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OSB制造中的胶粘剂选择

浏览量:日期:2017/5/4 11:20:45

作为近年来发展速度最快,技术最为成熟的新板种OSB被认为是未来最有发展前景的板材。目前OSB已经被广泛应用于木结构建筑、家具、包装、装饰装修等行业。在欧美国家,OSB已经成为木结构建筑、家具及包装的主要应用板材,每年有超过2000万m3的消费量,并且保持着持续、良好的增长态势。

OSB一般采用径级在250px以上的优质木材为原料,通过定向铺装,赋予板材优异的抗压抗弯性能和良好的握钉力,而MDI胶粘剂的使用更赋予了OSB无甲醛添加、防水性能优异的独特特点,并且可以有效提高产品生产效率。机械化、自动化的加强和胶粘剂性能的提高,以及木材的高效率利用,将共同推动OSB成为未来板材行业的新宠儿。

目前人造板行业中的主流胶粘剂都可以被用在OSB的制造中,包括脲醛胶、酚醛胶、三聚氰胺甲醛胶以及MDI胶等。在满足不同场合及性能需求的前提下,不同胶种都有其独特的特点和优势。从国外近十年的发展趋势来看,随着各国对甲醛释放控制要求的提高,MDI胶将会受到越来越多的厂家的青睐。据统计,北美OSB制造商70%以上采用MDI胶粘剂生产,并且从脲醛及酚醛切换的趋势愈加明显。针对MDI胶的应用特点,其主要优势表现在以下几个方面:

1  胶粘剂无甲醛添加

MDI是化学名为多苯基甲烷二异氰酸酯的一类物质,是制备聚氨酯的最主要原料之一。聚氨酯具有橡胶、塑料的双重优点,广泛应用于化工、轻工、纺织、建筑、家电、建材、交通运输、医疗、航天等领域,其优异的理化性能和安全性能,使其能够应用于我们生活的方方面面,包括服装纤维、冰箱保温、建筑装饰,甚至在医疗方面植入人体的器官。

由于MDI胶粘剂不含甲醛,并且挥发性极低,因此在生产过程中能够极大的避免化学物质对人体的伤害。而MDI胶粘剂生产的板材经过高温固化形成稳定的化学物质,不会释放甲醛及其他有机化学物质,杜绝了产品使用中对环境的污染。

2  施胶量低

MDI胶粘剂的粘接原理不同于传统三醛胶。传统三醛胶粘剂为物理粘接,而MDI为化学粘接。MDI中的-NCO基团可与木材中的水分和纤维素中的-OH发生化学反应,形成稳定的化学物质。从微观上看,可使材料形成分子间的交联,从而使传统的“面粘接”降低为“点粘接”,极大的减少了胶粘剂使用量。一般而言,根据不同的OSB等级划分,MDI的使用量在9-24kg/m3,仅相当于传统三醛胶的1/4—1/5。

3  热压周期短

由于MDI胶粘剂的化学反应特性,同样可以加快胶粘剂的固化速度,减少热压时间,从而提高生产效率。从北美OSB生产厂家的应用经验来看,MDI的固化速度至少较脲醛胶快30%,而相较于酚醛胶,优势更为明显。除此之外,MDI还可根据客户需求提供快速固化的特殊产品,从而协助客户达到更高的生产效率及更优的产品品质。

4  板材性能优异

由上述MDI胶粘剂化学粘接的特点,可以很容易推出,其制得的板材性能将大大超过传统物理粘接原理的胶粘剂。微观上从范德华力向化学键力的转变,极大的提高了板材的内结合力和防水防潮性能。有研究表明,MDI定向结构板的静曲强度、蠕变性能都远远优于脲醛胶,这与其初始静曲强度和较强的抗湿性能是分不开。

表1 物理力学性能测试对比


施胶量

MOR(N/mm2)

MOE(×103N/mm2)

MDI试件

3%

56

9.4

UF试件

3%

28

9。5

UF试件

6%

39

9.4

* 试件名义密度600kg/m3,厚度20mm,MOR和MOE均为板材定向方向测试值。

5  综合成本低

综合以上优点,从施胶量、热压时间以及制品物理性能的角度综合考虑,MDI具有良好的性价比。同时随着MDI价格逐渐趋于合理,价格竞争优势逐渐明显,这也成为欧美OSB厂家选择MDI的一个主要原因。

  

当然MDI在应用中也存在一系列的问题,比如粘板问题、施胶控制精确的需求,以及MDI本身的储存特性等等。这些都已通过多年的实践生产得到了有效解决。目前针对粘板问题,有多种脱模剂可以匹配使用;而施胶控制方面,在设备厂家的努力下也得到了有效的控制;MDI的储存和使用,从MDI制造商的角度,有丰富的经验和成套的解决方案帮助客户共同完成产品的切换。相信未来在中国OSB的发展道路上,MDI将成为一种有竞争力的胶粘剂产品可以满足用户的特殊需求,并为用户创造价值。

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