第十章家具用胶粘剂

图2-3 木材材质的三个相互垂直切面 a一横切面；b—纵向切面；c－切向纵切面
二、化学组成
图2-4 木材的化学组成图
三、物理性质：
1.比重：真比重：1.45～1.60； 假比重：0.3～0.8 2.水分：自由水、结合水 3.膨胀收缩性：木材因吸湿或烘干而发生的 膨胀与收缩。因切面方向不同而不同。 切线方向的膨胀率是半径方向膨胀率的2倍 左右； 长度方向是切线方向的1／10左右。
1.2 胶粘剂的组成
6.其他助剂
为满足某些特殊要求，改善胶粘剂的某一性能，有时还加入一些特
定的添加剂。 防老剂：提高胶粘剂的耐大气老化性能。 防霉剂：可防止胶粘剂因细菌产生的霉变现象。 增粘剂：可增加胶液的粘附性和粘度。 阻聚剂：可以提高胶液的贮存性能。 阻燃剂：可提高胶接制品的耐燃性能。 这些助剂不是胶粘剂的必备组分，可根据对胶粘剂的具体要求和配 方的主成分特性而定。
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1.2 胶粘剂的组成
3.增塑剂与增韧剂
是指胶粘剂中改善胶层的脆性，提高其柔韧性的成分。可改善胶层 的流动性，提高胶层的抗冲击强度和伸长率，降低其开裂的程度。 过多的增塑剂与增韧剂的加入会使胶层的机械强度和耐热性降低， 要求无色无嗅无毒，挥发性小，不燃和化学稳定性好。 增塑剂：为高沸点的液体或低熔点的固体化合物，与胶料有混溶 性，但不参与固化反应在固化过程中有从体系中离析出来的倾向。其 主要是通过隔离、屏蔽与偶合作用，消弱聚合物分子间作用力而达到 增塑目的，从而降低软化温度、减小熔体的粘度、增加流动性、改善 加工性能和胶粘剂的柔韧性。 增韧剂：为单官能团或多官能团的化合物，能与胶料起反应成为 固化体系的一部分。多为黏稠液体，如低分子量的环氧树脂、不饱和 聚酯树脂、聚酰胺和橡胶等。增韧剂也称为内增塑剂。
物理处理：喷砂； 化学处理：溶剂抽提（依具体情况而定）。 抽提成分多的木材处理时应避免在高温下长时间进行 干燥。
六、木材的pH值：
大致为酸性，可间接地影响涂布胶粘剂的固化时 间；但木材的比重大于0.8时，其pH值对胶接强度有比 较大的影响。对于树龄高的木材，其pH值较低，会阻 碍胶粘剂的固化，可用碳酸钠溶液处理来解决这一问 题。
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1 胶粘剂应具备的条件
具有足够的流动性，对固体表面很好地湿润。 胶固化后能形成牢固的胶层，具有化学稳定性，制品具有足够的耐 久性。 形成的胶接接头在其体积收缩时，产生的应变要小，且应具有逐渐 消失的能力。 各种胶粘剂使用时的特性不同，应根据具体要求选择不同的使用性 能。主要包括： 粘度、浓度：与施胶方法、设备、用胶量、胶合工艺、产品种类及 质量相关。 活性期：决定了胶粘剂使用时间的长短。一般生产周期短的可选用 活性期短的胶料，反之则选活性期长的胶种。 固化条件及固化速度：固化条件包括温度、压力和被胶接基材的含 水率等。固化速度不仅影响生产率，而且影响产品质量和生产成本。 一般：有机合成树脂胶粘剂的固化速度大于无机胶粘剂的固化速度。 2
一、粘接机理：
依靠机械镶嵌作用和分子间作用力发生粘接。但 起主要作用的还是分子间的物理或化学作用。
二、木材胶粘剂应具备的特点：
(1)胶粘剂应具有极性 ； (2) 胶粘剂应具有适当的湿润性 ； (3)胶粘剂应具有适当的酸碱度 ；


