胶粘剂与涂料之一绪论.ppt

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1、胶粘剂与涂料 胶粘剂与涂料是木材加工工业中，最为重要的化工材料，在木材加工生产与技术进步中发挥着举足轻重的作用。尤其是在木木材供给结构发生根本性变化的今天，利用速生材、间伐材、低质材及非木材植物纤维原料，通过胶接复合技术制备天然木材替代品，显得极为迫切。这一技术的发展，不但对复合技术中至关重要的胶粘剂提出了更高的要求，而且对表面装饰也同样有着较高的要求。全球森林的面积与8000年前相比，足足减少了80%。也就是说，每两秒钟，就有一片足球场大小的森林从地球上消失。在历史上，热带雨林有2450万平方公里的面积，主要位于南北回归线内。1900年以来，特别是二战后雨林减少的速度在加剧，现已失去59%以

2、上的原有雨林，幸存面积为1001万平方公里，覆盖了陆地总面积的6%7%，主要存在于三个区域：美洲、非洲、亚洲，其中最大的一块为美洲的亚马逊雨林，还有两块比较大的区域是：非洲的刚果雨林和亚太地区的天堂雨林。全球热带雨林以每年12万平方公里的速度在减少，相当于一个尼泊尔的面积，在过去的20 年间，仅亚马逊雨林就以每年29000平方公里的速度减少。按照这样的趋势，地球上的热带雨林再过几十年就会消失。雨林面积减少的同时，破碎化趋势十分明显，其特征是森林变得条块分割、没有连贯性，尤其在亚洲雨林区，如印尼、马来西亚、菲律宾的雨林已经变得支离破碎。破碎后的森林像海洋中的一个个“岛屿”,被周围的农用地或经济种

3、植园所隔离,使其内物种基因得不到有效交流,进而大大降低了保护的有效性。天堂雨林照片被砍伐的雨林被砍伐的雨林目前全世界森林总面积约为30多亿公顷，占全球总面积的27%。全球森林资源的分布很不均匀，其中俄罗斯、美国、加拿大和巴西等国的森林面积占了一半以上。上个世纪中叶以后，由于各种自然灾害以及人为的原因，全球森林面积不断缩小。50年代初期，世界人均森林面积为1.6公顷。目前人均森林面积不到0.6公顷。从森林蓄积量方面来看，全球总量大约为3864亿立方米，其中欧洲(含俄罗斯)和南美洲各占1/3.按人均占有量来比较，大洋洲第一，人均360立方米;南美洲第二，人均325立方米;北美洲和中美洲排行第三，约

4、为140立方米。从国家占有量来比较，前几名应为俄罗斯、巴西、澳大利亚、新西兰、巴布亚新几内亚以及加拿大和美国等。近些年来，原木产量及出口量最大的国家是俄罗斯，是我国很多地板企业的原材料来源。瑞典是世界上第二大锯材出口国，出口量达1100-1200万立方米。瑞典森林蓄积量约在30亿立方米左右。此外该国纸制品出口量也很大，世界排名第四。欧洲的奥地利、德国、芬兰等国也都是锯材出口大国。这几个国家每年锯材出口的合计总量约占全球锯材出口总量的1/5，而且这些国家的树材种都很优秀，像德国的橡木、奥地利的榉木、芬兰的云杉、葡萄牙的软木等出口历史悠久、颇负盛名，而且资源保护措施也十分周全。全球森林主要集中在南

5、美、俄罗斯、中非和东南业。这4个地区占有全世界60%的森林，其中尤以俄罗斯、巴西、印尼和民主刚果为最，4国拥有全球40%的森林。日本67%，韩国64%，挪威60%左右。瑞典54%，巴西50-60%，加拿大44%，德国30%，美国33%。法国27%，印度23%，中国10%(2012)。中国历史上曾经是一个多林的国家,经考证分析在4000年前的远古时代，森林覆盖率高达60%以上。但是随着历史的发展，森林资源日趋减少。到2200年前的战国末期降为46%，1100年前的唐代约为33%，600年前的明代之初为26%，1840年前后约降为17%，新中国成立前夕降为12.5%。人造板工业是高效利用森林资源的

