《胶粘剂与涂料》教学大纲.docx
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《胶粘剂与涂料》教学大纲
《胶粘剂与涂料》教学大纲
课程类别：
C
课程代码：
10
修读专业：
木材科学与工程（本科）
总学时：
48（其中讲课：
32，实验：
16）
学分：
2.5
实践教学：
一周
大纲文本
一、课程的主要内容
本课程是木材科学与工程本科专业学生的专业必修课。
课程的主要章节内容如下：
（一）胶粘剂
1.绪论
木材胶粘剂在木材加工工业中的重要意义；木材胶粘剂的发展历史及趋向；学习本课程的目的和要求
2.木材胶接基础
2.1胶接的各种理论
吸附理论、机械结合理论、扩散理论、静电理论、化学键理论。
2.2胶接界面化学
固体表面上液体的平衡、胶接张力、临界表面张力、胶接功、界面张力，胶接功、胶接张力及界面张力的最适宜条件，界面化学尺度和胶接强度的关系。
2.3胶接流变学与胶接破坏
胶接过程中的流变学；
胶接破坏：
胶接破坏原理，胶接破坏类型；
胶接耐久性：
水分的作用，热氧化作用和应力作用。
2.4胶接与木材相关的因素
密度和树种，湿润与湿润性，含水率，胶接面的纹理与纤维方向，表面粗糙度与加工精度，抽提物，木材缺陷与生产特征，被胶接面的污染及其他。
2.5胶接与胶粘剂相关的因素
分子量及其分布、粘度、浸透性、极性、pH值和胶接层的厚度。
2.6胶粘剂的基本条件
胶粘剂的湿润性，分子量及其分布，胶粘剂的pH值和极性。
2.7木材胶粘剂的选择
按木材胶接制品的要求选择，按胶粘剂使用特性选择。
2.8胶粘剂的组成与分类
组成：
胶料，固化剂，增塑剂与增韧剂，填料，稀释剂与溶剂，偶联剂及其他助剂。
分类：
按固化方式，物理表观形态和主要化学成分分。
3.氨基类树脂胶粘剂
3.1脲醛树脂胶粘剂
脲醛树脂胶粘剂简介：
发展历史，特点及应用。
合成脲醛树脂的原料：
尿素，甲醛。
脲醛树脂的形成原理：
尿素和甲醛的加成反应，缩聚反应和固化反应。
影响脲醛树脂形成和性能的因素：
尿素与甲醛的摩尔比，反应介质的pH值，反应温度，反应时间，原材料质量（尿素质量与甲醛质量）。
脲醛树脂的合成工艺：
原料计算，树脂反应程度的控制，工艺类型的选择，浓缩与不浓缩的选择，脲醛树脂合成实例。
脲醛树脂的调制：
固化剂，助剂，脲醛树脂调制实例。
脲醛树脂胶粘剂改性：
提高耐水性，改善老化性，降低游离甲醛含量。
3.2三聚氰胺树脂胶粘剂
三聚氰胺树脂胶粘剂简介：
性能特点与应用。
合成三聚氰胺树脂的原料：
三聚氰胺。
三聚氰胺树脂的合成原理：
三聚氰胺与甲醛的加成反应，缩聚反应。
影响三聚氰胺树脂形成和质量的因素：
三聚氰胺与甲醛的摩尔比，反应介质的pH值，反应温度。
三聚氰胺树脂的合成工艺：
合成实例，性能指标及应用。
三聚氰胺树脂的改性
3.3三聚氰胺—尿素—甲醛共缩聚树脂胶粘剂
概况
性能及应用
合成原理
合成工艺
4.酚醛树脂胶粘剂
4.1概述：
发展历史，特点及应用。
4.2合成酚醛树脂的原料
苯酚，甲酚，二甲酚，间苯二酚
醛类：
甲醛等。
4.3酚醛树脂的形成原理
热固性酚醛树脂的合成原理
热塑性酚醛树脂的合成原理
高邻位热固性酚醛树脂合成原理
间苯二酚甲醛树脂的合成原理
4.4酚醛树脂的固化
酚醛树脂固化反应的历程
影响酚醛树脂固化反应速度的因素
4.5影响酚醛树脂形成和性能的因素
原料：
官能度，取代基的位置，原料质量。
酚与甲醛的摩尔比：
树脂反应速度与摩尔比的关系，树脂固化速度与摩尔比的关系，三羟甲基酚含量与摩尔比的关系，树脂平均分子量与摩尔比的关系，树脂质量与摩尔比的关系。
