脲醛樹脂膠耐水性差的原因,是由于固化后的樹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脂膠耐水性能較差。
脲醛樹脂膠的耐水性主要是指其膠接后的制品,在使用時經水分或濕氣作用下,能保持其膠接性能的能力。通常脲醛樹脂膠比天然的蛋白質等膠耐水性好,但比酚醛樹脂膠、三聚氰胺樹脂膠要差,尤其表現在耐熱水(大于70℃)和沸水時,在干、濕條件反復的作用或高溫、高濕下,木材的粘接強度下降很快,縮短了使用期限,使使用范圍受限。因此,人們一直在努力,根據不同的應用場所與要求,對脲醛樹脂膠粘劑進行改性。
現在對耐水性能的改進方法,主要是通過共混與共聚或加入填料等來實現。共混與共聚并用有時效果會更高。
共混方法是加入聚乙烯醇縮甲醛、聚醋酸乙烯酯、丙烯酸酯、環氧樹脂等。
共聚方法是在合成樹脂時加入苯酚、三聚氰胺酸性鹽、間苯二酚、苯胺、異氰酸酯等,進行化學改性。研究實驗表明:環狀結構的物質其耐水能力比亞甲基二脲要高出200倍。因此脲醛樹脂中引入環狀結構或其衍生物,對提高膠粘劑的耐水、耐老化性能及穩定性都十分有益。
如將三聚氰酸胺加入脲醛樹脂中,由于形成三維網狀結構,可以封閉親水基團,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、縮短固化時間,或減少固化劑用量。加入苯酚制成的改性脲醛樹脂在提高耐水性能的同時,還可以制成不需脫水的樹脂,所配膠液亦可達到木材粘接強度的指標,降低了制造成本。近年來,加入異氰酸酯改性脲醛樹脂耐水性能也很流行,能有效提高其耐水性能,特別是對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。實驗證明加入1%的草木灰和20%的氧化淀粉對脲醛樹脂的改性效果最佳。