(4)胶粘剂应具有适当的分子量。
三、木材胶粘剂的选用原则
（1）粘接强度 ； （2）胶粘剂的操作性能； （3）接头的耐久性。
第一节 木材用胶粘剂的概况

1.1 前言


1.2 发展趋势
1.3 木材用胶粘剂的应用
1.2 发展趋势



1.减少胶粘剂中游离醛的含量 2.功能性木材胶粘剂将得到较快发展。 3.对环境无污染及无毒的改性蛋白质胶 4.热熔胶和压敏型胶 5.利用森林资源来制造木材胶粘剂 6.无机胶粘剂 7.胶粘剂生产向集约化转化； 8.环保型胶粘剂将成为合成胶粘剂的主流； 9. 氯丁胶（俗称万能胶）产量下降。
四、机械性质：
1、随木材切面的方向而改变； 压缩强度的异向性：纤维轴向：半径轴向：切线 轴向＝6.5：1：1 弹性系数的异向性：纤维轴向：半径轴向：切线 轴向＝20：2：1 2、木材由于反复负荷作用的疲劳极限应力大约为 基本强度的1/2，各种强度一般随含水率的增加 而降低。
第三节 木材粘接的基本情况
橡胶、丁晴橡胶等）；天然高分子物质（淀粉、蛋白质和天然橡胶等）；
无机化合物（硅酸盐、磷酸盐等）等。有时，使合成树脂与合成橡胶相 互配合以改善胶粘剂的性能。
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1.2 胶粘剂的组成
2.固化剂
胶在流动状态下涂布并浸润被胶物表面，然后采用适当的方法使其 成为固体才能承受各种载荷，该过程称为固化。 固化可以是物理过程（如树脂溶剂的挥发、乳液的凝聚或热熔胶熔 融体的凝固），也可以是化学过程。固化剂的作用是使线性结构的树脂 转变成网状结构，从而实现固化过程。 固化剂的选择主要根据胶料分子结构中的特征集团的反应特性。不 同的胶料采用不同性能的固化剂。同种胶料采用不同的固化剂种类或用 量时，可产生性能差异悬殊的胶粘剂。

(1)粘接强度
粘接结构件的结构类型 ； 接头的受力情况 。

图2-5 粘接层所受应力的基本形式
（3）接头的耐久性
图2-6 木制品粘接中几种常用的粘接接头
第四节 影响木材粘接的各种因素
一、木材的相对密度：
木材树种和胶接强度大致取决于木材的相对密 度：一般胶接强度随相对密度的增大而升高； 但胶接耐久性较差，粘接更困难。
可抽提成分：油脂、树脂、精油、果胶、蛋白
抽提成分的副作用：
在粘接时候发生较明显的干扰、妨碍作用，在 胶粘剂的润湿、浸透、固化等粘接的各个过程中 都会产生复杂的影响。一般而言，抽提成分越多 的木材，难于充分润湿，粘接效果差。若对其表 面进行预处理，除去抽提成分，则润湿状况会得 到改善，胶接强度提高。
处理方法：



三、木材的含水率及干燥历程：
粘接之前预先把木材含水率控制在适当的 范围，且因所采用的胶粘剂而异，但含水率高 的木材在粘接时，固化时间往往需要延长。 若将木材置于温度比较高的情况下长期进行干 燥，木材表面会发生疏水化使润湿性恶化，应 预先喷以1%的硼砂或硼酸溶液可防止发生木材 表面的疏水化及防虫蛀。
1.3 木材用胶粘剂的应用






1、在胶合板中的应用 2、在刨花板中的应用 3、在纤维板中的应用 4、在细木工板中的应用 5、在装饰板中的应用 6、在家具制造中的应用 7、在木器中的应用 8、在建筑结构件的制造和内部装修中的应用
图2-1 刨花板的加工过程
第二节 木材的构造与性质
一、组织结构： 由各种细胞构成：管胞、 木纤维是细胞的主要部分，对 木材的性质产生决定性的影响。
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1.2 胶粘剂的组成
4.稀释剂与溶剂
是用于降低胶粘剂粘度的液体物质。其分子中含活性集团、可参
与固化反应的稀释剂为活性稀释剂；其分子中不含活性集团、在稀释 过程中不参加反应而只达到降低粘度的称为非活性稀释剂。一般：胶
接强度随稀释剂的用量增加而下降。
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1.2 胶粘剂的组成
5.填 料
一般填料不与胶料、固化剂等组分发生化学反应，它通常为中 性或弱碱性物质。其主要性能： 提高机械性能：无机填料如金属粉末、金属氧化物和矿物质等均可 提高胶粘剂的抗压强度、尺寸稳定性、降低收缩率。但也会降低胶粘剂 的剥离强度。橡胶中加入炭黑或碳酸钙可提高抗张强度、硬度和耐磨性 能。 赋予胶粘剂新的功能：加入银粉可制成导电胶；加碳基铁粉制作导 磁胶；加铜、铝粉可改善胶粘剂的导热性；加气相二氧化硅可改善胶粘 剂的变形等。 减小接头应力：固化反应通常是放热反应，填料可防止局部过热； 胶接过程常产生固化收缩，填料可以调节收缩率，减少因固化收缩产生 的龟裂。 改善操作工艺：通过填料的增稠可使胶粘剂获得触变性，适应垂直、 悬臵施工，可以调节固化速度，延长使用寿命，利于操作施工。 9
四、木材的纤维走向：
木材是一种三向（纤维向、切线向、半径向） 三断面（横断面、径切面、弦切面）的异向性材 料。对不同的方向、各种机械物理性质有显著的 不同。 在进行木材粘接加工的时候，粘接件的纤维 方向可以是互相垂直、互相平行或互相成某种角 度。 一般而言，纤维走向的角度越大，胶接强度 越低。
五、木材的抽提成分：
七、木材的表面状态：
木材表面的构造根据加工过程及加工方法、木材成分 的分布有所不同，具体情况比较复杂。 与其他材料类似，随着粗糙度的增加，表面积增加， 胶接强度增大（在适当的范围）。 处理好的木材平面最好是在尽可能短的时间内进行粘 接，否则结果是木材的润湿性和胶接强度降低。
八、胶粘剂的粘度：
粘度对胶粘剂的流动性、浸润性、涂布等 有重要的影响，应对 胶粘剂在涂布、堆积、热 压等各个过程中粘度的变化予以考虑，使之在 各个阶段有相应的适当粘度。
九、胶粘剂的表面张力：
影响胶粘剂的浸透及湿润，表面张力较低 的胶粘剂易于进行浸透及湿润，故可考虑在某 些胶粘剂中添加少量的表面活性剂以降低胶粘 剂的表面张力，使胶接强度得以提高。
十、胶粘剂的pH值：
对某些胶粘剂的适用期及固化时间一定的影 响，因而间接地影响胶接强度，但对木材粘接 的耐久性影响较大（会加速树脂的老化）。
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1.6 常用胶粘剂
二、酚醛树脂胶粘剂 酚醛树脂胶粘剂是由酚类与甲醛缩聚而成的合成树脂，在胶合板 及热压胶接部件粘接时使用水溶性品种，木制品室温固化时常使 用醇溶性品种，故带有乙醇的气味。酚醛树脂在室温条件下不固 化，必须加入苯磺酸、对甲苯磺酸等固化剂。它的耐水性、耐热 性、耐气候老化性都很好，用它制作的胶合板和木制品可用于室 外及潮湿的地方。酚醛树脂还可做为橡胶类胶粘剂和聚乙烯醇缩 醛胶粘剂的改性剂。主要用于生产耐水胶合板、装饰胶合板、湿 法纤维板制造，以及木材层积塑料等方面。