催化剂：
碱性催化剂，酸性催化剂，金属离子催化剂。
反应温度和反应时间
4.6酚醛树脂的合成工艺
原料用量的计算
合成工艺类型的选择：
缩聚次数的选择，催化剂的选择，缩聚温度的选择，浓缩与未浓缩处理。
酚醛树脂的合成工艺：
水溶性酚醛树脂，醇溶性酚醛树脂，高邻位酚醛树脂，间苯二酚树脂，苯酚-间苯二酚共缩合树脂，冷固化酚醛树脂。
酚醛树脂调制
4.7酚醛树脂胶粘剂的改性
酚醛树脂的改性方法：
化学改性，物理改性，综合改性。
几种重要的改性酚醛树脂：
酚醛-缩醛树脂胶粘剂，酚醛-丁腈橡胶胶粘剂，苯酚-三聚氰胺共缩合树脂，降低酚醛树脂的固化温度和固化时间。
5.烯类高聚物胶粘剂
5.1概述
5.2聚乙酸乙烯酯乳液胶粘剂
原料：
乙酸乙烯酯（醋酸乙烯酯），分散介质，引发剂，乳化剂，保护胶体，调节剂，缓冲剂，增塑剂，冻融稳定剂，防腐剂，消泡剂。
聚乙酸乙烯酯的合成原理：
链引发，链增长，链终止，链转移。
乳液聚合的机理：
聚合场所，成核机理，聚合过程。
几种新型的聚合乳液：
核壳结构乳液，无皂型乳液，超微粒乳液。
影响聚乙酸乙烯酯乳液质量的因素：
乳化剂的影响，引发剂用量的影响，搅拌强度的影响，反应温度的影响，其他影响因素。
聚乙酸乙烯酯乳液的合成工艺：
合成工艺的特点，合成工艺实例。
聚乙酸乙烯酯乳液的应用及其改性
聚乙酸乙烯酯乳液的进展：
降低乳液中的残留单体，生成接枝预聚体，乳液的稳定性与接枝，由乳液制造多孔性薄膜。
5.3聚乙酸乙烯酯共聚乳液胶粘剂
概述：
分类，应用
乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液胶（EVA）：
EVA的合成，性能与应用。
乙酸乙烯酯-羟甲基丙烯酰胺共聚乳液胶（VNA）：
合成，性能与应用。
其他乙酸乙烯酯共聚乳液胶
5.4丙烯酸脂类胶粘剂
概述：
分类，性能与特点，应用。
α-氰基丙烯酸酯胶粘剂：
性能，单体的合成和胶的制备，应用。
丙烯酯酯压敏胶粘剂：
性能，基本配方组成，合成，应用。
6.热溶性树脂胶粘剂
6.1慨述
性能特点
用途
6.2热溶胶的组成及其作用
基本聚合物
增粘剂
蜡类
填料
增塑剂
抗氧剂
6.3热溶胶的主要性能
熔融粘度（或熔融指数）
软化点
热稳定性
晾置时间
6.4热溶胶的应用
乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂热熔胶（EVA热熔胶）：
性能，应用，配方，改性。
乙烯-丙烯酸乙酯共聚树脂热熔胶（EEA热熔胶）
聚酰胺树脂热熔胶
聚酯树脂热熔胶
新型热熔胶：
反应型热熔胶，水分散型热熔胶，再湿型热熔胶，热熔压敏胶。
6.5热溶胶的制备工艺
釜式生产
挤出法生产
7.橡胶类胶粘剂
7.1概述
7.2氯丁橡胶胶粘剂
氯丁橡胶胶粘剂的性能
氯丁橡胶胶粘剂的主要成分及作用：
氯丁橡胶，硫化剂，防老剂，填料，酚醛树脂，溶剂。
氯丁橡胶胶粘剂的制备：
混炼法，浸泡法。
氯丁橡胶胶粘剂的应用
氯丁乳液橡胶胶粘剂（氯丁胶乳液胶）的组分及作用：
主要组分，配方及制造工艺。
7.3丁晴橡胶胶粘剂
丁腈橡胶胶粘剂的性质
丁腈橡胶胶粘剂的主要成分及作用：
丁腈橡胶，树脂，硫化剂及硫化促进剂，防老剂，填料，增塑剂和软化剂，增粘剂，溶剂。
丁腈橡胶胶粘剂的制备：
配方，配制工艺。
丁腈橡胶胶粘剂的应用
8.聚氨脂胶粘剂
8.1慨述
聚氨酯胶粘剂的性质
聚氨酯胶粘剂的分类：
按成分和固化方法分，按组成不同分。
8.2异氰酸脂及其反应
