脲醛樹(shù)脂膠耐水性差的原因,是由于固化后的樹(shù)脂中仍然存在著親水性的羥甲基和氨基,酸性固化劑使膠層呈酸性,酸能使次甲基鍵水解等。這些因素均使得未改性的脲醛樹(shù)脂膠耐水性能較差。
脲醛樹(shù)脂膠的耐水性主要是指其膠接后的制品,在使用時(shí)經(jīng)水分或濕氣作用下,能保持其膠接性能的能力。通常脲醛樹(shù)脂膠比天然的蛋白質(zhì)等膠耐水性好,但比酚醛樹(shù)脂膠、三聚氰胺樹(shù)脂膠要差,尤其表現(xiàn)在耐熱水(大于70℃)和沸水時(shí),在干、濕條件反復(fù)的作用或高溫、高濕下,木材的粘接強(qiáng)度下降很快,縮短了使用期限,使使用范圍受限。因此,人們一直在努力,根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)所與要求,對(duì)脲醛樹(shù)脂膠粘劑進(jìn)行改性。
現(xiàn)在對(duì)耐水性能的改進(jìn)方法,主要是通過(guò)共混與共聚或加入填料等來(lái)實(shí)現(xiàn)。共混與共聚并用有時(shí)效果會(huì)更高。
共混方法是加入聚乙烯醇縮甲醛、聚醋酸乙烯酯、丙烯酸酯、環(huán)氧樹(shù)脂等。
共聚方法是在合成樹(shù)脂時(shí)加入苯酚、三聚氰胺酸性鹽、間苯二酚、苯胺、異氰酸酯等,進(jìn)行化學(xué)改性。研究實(shí)驗(yàn)表明:環(huán)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)其耐水能力比亞甲基二脲要高出200倍。因此脲醛樹(shù)脂中引入環(huán)狀結(jié)構(gòu)或其衍生物,對(duì)提高膠粘劑的耐水、耐老化性能及穩(wěn)定性都十分有益。
如將三聚氰酸胺加入脲醛樹(shù)脂中,由于形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),可以封閉親水基團(tuán),而且它的堿性可以中和膠液中的殘留酸,在一定程度上阻止和降低了樹(shù)脂的水解和水解速度,提高了耐水性能;還可提高固化速度、縮短固化時(shí)間,或減少固化劑用量。加入苯酚制成的改性脲醛樹(shù)脂在提高耐水性能的同時(shí),還可以制成不需脫水的樹(shù)脂,所配膠液亦可達(dá)到木材粘接強(qiáng)度的指標(biāo),降低了制造成本。近年來(lái),加入異氰酸酯改性脲醛樹(shù)脂耐水性能也很流行,能有效提高其耐水性能,特別是對(duì)含水率高的木材的粘接性能好。
共混與共聚并用:如將三聚氰酸胺與聚乙烯醇共同混用改性脲醛樹(shù)脂,能使其有良好的耐水性能。
加入填料:如草木灰、氧化淀粉等進(jìn)行改性,也有較好效果,既有降低成本又有降低游離甲醛含量的作用。實(shí)驗(yàn)證明加入1%的草木灰和20%的氧化淀粉對(duì)脲醛樹(shù)脂的改性效果最佳。