1.1 胶粘剂应具备的条件
上：对胶接体完全不能浸润的状态。
下：对胶接体完全浸润状态。
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1.1 胶粘剂应具备的条件
被胶接物破坏
内聚破坏
界面破坏
混合破坏
胶接接头破坏类型示意图。
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1.2 胶粘剂的组成
胶粘剂品种繁多，一般由不同的几种材料组成。
1.胶 料
也称为基料或主剂，是胶粘剂中的主要成分，决定了胶粘剂的基本 特性，也是区分胶粘剂类别的重要标志之一。一种胶粘剂一般由一种或 两种，甚至三种高聚物构成。胶料起胶接作用，要求有良好的湿润性和 胶接性能。 作为胶料的物质有：合成树脂包括热固性（酚醛树脂、脲醛树脂和 三聚氰胺树脂）、热塑性树脂（聚醋酸乙烯树脂等）和合成橡胶（氯丁
第十章 家具用胶粘剂
家具与木材用胶粘剂
定义：凡在某种特定条件下，能够将两个物体（相同或不同材料）
通过表面粘附作用紧密胶接在一起，使其具有足够强度的物质称为胶 粘剂（也即粘合剂或粘结剂）。 种类：无机胶粘剂和有机胶粘剂。 特点：可以粘接不同性质的材料；胶接速度快；胶接表面光滑。 应用：汽车、造船、木材加工、建筑、机械和航空工业及日用轻 工产品。
一般而言，胶粘剂的pH值不应低于3.5。
十一、粘接操作：
影响因素:涂胶量、堆放干燥、加压固化的压 力与温度等。 涂胶量：随木材的种类与表面状态而改变，与 涂布的方法也有一定的关系； 堆放干燥：时间及条件会影响到下一步加压固 化的周期与最终粘接强度。 加压固化压力与温度：压力应按照具体的木材 种类及表面状态进行选择，并且应当考虑胶粘 剂的品种及性能；选择的温度主要根据胶粘剂 快速固化的条件及快速蒸发胶料中的水分必须 的热量来决定的。
（相对密度低，镶嵌作用加强，内应力减少。）
二、木材的收缩膨胀率：
1、粘接体系内应力来源：

（1）胶层固化→体积收缩→收缩应力； （2）胶层与木材膨胀系数不同，在受热（冷）时产生 热应力。


若材料的收缩率差别太大，应事先采取使木材 的尺寸变化减少的措施，有：
（1）用酚醛树脂处理木材； （2)采用弹性优良的胶粘剂进行粘接; （3)往胶粘剂中加入易蠕动的物料； （4)加入适当填料； （5)选择适当固化工艺。
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1.3 胶粘剂的分类
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1.3 胶粘剂的分类
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1.3 胶粘剂的分类
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1.3 胶粘剂的分类
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1.6 常用胶粘剂
一、脲醛树脂胶粘剂 脲醛树脂胶分类
脲醛树脂胶的优点：胶接力好，固化速度快，高浓度时粘度低， 无色，与水能很好地混合，易于调制适当的粘度和浓度，价格 低，制造简便，用途广泛。缺点是：胶粘剂制造时使用甲醛， 在其胶接制品中有残存游离甲醛，对居室的微环境存在空气污 染，故在使用时，应选用游离甲醛含量符合国家标准的低毒脲 醛树脂胶。