常用的异氰酸酯：
甲苯二异氰酸酯（TDI），4，4ˊ-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），多亚甲基多苯基多异氰酯酯（PAPI）。
异氰酸酯基的化学反应：
与活泼氢的加成反应，异氰酸酯化合物的聚合反应，异氰酯酯的开环加成反应。
8.3聚氨脂树脂的形成
形成机理
配方举例
8.4聚氨脂树脂的固化
单组分预聚体胶的固化
双组分预聚体胶的固化
8.5水性高分子异氰酸脂胶粘剂
API的形成原理
API的组成及特点
API的应用
9.环氧树脂胶粘剂
9.1概述
环氧树脂的特性
环氧树脂的用途
9.2环氧树脂的合成原理
原料：
环氧氯丙烷，二酚基丙烷。
合成原理
9.3环氧树脂的固化
环氧树脂固化剂的分类：
按固化反应类型分类，按固化温度分类，按固化剂结构分类。
胺类固化剂：
胺类固化剂的性能，固化原理。
酸酐类固化剂：
酸酐类固化剂的性质，固化原理，催化剂。
合成类固化剂：
合成类固化剂的性质，固化原理。
9.4环氧树脂添加剂
增韧剂和增塑剂
稀释剂
填料
9.5环氧树脂的应用
调胶：
配方，调胶工艺。
胶接条件：
涂胶，固化。
在木材工业中的应用
10.不饱和聚酯胶粘剂
10.1概述
10.2主要原料
二元醇，不饱和二元酸，饱和二元酸，交联剂，阻聚剂
10.3不饱和聚酯树脂合成原理
10.4不饱和聚酯树脂的固化
引发体系，固化过程
10.5不饱和聚酯树脂的合成工艺
10.6不饱和聚酯树脂胶粘剂的应用
聚酯玻璃钢，纸质塑料板
11.天然胶粘剂
11.1木素胶粘剂
概述，木素的特征
未改性木素胶粘剂：
直接利用，与酚醛树脂等混合。
化学改性木素胶粘剂：
羟甲基化改性，酚化改性，羟丙基化改性，环氧化改性，聚氨酯化改性。
11.2单宁胶粘剂
单宁的特性：
水解类单宁，凝缩类单宁。
类黄酮的化学反应特性：
凝缩类单宁与甲醛的反应，间苯二酚化反应，单宁的聚氨酯化。
单宁胶的制备与应用
11.3木材原料胶粘剂
11.4蛋白质胶粘剂
皮骨胶与明胶：
特性，调制，应用及改性。
酪蛋白胶
其他蛋白质类胶粘剂：
血胶，豆胶。
11.5淀粉胶粘剂
淀粉，糊精
11.6纤维素类胶粘剂
纤维素酯，纤维素醚
11.7无机胶粘剂
无机胶粘剂的性质与分类：
热熔型，气干型，水固化型，化学反应型。
硅酸盐水泥：
组成与品种，应用。
石膏：
石膏的性质，应用。
12.制胶车间工艺设计基本知识
12.1工艺设计的基本原则与要求
制胶车间工艺设计的基本原则
对制胶车间各部分工艺设计的要求：
对厂房建筑的要求，对合成树脂车间内部设施的要求，对管道布置及颜色的要求，对供水供汽的要求，对化工物料贮存的要求。
12.2主要设备及工艺参数
反应釜（反应锅）：
反应釜釜体，搅拌器，轴封，传动装置。
冷凝器
真空泵
其他辅助设备（附管道）
12.3工艺流程
间歇法工艺流程，预缩合间歇法工艺流程，连续法工艺流程
12.4合成树脂生产的自动化控制
液位定量控制系统
pH值自动控制系统
升温控制及温度记录调节系统：
升温控制系统，温度记录系统。
其他自动化控制
12.5合成树脂生产的废水处理
12.6冷却水的回收利用
（二）涂料
1.慨述
1.1木材加工用涂料与涂饰技术
木材加工用涂料与涂饰技术的发展历程：
涂料的发展，涂饰技术，涂饰机械，木材着色与着色剂。
木质材料涂饰存在的主要问题
未来的涂料与涂饰技术
1.2涂料的组成
成膜物质：
植物油，树脂。
着色材料：
颜料（颜料的特性，种类，着色颜料，体质颜料），染料。
溶剂：
性质与作用，品种。
助剂
1.3涂料的分类