6、重要产业，是保护生态环境资源、推进森林持续利用和发展的重要战略手段。从应对全球气候变化、自然资源可持续利用和人类生活需求偏好来看，人造板工业仍将长期居于加工业中的新兴和朝阳产业地位。进入21世纪以来，世界人造板产量以年均7%的速度持续增长，2007年产量超过2.8亿立方米。受全球金融危机的影响，2008年人造板产量下挫6.36%，但随着新兴经济体、特别是金砖四国经济在全球金融危机中逆市强劲发展，人造板工业在亚洲、特别是中国的强劲拉动下，2009年全球产量回升了5个百分点，重新步入快速发展轨道。2010年世界人造板产量再创历史新高，超过3亿立方米。近十年来，全球刨花板年产量始终保持在1亿立方米左

7、右，金融危机前，年均增长4.78%，2007年产量高达1.11亿立方米。受危机冲击，三年来刨花板产量不断下滑，2010年降到9000万立方米左右。2009年全球刨花板、胶合板、中密度纤维板三大板比例为40：35：25，2010年在中国胶合板产量增长60%的冲击下，三大板比例调整为35：38：27，但刨花板依然是全球人造板生产的主要品种。胶合板受金融危机影响最大，2008年产量下降9.45%，但在亚州经济复苏的带动下迅速反弹，2010年产量达到1亿立方米，超过刨花板成为第一大板种。中密度纤维板受金融危机影响不大，进入21世纪以来一直持续平稳增长，年均增长率高达11.8%，全球产量从2001年的2

8、362万立方米提高到2010年的7000万立方米，十年增长了近两倍。木材工业基本工艺特征:先分后合2000年以来的十年间，中国锯材和人造板高速发展，产量纪录不断刷新，产值年年上升，年平均增长率达到26.4%，增长速度世界排名第二(越南排名第一)。随着中国经济总量在世界排名的逐步提高，中国人造板在国际市场的地位也逐渐巩固。特别是近几年，中国人造板产量占全球人造板总量的比例越来越高，从2005年的25%一直飙升到2010年的51%。“十一五”期间，在我国经济快速持续平稳发展带动下，我国人造板产量、质量及生产装备水平都有了较快提升，尽管内需不断增长，但人造板进口量和进口额占全球总量的比例却一直在小幅

9、平稳下降，进口量由2005年的6.05%降到2009年的4.26%，进口额从2005年的4.68%降到2009年的3.24%。2009年，我国进口人造板262.79万立方米，进口额7.69亿美元，平均单价292.74 立方米。五年来，全国累计进口人造板1820.87万立方米，进口额56.39亿美元。由于内需增加，近五年我国人造板出口量占全球人造板贸易总量的比例，在2007年出现27.81%的峰值后有所下降，而出口额占全球比例则持续上升，从2005年的8.88%提高到2009年的14.69%。由于中国进口的人造板中价格偏低的刨花板居多，而出口的人造板以价格较高的胶合板和纤维板为主，加之近两年人民

10、币对美元持续升值，因此在出口量略有下降的情况下，中国人造板出口额占全球总出口额比例仍保持小幅上升。2009年全国出口人造板851.23万立方米，出口额36.27亿美元，平均单价426.1 立方米，高于进口平均单价130多美元。五年来，我国累计出口人造板5043.25万立方米(约占生产总量的10%)，是进口总量的2.77倍，出口额198.35亿美元，是进口总额的3.52倍。中国人造板工业在国家相关优惠政策鼓励下，经历了从引进、消化吸收，到颠覆传统工艺、不断创新发展的过程。上世纪七十年代引进的意大利杨树品种和我国自行研制的无卡轴旋切机，以及国内农村大量的廉价劳动力，为我国人造板工业的快速发展立下了

11、汗马功劳。自2005年首次排名世界第一以来，中国人造板产量就一路飙升，2010年更是大步跨越，以33.03%的惊人速度，达到1.54亿m3。中国已成为令人瞩目的世界人造板超级大国。我国人造板制造业一直保持着高速发展势头，成为了世界上人造板产量最大的国家。据国家林业局统计，我国人造板产量已从2000年的2002万m3，增长至2012年的22336万m3（其中：刨花板 2350万m3，纤维板5800万m3，胶合板10981万m3），年均增长率超过20%；而广西人造板产量2012年高达2297万m3，居全国第三位；2012年我国还生产装饰板2.86亿m2，比2011年增长4%。但我国森林覆盖率总体来

