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落叶松单宁胶粘剂的研制
课题来源:林业部重点课题92-06-06
组织验收鉴定单位:国家林业局科学技术司
验收鉴定时间:2000年9月29日
完成单位:南京林业大学、内蒙古森工栲胶制品有限责任公司
主要完成人员:孙达旺、何学年、杨文章、孙丰文、刘 力、王艳生、霍淑贤、卓红花
简要技术说明及主要技术性能指标
落叶松单宁属于原花靛类缩合单宁,其组成单元的A环是间苯三酚型的。A环有强的亲核性,在一定条件下可与醛类结合,经由羟甲基化合物生成聚合物,其原理与苯酚-甲醛反应制做木工胶粘剂。用落叶松单宁制做胶粘剂的主要困难是:胶液的适用期太短,胶合强度不足,胶液的粘度过高等。本研究在过去成功地研究制出苯酚取代率为60%的落叶松单宁胶合剂的基础上,通过化学降解法降低其分子量和反应活性,并调整了配方,使单宁胶合剂的苯酚取代率在提高到70%时不但具有合格的胶合强度,还仍保持足够的适用期和合适的粘度,用以制出合格的胶合板,主要的技术经济指标为:
胶合板质量符合GB9846.4-88I类胶合板的技术条件;
胶粘剂质量在总体上符合GB/T14732-93《木材工业胶粘剂用脲醛、酚醛、三聚氰胺甲醛树脂》中FQBRH型树脂(胶合板用酚醛树脂)的指标;
制板工艺设备条件与酚醛树脂相同;
原材料成本约为2000元/t(50%液体胶),比酚醛树脂低600元/t。
目前,在国外只有个别品种的单宁——黑荆树单宁(南非)及坚木单宁(阿根廷)所制的胶粘剂在工业上得到了成功的应用,而松树类单宁——如花旗松(美国)及辐射松(新西兰)单宁胶粘剂的研制,在经过试用后,由于面临的一些困难未能得到解决而处于停顿。落叶松单宁胶粘剂是我国特有的品种,本研究针对落叶松单宁的化学特征,成功地解决了原花靛类单宁制做胶粘剂的各种困难,在技术上处于国内外先进水平。
与酚醛树脂相比,落叶松单宁胶粘剂具有低毒性(游离酚、游离甲醛含量低)和低成本(原材料成本低于酚醛树脂600元/t)的优点,而制板车间的工艺和设备条件无须改变。落叶松单宁胶粘剂资源丰富,可以集中大量生产,不仅可为我国木材工业提供新品种的胶粘剂,也为栲胶工业增添了新的增长点,具有广阔的应用前景。
推广应用前景
在当前栲胶市场供大于求的情况下,单宁胶粘剂的开发有助于开拓市场,对企业的生存和发展有现实意义。目前,我国林产工业产品结构正处于深刻的转变时期。我国木材资源匮乏。木材工业已从过去的利用天然林大径材生产锯材产品为主,转变为利用人工速生林中小径材生产人造板产品为主,而林产化学工业也从过去的以粗加工低产值少数初级产品为主,转变为深加工高产值、多品种的精细化工产品为主。单宁胶粘剂的开发既满足木材工业的需要,又为林产化学工业开辟了市场,实现了林产工业内部资源自给,符合森林资源综合利用的技术政策,也符合林产工业产品结构调整的大方向。
单宁是多元酚化合物,单宁树脂胶是广义酚醛类树脂中的一个品种,具有各种酚醛树脂的共同特性,如较好的耐水性、耐候性、胶合强度等,施用工艺条件也和传统的(苯)酚-(甲)醛树脂相同。因此,可以代替传统的酚醛树脂用做各种木工胶粘剂,特别适用于I类(耐气候)胶合板,如混凝土模板用胶合板等。
落叶松单宁胶粘剂具有广阔的应用前景,这是由于:
市场需求量大:当前我国仅混凝土模板用胶合板年产量近100万m3,需要酚醛树脂约10万t/a;
质量好,成本低:落叶松单宁胶粘剂的毒性和成本均低于酚醛树脂,可以采用相同的制板工艺条件和设备生产出合格的人造板;
供应充裕:内蒙古森工栲胶制品有限责任公司利用大兴安岭林区丰富的落叶松森林资源,具有年产落叶松栲胶1万吨的能力,可用来生产单宁胶粘剂约4万吨/年,具有大批量生产的条件。目前栲胶生产供大于求,单宁胶粘剂的开发可以为企业增加新的增长点。
该产品是在取代率为60%的落叶松单宁胶粘剂的基础上进一步开发的,以增加单宁在胶粘剂中的用量并进一步降低成本。当前,取代率为60%的单宁胶粘剂已经制成粉胶产品并进入批量生产。由南京林业大学竹材工程研究中心与内蒙古森工栲胶制品有限责任公司共同努力向用户推荐使用,并且对单宁胶粘剂的施用条件,从技术上做了进一步深入的研究。取代率为70%的单宁胶粘剂已完全具备了推广应用的条件。
南京林业大学
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