标准分类：
18大类。
习惯分类：
按贮存的组分数分，按涂膜性状分，按挥发分特点分，按固化特点分，按涂装工程的层次分。
1.4涂料的性能
施工使用性能：
颜色与透明度，粘度与固体份含量，干燥时间。
涂饰保护性能：
附着力，硬度，柔韧性，耐液性，耐温变性，耐寒性。
装饰性能：
光泽与保光性，色泽与保色，清漆透明度。
2.涂料品种
2.1油性漆
清油，厚漆，油性调合漆，酚醛树脂漆
2.2天然树脂漆
虫胶漆，大漆
2.3醇酸树脂漆
概述
醇酸树脂的组成
醇酸漆的性能与应用
2.4硝基漆（NC）
概述
硝基漆的组成：
硝化棉，合成树脂，增塑剂，颜料，溶剂与稀释剂。
硝基漆的性能
硝基漆的应用
2.5聚氨酯漆（PU）
概述
聚氨酯漆的组成
聚氨酯漆的性能
聚氨酯漆的应用
2.6不饱和聚酯漆（PE）
概述
不饱和聚酯漆的组成
不饱和聚酯漆的固化
不饱和聚酯漆的性能
不饱和聚酯漆的施工与应用
2.7光敏漆
概述
光敏漆的组成与固化原理
光敏漆的特点
光敏漆的种类
光引发剂
光敏漆的应用
二、课程实验
1.标准溶液的配制和标定
2.甲醛含量的测定
3.脲醛树脂胶粘剂的制造
4.酚醛树脂胶粘剂的制造
5.胶粘剂外观、密度的测定
6.树脂粘度的测定
7.树脂pH值的测定
8.树脂固体含量的测定
9.树脂水混和性的测定
10.脲醛树脂固化时间的测定
11.脲醛树脂适用期的测定
12.游离甲醛含量的测定
13.树脂贮存稳定性的测定
14.游离苯酚含量的测定
15.可被溴化物含量的测定
16.树脂羟甲基含量的测定
三、实践教学
1.车间或生产企业（公司）概况
车间或生产企业（公司）的生产规模、产品种类及用途；原材料的种类、来源途径、供应情况和购买价格；原料及辅助材料的贮存及贮存量。
2.胶粘剂的制造
各种胶粘剂的配方及原料投料量计算，各种胶粘剂的制造工艺过程，要详细了解投料方式、原材料计算、温度调节、pH值控制、脱水时间、终点测定等知识，制胶主要设备的类型、用途、结构及技术特性，胶粘剂制造过程中易出现哪些质量问题，如何控制。
以及胶粘剂制造过程中所用到的设备及其控制技术等。
3.胶液贮存
胶液贮存的注意事项，胶液贮存设备。
4.化验
化验室主要设备及化验项目，原材料质量分析方法及指标，各种胶粘剂的质量指标及测定方法。
5.胶粘剂的应用
胶粘剂的应用领域、用途和用法。
四、推荐教材及参考书
1.推荐教材：
顾继友主编.胶粘剂和涂料.北京：
中国林业出版社，1999.5
2.参考书：
李兰亭主编.胶粘剂与涂料.北京：
中国林业出版社，1992
夏志远主编.木材工业实用大全（胶粘剂卷）.北京：
中国林业出版社，1996
A.皮齐主编.木材胶粘剂化学与工艺学.北京：
中国林业出版社，1992
Ю.Г.多罗宁等著.木材工业用合成树脂.北京：
中国林业出版社，1984
郑志锋，阮虎昌主编.胶粘剂实验指导书（本科）
大纲说明
一、本课程的性质及要求
学习本课程后，对胶粘剂方面要能合理的选择胶粘剂；正确地使用胶粘剂及妥善地储存胶粘剂。
由于我国目前具有一定规模的木材加工工厂均有合成树脂制造车间，因此学习本课程的任务要解决胶粘剂合成的一般理论、质量分析；制造工艺及应用的问题。
对涂料方面，在全面了解常用木材涂料和应用的基础上，根据木制品的要求正确合理的选用以满足加工要求。
二、本课程和其它课程的关系
本课程为基础专业课，它是以有机化学为基础，建立在高分子化学理论基础上的一门应用性质的科学。
他与其它课程如人造板制造工艺学、人造板表面装饰、木制品加工工艺等有着密切的联系。
