Клеи, применяемые в фанерной промышленности

Категория:
Производство клееной фанеры


Клеи, применяемые в фанерной промышленности

Клей представляет собой вещество, обладающее способностью при нанесении его тонким слоем на поверхности при определенных условиях склеивать их, образуя прочный слой.

В зависимости от происхождения и метода получения клеи, применяемые в фанерной промышленности, можно разделить на три основные группы:
— клеи животные: казеиновые, получаемые из молока животных и продукта его переработки — творога; альбуминовые, получаемые из крови животных и продуктов ее переработки; комбинированные (альбумино-казеиновые, казеиново-альбуминовые);
— клеи растительные, получаемые из растительных белков (жмыха сои, семян чина и люпина, клещевины);
— синтетические (искусственные) смолы и на их основе клеи горячего и холодного отвердения: феноло-формаль-дегидные, мочевино-формальдегидные (карбамидные), мочевино-меламино-формальдегидные.

По внешнему виду клеи бывают жидкие, порошкообразные, пленочные.

По водостойкости клеи подразделяют на высоководоупорные, водоупорные и неводоупорные.

Жидкие клеи обычно приготовляют из нескольких компонентов (веществ). Комбинации компонентов клеевого состава выражаются в весовых частях (единицах), граммах или килограммах и называются рецептурой клея.

Клеи состоят из основного клеевого вещества, растворителя и вспомогательных веществ.

Основными клеевыми веществами называют вещества, составляющие основу клея и участвующие в процессе склеивания. Исходным сырьем для получения синтетических смол являются фенолы (синтетический, каменноугольный), фенольная фракция, сырые фенолы различных марок, трикрезол, ксиленол, крезольная фракция, мочевина, формалин, меламин.

Растворителями называют вещества, применяемые для растворения основного клеевого вещества и доведения его до определенной концентрации. К растворителям относятся вода, спирт, водные растворы щелочей, органические растворители.

Вспомогательные вещества разделяются на клееоб-разователи, наполнители, катализаторы, отвердители, стабилизаторы, дубители, антисептики, пластификаторы и вспенивающие вещества.

Клееобразователями называют вещества, которые способствуют переходу основного клеевого вещества в состояние, пригодное для нанесения клея на шпон. К ним относятся жидкое стекло, едкий натр, известь, аммиак.

Наполнителями называют вещества, применяемые для уменьшения расхода основного клеевого вещества. Наполнителями служат древесная мука, техническая мука, мел.

Катализаторы — вещества, применяемые для ускорения процесса смолообразования при производстве синтетических смол. К катализаторам относят неорганические и органические кислоты, соли этих кислот, сульфонафтеновые кислоты, щелочи.

Отвердителями называют вещества, применяемые для более ускоренного перевода смоляных клеев в твердое нерастворимое и неплавкое состояние. Для феноло-формальдегидных смол холодного отвердения — это керосиновый контакт или сульфонафтеновые кислоты, а для мочевино-формальдегидных — хлористый аммоний и слабые кислоты (щавелевая, молочная, муравьиная).

Стабилизаторами называют вещества, помогающие сохранять клеящие свойства клеев, их концентрацию в течение определенного времени. В качестве стабилизаторов можно использовать ацетон, этиловый спирт, органические растворители.

Дубителями являются вещества, способствующие задубливанию клея, т. е. придающие ему свойства водоупорности. К ним относятся уротропин, формалин, медные соли.

Антисептиками называют ядовитые вещества, убивающие микроорганизмы и придающие клеевым веществам биологическую стойкость. В качестве таких веществ используют фенол, крезол, формалин, сульфонафтеновые кислоты, фтористый натр и др.

Пластификаторы используют преимущественно в смоляных клеях для придания им свойств пластичности и снижения хрупкости клеевого шва. В качестве пластификаторов применяют глицерин, этиленгликоль.

Вспенивающие вещества применяются для вспенивания карбамидных смол с целью их экономного использования. Наиболее распространенным и дешевым вспенивающим веществом является пылевидный альбумин.

Клеи должны отвечать следующим требованиям: прочно склеивать, быть простыми ib употреблении, иметь большой срок жизнеспособности (срок годности); быть водостойкими (для изделий, работающих в условиях высокой влажности) и биостойкими (сопротивляться разрушительной деятельности микроорганизмов); не разрушать волокно древесины и не изменять ее естественной окраски; быть сравнительно дешевыми, не вызывать затупления режущих инструментов при обработке склеенных материалов; быть безвредными для человеческого организма и не воспламеняться.

Для производства клееной фанеры используются клеи, приготовленные по рецептам, разработанным в Центральном научно-исследовательском институте фанеры (Ленинград).