12、说较低，木材资源严重不足，木材产量严重缺少。国家林业局公布的第七次全国森林资源清查结果显示，全国森林面积1.95亿hm2，森林覆盖率20.36%。胶粘剂与涂料是木材加工工业中最为重要的化工原料，它们在木材加工生产与技术进步中发挥着举足轻重的作用，特别是在世界优质天然木材资源锐减，我国全面启动天然林资源保护工程后，木材供给结构发生了根本性的变化。利用速生材、小径材、间伐材、低质材以及非木材植物纤维原料，通过胶接复合技术制造人造板、材是解决木质材料供给问题的有效途径，这些都离不开胶粘剂与胶接技术。到目前为止木材加工业是使用胶粘剂最大的工业部门。合成树脂胶粘剂在木材加工领域中的应用，极大地提高了木材

13、的综合利用率和使用价值。胶粘剂是木材工业技术进步与发展水平的标尺，是决定人造板工业发展水平的一个关键环节。天然林保护工程规划期为2000年至2010年，总投资962亿元，其中中央投资784亿元，地方配套178亿元，建设任务包括两大部分：一是使长江上游、黄河上中游地区的9.17亿亩森林得到切实保护，年减少商品木材产量1239万立方米，新增森林面积1.3亿亩，森林覆盖率由17.52%提高到21.24%，明显改善这一地区的生态环境。二是东北、内蒙古等重点国有林区年调减商品木材产量751.5万立方米，使4.95亿亩森林得到有效管护。随着天然林资源保护工程的实施，74.1万富余森工职工将得到妥善分流和安

14、置，实现森工企业的战略性转移。人造板普遍使用脲醛(UF)、酚醛(PF)和三聚氰胺甲醛(MF)树脂木材胶粘剂，而UF价格与性能优势，占总量的90左右，2012年我国UF胶粘剂生产量在3340万吨以上。在广西，木材加工产业已成为广西重点优先发展的14个千亿元产业之一，2012年人造板产量已达2100万m3，占我国总产量的7.3，人造板UF用胶量高达250万吨。从木材资源的情况来看，采用人工林生产人造板，是目前解决木质材料供需矛盾的最好的办法，这样导致了对胶粘剂的大量需求。胶粘剂的质量水平，很大程度上反映了一个国家木材加工的水平。因此：胶粘剂在木材加工工业中，有着举足轻重的地位。1.胶粘剂的定义胶粘

15、剂是一类单组分或者多组分的，具有优良粘接性能的，在一定的条件下能够使被胶接材料通过表面粘附紧密地胶合在一起的物质。能将同种或两种或两种以上同质或异质的制件（或材料）连接在一起，固化后具有足够强度的一类物质，统称为胶粘剂或粘接剂、粘合剂、习惯上简称为胶。粘接：是借助胶粘剂通过表面作用将材料连接起来的一种方法。粘附:两个表面依靠化学力、物理力或两者兼而有之的力结合在一起的状态。按来源分为天然、合成两类。按应用方法可分为热固型、热熔型、室温固化型、压敏型等；按应用对象分为结构型、非结构型或特种胶接按固化形式可分为溶剂挥发型、乳液型、反应和热熔型四种；按化学成分来分类，如环氧树脂类、聚氨酯类、有机硅类

16、、聚酰亚胺类等热固性胶粘剂；聚丙烯酸酯类、聚甲基丙烯酸酯类、甲醇类等热塑性胶粘剂；还有如酚醛-环氧型等改性的多组分胶粘剂。按主要成分分为有机类、无机类。按外观分类，可分为液态、膏状和固态三类。按组分分类：单组分，双组分，反应型。固化方式固化方法胶粘剂品种溶剂挥发型溶剂型水淀粉、CMC（羧甲基纤维素）、PVA有机溶剂氯丁二烯橡胶溶剂型、聚醋酸乙烯乳液型聚醋酸乙烯酯乳液化学反应型两液型催化剂型脲醛树脂、三聚氰胺树脂加成反应型环氧树脂、间苯二酚树脂交联反应型水性高分子异氰酸酯系、反应型乳液一液型热固化型加热固化型酚醛树脂、三聚氰胺树脂抢夺反应型聚氨酯树脂、-烷基氰基丙烯酸酯其它反应型光化学反应型树脂、厌氧性固化树脂冷却冷凝型骨胶、热熔胶按按胶粘剂的胶粘剂的物理表观形态分类物理表观形态分类 水溶液：聚乙烯醇、纤维素、脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、硅酸钠 非水溶液：硝酸纤维素、醋酸纤维素、聚醋酸乙烯、氯丁橡胶、丁腈橡胶 乳液（胶乳）：聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶 无溶剂型：环氧树脂、聚酯丙烯酸、-氰基丙烯酸酯 粉状：淀粉、酪素、聚乙烯醇氧化铜、PF、UF 片、块状：