它直接影响到人造板、表面装饰和木制品的产量和质量，起着极为重要的作用，因此必须在学习本课程的基础上才能更好解决人造板、表面装饰及木制品中的有关问题。
三、各章内容的重点和深广度
（一）胶粘剂部分
1.胶接基础：
重点讲述木材胶合理论、胶接界面化学、影响胶合的因素、组成与分类。
2.氨基树脂胶粘剂：
重点讲授脲醛树脂的形成机理、影响树脂形成和性能的因素，制造工艺的特点、脲醛树脂胶粘剂的调制，一般介绍脲醛树脂的改性；其次讲述三聚氰胺的生成机理、影响树脂形成和性质的因素和改性。
介绍共缩聚树脂形成机理及应用。
3.酚醛树脂胶粘剂：
重点讲授酚醛树脂的生成机理，制造工艺特性和应用；简要介绍酚醛树脂的改性和其它酚醛树脂胶粘剂。
4.烯类高聚物的胶粘剂：
重点讲聚醋酸乙烯脂乳液的性质应用和改性，一般介绍聚醋酸乙烯脂共聚乳液生产反应和制造工艺。
5.热熔型胶粘剂：
重点讲热熔型胶粘剂的特点及EVA树脂的性质、配方和应用；简要介绍其他热熔型树脂胶粘剂。
6.橡胶类胶粘剂：
重点讲氯丁橡胶胶粘剂的特性和应用；对丁腈橡胶胶粘剂的特性和应用作一般介绍。
7.聚氨脂胶粘剂：
重点讲聚氨脂胶粘剂的特性和应用。
8.天然胶粘剂：
重点讲木素及单宁胶粘剂，一般介绍其他天然胶粘剂。
9.其他胶粘剂属常识性介绍。
10.合成树脂制造车间设备:
自学合成树脂制造车间的要求及各种主要设备。
（二）涂料部分
概论：
重点讲述木工涂料应具备的性质，选用原则和木工涂料的组成和各组成的作用。
简要介绍涂料的分类和性质；涂料品种，主要介绍各种的特性及应用。
（三）实验目的和要求
通过实验加深和补充课堂讲授的知识；使学生掌握所常用的仪器设备；掌握胶粘剂的性能和检验方法，实验课时共16学时，同时安排一周时间到工厂参观实习。
要求对氨基树脂、酚醛树脂的合成及其性质的测定做实验。
（四）课外作业
为了加深课堂讲授知识的理解，另外由于本课程目前学时较少，内容较丰富，可通过课外作业加深、加宽对胶粘剂和涂料讲授不足的部分。
四、学时分配的建议
总学时：
48学时
序号
课程内容
学时数
1
绪论
2
2
胶接基础
4
3
氨基类树脂胶粘剂
6
4
酚醛树脂胶粘剂
4
5
烯类高聚物胶粘剂
2
6
热熔胶粘剂
2
7
橡胶型胶粘剂
1
8
聚氨脂胶粘剂
1
9
环氧树脂胶粘剂
1
10
不饱和聚酯胶粘剂
1
11
天然胶粘剂
4
12
制胶车间工艺设计基本知识
2
13
涂料
2
14
试验
16
总计
48
实践教学
一周
《胶粘剂与涂料》课程内容简介
课程类别：
C
课程代码：
10
修读专业：
木材科学与工程（本科）
总学时：
48（其中讲课：
32，实验：
16）
学分：
2.5
实践教学：
一周
预修课程：
《有机化学》
内容提要：
本课程主要介绍了胶粘剂和涂料的基本知识，以有机化学为基础，建立在高分子化学理论基础上的一门应用性质的科学。
主要介绍如何合理的选择胶粘剂；正确地使用胶粘剂及妥善地储存胶粘剂。
由于我国目前具有一定规模的木材加工工厂均有合成树脂制造车间，因此学习本课程的任务要解决胶粘剂合成的一般理论、质量分析；制造工艺及应用的问题。
它与其它课程如人造板制造工艺学、人造板表面装饰、木制品加工工艺等有着密切的联系。
它直接影响到人造板、表面装饰和木制品的产量和质量，起着极为重要的作用，因此必须在学习本课程的基础上才能更好解决人造板、表面装饰及木制品中的有关问题。
推荐教材及参考书
《胶粘剂和涂料》，顾继友主编，中国林业出版社，1999
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