Казеиновые клеи. Исходным продуктом для получения казеиновых клеев служит обезжиренный творог —казеин. Казеин получают при воздействии на обезжиренное молоко соляной или серной кислоты. Затем творог промывают, чтобы удалить кислоту, прессуют, выжимая воду, сушат и размалывают. В зависимости от качества исходных материалов и способа приготовления различают два сорта казеинового клея в порошке: экстра и ОБ (обыкновенный) .

Жизнеспособность клеевого раствора характеризуется скоростью нарастания вязкости, определяемой вискозиметром.

Большей жизнеспособностью обладают клеи меньшей концентрации (с большим содержанием воды), но при этом замедляется скорость их отвердевания и снижается водоупорность.

Казеиновые клеи недостаточно водоупорны. Увлажненная клеевая прослойка набухает, снижая прочность соединения, и легко разрушается микроорганизмами.

Клеевой раствор следует приготовлять в количестве, которое можно израсходовать за 4 ч работы. Раствор приготовляют, разводят порошок водой в соотношении 1 :2,1 (на 100 вес. ч. казеинового клея в порошке берут 210 вес. ч. воды).

Для приготовления казеинового клеевого раствора в клеемешалку необходимо залить определенное (по рецепту) количество воды комнатной температуры (18—20 °С), включить вращающиеся лопасти, постепенно засыпать хорошо размолотый порошок. Раствор размешивать в течение 30—40 мин до получения однородного состава. Затем выключить клеемешалку.

Загустевший клеевой раствор к употреблению не годен.

Альбуминовые клеи. Альбуминовые клеи получаются из животного белка — альбумина, содержащегося в крови животных.

Для приготовления клеевого раствора кристаллический альбумин замачивают на 2—3 ч в воде при соотношении 1 :3. При этом массу постоянно перемешивают. Затем добавляют остальную воду и подогревают раствор до 26—28° С. Затем, непрерывно его размешивая, вводят известковое молоко. Смесь перемешивают 30— 40 мин, пока она не станет однородной.

Пылевидный альбумин, чтобы не образовывалось большое количество пены и комков, сначала смешивают с равным количеством воды до образования кашицы и только после этого добавляют остальную воду и известковое молоко.

Альбуминовый клей приготовляют в клеемешалках. Перемешивают массу лопатками, совершающими 20—25 об/мин. Альбуминовые клеи более водоупорны, чем казеиновые, но также подвержены набуханию и гниению.

Все приведенные рецептуры клеев предназначены для склеивания фанеры марки ФБА.

Синтетические (искусственные) клеи. Синтетическими (искусственными) клеями (смолами) называют сложные органические соединения, полученные химическим путем.

Процесс образования смол совершается на основе реакции поликонденсации, при которой одновременно с образованием смол выделяется вода и другие побочные продукты.

Искусственные смолы вырабатывают в специальных герметически закрытых сосудах — реакторах. Реактор представляет собой цилиндрический котел со сферическим дном и крышкой. Котел снабжен рубашкой для обогрева или охлаждения массы. В крышке реактора имеются отверстия для ввода компонента, отвода конденсата, взятия проб и смотровые люки. В днище реактора находится отверстие для слива готовой смолы. Внутри реактора помещена лопастная мешалка с приводом от электродвигателя (через редуктор). Реакторы для получения синтетических смол могут быть периодического и непрерывного действия.

В зависимости от соотношения исходных компонентов (например, фенола и формальдегида) и от природы катализатора можно получить смолы различного строения и с разными химическими свойствами.

Смолы могут быть термопластичными и термореактивными.

Термопластичными называют смолы, которые плавятся и растворяются при нагревании и вновь отвердевают при охлаждении.

Термореактивными (резольными) называют смолы, которые при нагревании или без воздействия тепла с течением времени затвердевают и образуют неплавкие и нерастворимые продукты.

К термореактивным смолам, применяемым при производстве клееной фанеры, относятся феноло-формальдегидные и мочевино-формальдегидные (карбамидные) смолы, а также мочевино-меламино-формальдегидные смолы.

Смолы бывают жидкие и сухие.

Жидкие смолы в зависимости от растворителя могут быть спиртовыми, водными и спирто-водными.

Сухие клеи делятся на порошкообразные и пленочные на бумажной и другой основе.

Различают также смолы или клеи, у которых процесс склеивания протекает при повышенной температуре (смолы горячего отвердения) или нормальной комнатной температуре (смолы холодного отвердения).

Феноло-формальдегидные смолы образуются при взаимодействии фенола и формальдегида в присутствии щелочного катализатора.

