酚醛樹脂(PF樹脂)首先由德國化學家A.Bayer,在1872年通過苯酚與甲醛反應制得的,而其工業化還是美國化學家L.H.Baekeland,在1909年先后發表了2項酚醛樹脂膠粘劑工業合成專利的基礎上逐步發展起來的。19世紀20年代末30年代初,PF樹脂膠粘劑開始廣泛用于生產耐沸水、耐候的膠合板。如今酚醛樹脂膠粘劑以其膠接強度高、耐水、耐熱、耐磨、耐化學藥品腐蝕、成本較低,等優點而廣泛應用于木材加工業,其用量僅次于脲醛樹脂膠粘劑,特別是在生產耐水、耐候木制品中,具有脲醛樹脂膠粘劑無可比擬的優勢。據專家介紹,另外隨著人們對木制品等甲醛釋放,給健康造成危害的認識的提高,強制性國家標準GB18580-2001《室內建筑裝飾裝修材料-人造板及其制品中甲醛釋放限量》的頒布與實施,酚醛樹脂膠粘劑及其膠接制品由于較小的甲醛釋放問題,而必然會得到更進一步的發展,將成為最有希望最終取代脲醛樹脂膠粘劑的有力候選之一。然而酚醛樹脂膠粘劑也存在著,顏色深、固化后的膠層硬脆、易龜裂、成本較脲醛樹脂膠粘劑貴等缺點;特別是酚醛樹脂膠粘劑固化溫度高、固化速度慢(一般要在130~160℃下熱壓才能得到好的膠合強度),造成生產效率低、能量和設備消耗大。這些都限制了酚醛樹脂膠粘劑更廣泛的應用。因此提高酚醛樹脂膠粘劑的固化速度、降低固化溫度是木材加工業的一個非常重要的課題,決定著酚醛樹脂膠粘劑的生命力,在一定程度上也影響著木材工業的發展。為此世界各國的科技工作者在這一方面進行了大量研究、取得了可喜成果。
高摩爾比的酚醛樹脂膠粘劑雖然固化快,但是膠接產品的甲醛釋放量也高。據專家介紹,通過合成低摩爾比(1.2~1.8)的水溶性甲階酚醛樹脂,然后加入異氰酸酯和末端帶羥基的化合物,并用六次甲基四胺作固化促進劑,可以實現與氨基樹脂膠粘劑一樣的快速固化,并且對于使用氨基樹脂膠粘劑不能得到很好膠接耐久性的針葉材單板,也膠合良好。研究發現,碳酸鹽和碳酸酯是木材用堿性水溶性酚醛樹脂膠粘劑的很好的固化促進劑,但對固化促進機理的解釋卻不同。Pizzi等認為碳酸丙烯酯對酚醛樹脂的固化促進機理,是它以整體作為反應體與苯酚的核架橋而參與反應的。塔村等主張碳酸丙烯酯加入水溶性酚醛樹脂膠粘劑后迅速水解成碳酸鹽和丙二醇,碳酸鹽進一步水解成碳酸氫根離子而起作用的。
木通口等認為碳酸鹽和碳酸酯的作用機理是,碳酸鹽和碳酸酯加入酚醛樹脂膠粘劑后,與水作用分解出碳酸氫根離子,它和酚醛樹脂的羥基配位產生電子云的傳遞,促進形成亞甲基和醚鍵的縮聚(固化)反應。據專家介紹,Miller等認為,碳酸酯的催化促進機理是,酚醛樹脂的酚羥基和鄰位的羥甲基之間存在氫鍵結合,碳酸酯加入后水解產生的碳酸氫根離子能把這種結合切斷進而形成新的結合,最后發生酯交換反應而促進固化。Lorenz等的實驗數據也支持了Miller的觀點。
田中等為了證明碳酸氫鈉對酚醛樹脂的催化加速固化,是以碳酸氫根離子起作用的,他們進行了進一步的研究,發現氫氧化鈉與實驗標準物2,4,6-三羥甲基苯酚的摩爾比,在0.2時碳酸氫鈉的作用效果最大;另外,隨著氫氧化鈉量的增加,碳酸氫鈉添加與不添加的效果比也增大。因為隨著氫氧化鈉量的增加,2,4,6-三羥甲基苯酚的離子性增大,所以可以說碳酸氫鈉與它的相互作用也增大。據專家介紹,程瑞香等采用添加固化劑的方法,以求達到縮短酚醛樹脂膠接刨花板的熱壓時間。他們通過篩選試驗,找到了一種可以使熱壓時間縮短近30%的固化劑。