酚醛树脂胶粘剂研究进展
马玉峰1,2，王春鹏2，许玉芝2
（1.南京林业大学材料科学与工程学院，江苏 南京 210037；2.中国林业科学研究院林产化学工业研究所；生物质化学利用国家工程实验室；国家林业局林产化学工程重点开放性实验室；江苏省生物质能源与材料重点实验室，江苏 南京 210042）
摘要：酚醛树脂胶粘剂具有优良的耐水性、耐热性、耐候性，粘接强度高及化学稳定性好等优点而被用于诸多领域。但是其还存在固化温度高、热压时间长、易透胶、有甲醛释放、原料成本高且不可再生等缺点。综述了快速固化和低游离甲醛含量酚醛胶粘剂，三聚氰胺、尿素、木质素、生物质焦油以及其他改性酚醛树脂胶粘剂，并对其存在问题和发展前景作了分析和展望。
关键词：木材胶粘剂；酚醛树脂；改性
中图分类号：TQ433.4+31 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2014）02-0000-00
1 前言
酚醛树脂（PF）胶粘剂作为木材加工中使用的主要胶粘剂之一，具有粘接强度高，耐水、耐热、耐磨及化学稳定性好等优点[1]。然而，酚醛树脂胶粘剂也存在颜色深、固化胶层硬脆、易龟裂、成本较脲醛树脂胶粘剂高、毒性较大等缺点，特别是该胶固化温度高、固化速度慢，造成生产效率低，能耗大，使得酚醛树脂胶粘剂的应用范围受到一定的限制。为此，科技工作者对酚醛树脂胶粘剂进行了广泛的改性研究。在保证酚醛树脂优良物理、化学性能的前提下，缩短其固化时间，降低生产成本，降低其中的游离酚、游离醛含量成为现今研究的热点问题[2]。
2 酚醛树脂胶粘剂的改性方法
2.1 快速固化酚醛胶粘剂
酚醛树脂以其较好的粘接性能，优良的耐候、耐沸水和耐化学腐蚀性，被广泛应用于制造室外级人造板。但是酚醛树脂的固化速度较慢，固化温度高，生产中必须靠延长热压时间，提高热压温度，才能保证产品质量，生产效率低、能耗大，严重制约了酚醛树脂在木材工业中的应用。为了解决这一问题，一般采取加大甲阶酚醛树脂的反应程度、提高低聚物的平均分子质量、提高酚醛树脂碱性、加入固化促进剂、酚醛树脂与快固型树脂复合等方法提高酚醛树脂的固化速度。
曾念等[3]以Ba(OH)2/NaOH为复合催化剂，以间苯二酚为改性剂，采用2步加入甲醛法合成了高邻位酚醛树脂胶粘剂，结果表明催化剂Ba(OH)2的引入，能有效提高邻位羟甲基含量、降低固化温度和加快固化速率；间苯二酚的引入，可有效加快PF胶粘剂的固化反应。叶果等[4]利用间甲酚改性酚醛树脂，制造竹帘胶合板，合成的酚醛树脂胶粘剂可以在105～115 ℃实现快速完全固化。王健等[5,6]人选取氢氧化钡作为催化剂合成高邻位酚醛树脂胶粘剂，结果表明钡酚醛树脂比钠酚醛树脂固化速度快30%左右，所得胶合板达到国家I类胶合板标准，且热压时间大幅缩短。Zhao Y等[7]用液化黑松树皮改性酚醛树脂，结果发现改性树脂的平均分子质量更大，凝胶时间较短，反应活化能比市售酚醛树脂低。Perez J M等[8]用DSC和 TMA对酚醛树脂、木质素改性酚醛树脂（LPF）、改性木质素改性酚醛树脂（MLPF）的固化行为进行分析，结果表明由于木质素中的苯环有较少的自由活性位，但有更多的羟甲基基团，有利于形成空间网状结构，而MLPF有更多的官能团可以促进酚醛树脂固化，因此LPF和MLPF的固化温度较低。Wang M C等[9]发现用软木木质素替代50%以下的苯酚时，能使木质素改性酚醛树脂的固化温度下降，固化时间缩短，替代量大于50%时，则会阻碍树脂的固化。Kim S等[10]分析了线型酚醛树脂、聚氨酯、碳酸钠对酚醛树脂固化的影响，结果表明添加4%～5%酚醛树脂量的碳酸钠可使固化时间缩短30%，添加线型酚醛树脂可使酚醛树脂的凝胶时间缩短20%～50%，增大氨基树脂的用量也可以大大减少醛类树脂的热压时间，但会导致材料粘接强度下降。Mirski R[11]用乙二醇乙二酸酯固化酚醛树脂时，树脂的活化能降低30%，添加量不断增大时，可使活化能降低62%。