В процессе образования термореактивных фенолфор-мальдегидных смол можно различить три стадии, обозначаемые А, В и С.

В стадии А, называемой резол, смола находится в твердом или жидком состоянии, растворяется в спирте, ацетоне, эфире, щелочи и других растворителях и плавится при температуре от 50 до 90° С.

Стадия В, называемая резитол, образуется при нагревании резолов (при 100°С и выше). Смола в стадии В при нагревании не плавится, а только размягчается и набухает в ацетоне.

При дальнейшем нагревании смола переходит в стадию С, называемую резит. В этой стадии — конечной— повышение температуры (до 300 °С) не изменяет свойств смолы. Она не плавится, не размягчается при нагревании, не растворяется в обычных растворителях и не набухает в них.

Смола в стадии С обладает высокими механическими свойствами, водоупорностью, стойкостью против воздействия грибков и бактерий.

Феноло-формальдегидные смолы (С-1, С-35, СЛФ и СКФ и др.) применяют для производства водостойкой фанеры, главным образом при горячем прессовании. Рецепты этих смол в весовых частях приведены ниже.

Смола С-1 обеспечивает высокую прочность и водоупорность клеевого шва. Применяется при производстве высококачественной фанеры и фанерных плит.

Смолу С-35 используют для склеивания фанеры и фанерных плит повышенной водостойкости.

Смолу СЛФ приготовляют из сырых фенолов лигироиновой фракции с добавлением кристаллического фенола, фенольной фракции или трикрезола.

Смолу СКФ готовят из сырых фенолов угольной фракции в сочетании с фенолом, трикрезолом или фенольной фракцией.

В настоящее время разработана и внедрена в производство водорастворимая смола на основе сланцевых фенолов СФМ-2. Эта смола имеет ряд преимуществ. Ее можно использовать для склеивания фанеры без предварительной сушки намазанного смолой шпона.

Пленочный клей (бакелитовая пленка) применяют для склеивания высококачественной фанеры. Основой для пленочного клея служит бумага, вес 1 некоторой равен 20—22 г, пропитанная водорастворимой резольной смолой С-50.

Пленка должна быть равномерно пропитана клеем, при хранении не слипаться и не пересушиваться, иначе снижаются ее клеящие свойства.

Бакелитовую пленку выпускают сорта А для склеивания высококачественной фанеры и сорта Б — для склеивания обычной фанеры.

Смоляной клей Б-3 и КБ-3 отвердевает при нормальной комнатной температуре. Жидкий раствор этой смолы с ацетоном или спиртом и керосиновым контактом применяют для склеивания фанеры и массивных деталей из древесины. Жизнеспособность такого клея 1,5—4 ч.

Клеи на основе фенольных смол перемешивают в клее-мешалках. При приготовлении фенольных клеев развивается реакция с выделением тепла. Чтобы клеевая смесь имела одинаковую температуру, равную 20 °С, в клеемешалке устроено водяное охлаждение. В клеемешалку вливают определенное количество смолы, включают охлаждение, затем добавляют растворитель. При непрерывном перемешивании смеси загружают отвердитель. Клеемешалку закрывают крышкой и в течение 10—15 мин смесь перемешивают до получения однородного состава.

Мочевино-формальдегидные (карбамидные) смолы. Карбамидные смолы делятся на смолы горячего и холодного отвердения. Эти смолы требуют применения отвердителей. Для смол горячего отвердения применяют отвердители, действующие при высокой температуре; для смол холодного отвердения — отвердители, действующие при обычной температуре. Доза отвердителя зависит от применяемой смолы и ее свойств.

Карбамидные смолы используют обычно в виде раствора, пленок или порошка.

Изделия, склеенные мочевино-формальдегидными клеями, отличаются прочностью, биологической стойкостью, водоупорностью. Однако клеевые соединения при длительной эксплуатации изделий теряют свои многие свойства.

Процесс получения мочевино-формальдегидных смол, основан на реакции поликонденсации.

Рецепты приготовления некоторых карбамидных смол (в весовых частях) приведены ниже.

Смола М-70 в зависимости от применения может готовиться по нескольким рецептам. Эту смолу используют для скоростного склеивания фанеры и ребросклеивания шпона.

Смолы МФСМ и М19-62 содержат минимальное количество свободного формальдегида.

Для приготовления клеев на основе карбамидных смол используют смолы концентрацией 55—70%, причем для горячего склеивания в качестве отвердителя применяют хлористый аммоний (в порошке или в виде 20%-ного водного раствора).

Сырой горячий способ. При этом способе шпон поступает от лущильного станка на сборку пакета без сушки. Склеивание происходит при температуре до 155° С.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум