無甲醛生質黏著劑技術

 

刊登日期:2015/7/5
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木材黏著劑使用量非常大,佔所有黏著劑一半以上,而目前木材黏著劑採用脲素-甲醛樹脂、酚醛樹脂及美耐皿膠等,皆有甲醛氣體釋放問題,嚴重影響人體健康。本文將對現今板材使用量、木材黏著劑種類及板材種類作介紹,並對國內外無甲醛黏著劑發展現況做整理,同時介紹工研院材化所無甲醛生質黏著劑之研發現況。

板材使用量、木材黏著劑種類
全球板材使用量至2011年約10億m3,中國隨著經濟高度成長,國民所得提高及建築堅固要求度提高,成為全世界最大板材製造輸出國及進口國,佔全球的一半左右。


圖五、板材種類

以現今木材黏著劑而言,有80%以上皆採用脲素-甲醛樹脂,其耐水等級為Type II,供室內使用;少量酚醛樹脂及美耐皿膠,其耐水等級為Type I,供戶外使用。

脲素-甲醛樹脂黏著劑在台灣每月的使用量即達3,000噸,國外使用量更是驚人,這些黏著劑已被廣泛使用超過50年以上,這些樹脂無論在製造過程或成品階段,因為樹脂硬化機制皆會釋放出甲醛氣體,而且釋放時間可能延續至木材製作成傢俱後十幾年之久,嚴重影響到環境污染以及危害到人體健康,所以國內外逐漸朝向無甲醛木材黏著劑開發,雖然目前取代量還未明顯放大,但有逐年上升的趨勢。

國內外無甲醛黏著劑發展現況
在國外方面,美國俄勒岡州立大學(Oregon State University)李開暢(Kaichang Li)教授開發之無甲醛木材黏著劑,其黏著劑組成是以大豆為主體,並將其技術轉移給Hercules公司生產木材黏著劑,再由Columbia Forest合板廠生產合板註冊商標為PureBond販賣,目前販賣量已經超過5億片。(本文也針對李開暢教授的專利做整理分析)

在國內方面, 申豐公司開發之無甲醛黏著劑為採用水溶液之乳膠,搭配一Vinyl Urethane系架橋劑,與一般木材持有優良接著力,適用於F0無臭合板等。茂系亞公司則是以熱塑性聚合樹酯取代傳統脲素-甲醛黏著劑於單板間,再利用200˚C以上高溫高壓製程將合板製造而成,製程與現今合板製程不同且成本較一般脲素-甲醛黏著劑貴。

工研院無甲醛生質膠研發現況
工研院材化所(MCL)於102年接受經濟部委託,開發無甲醛生質木材黏著劑(圖九),採用技術以纖維素衍生物為主體,搭配一水相硬化劑,除了同時具備高黏著力與高耐水性質外,更有製程簡易及低成本的優點。材化所於103年持續努力研發,其無甲醛生質木材黏著劑耐水性由Type II(70˚C溫水浸水剝離測試)提升至Type I(反覆煮沸浸水剝離測試)……以上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文


圖九、材化所開發之無甲醛生質黏著劑

作者:陳曼玲、詹德照/工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」343期,更多資料請見下方附檔。


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