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胶粘剂在实木家具生产中有什么应用?

时间:2010-6-15  作者:  来源:

胶合技术就是使用胶粘剂将物体牢固地接合在一起的工艺和技术,胶合技术在现代工农业生产中的应用十分广泛,在实木家具的生产中也离不开胶粘剂的应用,实木家具的制造过程中所涉及到的榫接合、指接、薄木模贴、拼板等工艺均离不开胶合技术,由此可见,胶粘剂在实木家具的生产中占有十分重要的地位。

  通过粘附作用,能使被胶接物结合在一起的物质称为胶粘剂。胶粘剂的种类很多,性质不一,木材是极性物质,要求胶粘剂也是极性物质,才能使木材与胶粘剂牢固胶接。木材工业上使用的胶粘剂约占全部胶粘剂产量60%左右,在实木家具生产中使用的胶粘剂主要有脲醛树脂胶(UF)、酚醛树脂胶(PF),主要特点和要求是性能优良、价格低廉、原料充足、无毒或低毒,它们分子量低,湿润性好,胶接强度高,并含有大量的反应性基团,能与木纤维产生化学吸附作用。其中脲醛树脂胶的耐水性、耐热性较好,但易老化。酚醛树脂胶的耐水性、、耐老化性、耐热性均优于脲醛树脂胶,但颜色较深,有一定的脆性。另外,聚醋酸乙烯脂乳液、环氧树脂乳液、聚酯树脂乳液、聚氨脂乳液、聚氨脂水乳液等也是实木家具生产中常用的胶粘剂,其中,聚醋酸乙烯脂乳液(PVAC)是实木家具生产中使用最广泛的乳液型胶粘剂,它又称乳白胶,室温固化较快,无毒,胶层透明且具有韧性,但其耐水性差。通过改性的水溶性异氰酸脂类乳液胶粘剂是一种优良的胶粘剂,在集成材、拼板材中得到了大量的应用,而且其用量在逐年增加。

  用胶粘剂将两个被胶接物牢固连接在一起的过程称为胶接。在实木家具部件的胶接过程中,木材表面发生了一系列的物理和化学变化,通过长期的研究形成了一系列的胶接理论。

  1机械胶接机理

  胶粘剂通过实木表面的管孔渗透到木材的细胞腔内,随着胶粘剂的固化或硬化,在其中形成许多的小钩子或胶钉,从而将两块实木胶接在一起。

  2吸附胶接机理

  认为胶接作用是胶粘剂分子与被粘物分子在界面层上相互吸附产生的,此时的胶接作用是物理吸附和化学吸附共同作用的结果,而物理吸附则是胶接作用的普遍原因。

  3扩散胶接机理

  在胶接界面上发生互溶,导致胶粘剂和被粘物分子通过相互扩散而形成牢固的接头。

  4化学键胶接机理

  胶粘剂与被粘物分子间产生化学反应而获得高强度的主价键结合,化学键力要比分子间力大得多。在胶接过程中主要是通过胶粘剂和被胶接物中的活性基团、偶联剂使胶粘剂与被粘物分子之间、在表面处理与获得的活性基团与胶粘剂之间形成化学键。以上的几种机理均只能反映胶合现象的某一个侧面,实际上,木材的胶合是几种作用力共同作用的结果。

  在实木家具生产中,胶合主要发生在榫接合、指接、拼板、薄木模贴等工序中。胶接工艺主要包括接头设计、表面处理、配胶和涂胶、固化和质量检测等。下面就这几方面的接合加以讨论。

  1榫接合中的胶合

  实木家具的樟接合主要有三种形式:方榫接合、(椭)圆榫接合、圆棒榫接合,如图1所示。在方榫和(椭)圆榫接合中,将胶粘剂涂于榫头的四周,同时在榫孔中也注入胶粘剂,然后将榫头插入榫孔,在榫头与榫孔之间形成一层连接膜,从而达到良好的接合效果,因此,在榫头与榫孔的加工中要采用-0.2-0.5mm的配合度,即榫头要比榫孔小0.2-0.5mm以在其间形成胶接层,如果过盈,即榫头比榫孔大,反而会降低接合强度,因为在装配时由于榫头过大将胶粘剂挤掉而失去了胶接作用。同时,相同截面的方榫与椭)圆樟比较,(椭)圆榫的胶合强度要比方榫的大,因为,(椭)圆榫的胶合面积要比方榫的大。

  圆棒榫按其表面有无纹理一般分为:光滑型、直纹型、斜纹型与网纹型等4种,其申光滑型的接合效果最差,斜纹型的最好,网纹型与直纹型的次之,因为斜纹型的斜纹中可以容纳较多的胶粘剂而形成密致的胶钉,且其斜纹还类似于螺钉的螺纹具有锁紧作用,网纹型虽然比斜纹型能容纳更多的胶粘剂,但密致的网纹破坏了圆棒榫本身的木质结构而降低胶合强度,

  2指榫接中的胶合

  指樟接是实木家具生产中重要的一道工序,它将小块的木料拼接成长的板材和方料,这样不仅做到了小材大用,而且还能消除材料的内应力,减少变形,在这一过程中胶粘剂起到了重要的作用。由于木材是一种多孔型材料,端部有许多粗大的导管等,吸附作用较大,如果直接在端部涂胶再胶合则难以达到较好的胶合强度。因此将其加工成指型榫,这样不仅增加了胶合面积,而且还将端面接合变成了斜面接合,更增加了接合强度。这种方法现在广泛地应用于集成材的生产中。

  3 拼板中的胶合

  拼板在实木家具的生产中占有重要的地位,大的板件和曲型零件的制作都可以靠拼板来完成的。胶拼的种类有很多,在实际生产中应用较多的有平拼、裁口拼、槽簧拼等几种,如图3所示。由于接合面积小,平拼的效果要差一些。槽簧拼的效果最好,为了增加接合强度,在拼板的胶合中,一般主张使用脲醛树脂胶,这样的接合强度要比乳白胶的大一些,而且耐水性也好,可以用作柜门、桌面等重要的零部件。

  4薄木模贴中的胶合

  为了提高珍贵木材的利用率,家具的曲线型边模贴和仿高档实木模贴工艺得到了长足发展。透胶是微薄木模贴加工中最容易发生的质量问题,除了对微薄木的处理之外,还要在胶水上作些技术处理,现在市场上有专门的贴面胶买。但它并不是适应于所有的微薄木,对于那些纹孔较粗的微薄木一样透胶。所以,在调胶时适当地加入一些填充剂以增加其固含量,这样不仅有利于防止透胶,还司以降低批量生产的成本。其次,涂胶量要适中,太多,易透胶,太少,则会粘合不牢。适度偏小,以90"120g/m2为宜。对于那些实在不好操作的,可以采用单面涂胶,即只在待模贴的工件上涂胶,微薄木上不涂胶,这样也有利于防止透胶。模贴时要用橡胶压块对模贴的面进行反复压贴,直至平整为止,然后加热以提高固化速度。对于那些变化较大的曲面主张采用能快速固化的两液胶,它可以在2"3min之内快速固化,这样也可以减少开胶现象,提高成品率。

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