的发展方向之一。

4 结束语

虽然我国人造板及家具产量与消费量世界第一，但人造板及家具产品同质化严重且多为中低端产品。

为提高我国人造板及家具品质，推动产业升级，提升我国人造板及家具行业国际竞争力，必须加快高性能、环保型及功能型胶粘剂的研发与应用推广。

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