КЛЕЙ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ
GLUE FOR MANUFACTURING CHIPBOARDS

Изобретение относится к получению клеев на основе фенолформальдегидных смол, используемых в деревообрабатывающей промышленности при изготовлении древесно-стружечных плит.
Известен клей для производства древесно-стружечных плит на основе водорастворимой фенолформальдегидной смолы резольного типа СФЖ-3014 (Доронин Ю.Г. Синтетические смолы в деревообработке / Ю.Г. Доронин, С.Н. Мирошниченко, М.М. Свиткина. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Лесная промышленность, 1987. - с. 102-106).
Однако водорастворимая фенолформальдегидная смола обладает большой величиной поверхностного натяжения (60…70 мН/м), поэтому неравномерно распределяется по поверхности древесных частиц, обладающих меньшими значениями поверхностного натяжения (45…50 мН/м в зависимости от породы). Физико-механические свойства древесно-стружечных плит, прежде всего водостойкость, недостаточные.
Известны спирторастворимые фенолформальдегидные смолы (фенолоспирты) с различной степенью отгонки водно-спиртовой фракции (Патент SU 65474, Способ получения фенолальдегидных пластиков / А.А. Ванштейдт, А.А. Васильев. - №321684; заявл. 20.04.1943. - 3 с. ), обладающие меньшей величиной поверхностного натяжения, более равномерно распределяющиеся по поверхности древесных частиц при осмолении, позволяющие производить древесно-стружечные плиты с более высокими физико-механическими характеристиками.
Однако применение данных смол связано с повышенной токсичностью как самого производства, так и готовой продукции на их основе, поскольку содержание свободных токсичных веществ в исходном клее в зависимости от степени конденсации и степени отгонки водно-спиртовой фракции весьма значительно, а склеивание древесных материалов на основе данных смол связано с технологическими трудностями, заключающимися в необходимости подсушки осмоленных материалов. Кроме этого спирторастворимые фенолформальдегидные смолы более дорогие, чем водорастворимые, а их применение связано с рядом технологических трудностей, в частности для промывки технологического оборудования требуется соответствующий растворитель - спирт.
Технической задачей изобретения является создание клея на основе водорастворимой фенолформальдегидной смолы СФЖ-3014 (ГОСТ 20907-75. Смолы фенолоформальдегидные жидкие. Технические условия. - М.: Издательство стандартов, 1975. - 37 с.), обеспечивающего повышение физико-механических свойств древесно-стружечных плит при незначительном изменении технологического процесса.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в состав клея, включающего готовую водорастворимую фенолформальдегидную смолу СФЖ-3014, при смешивании дополнительно вводят модифицирующую добавку, включающую 100 масс. ч. фурфуролацетонового мономера ФА и 5 масс. ч. n-толуолсульфокислоты, при следующем соотношении компонентов, масс. ч:
Фенолформальдегидная смола СФЖ-3014 (жидкая)
100
Модифицирующая добавка (жидкая)
2-6
Модифицирующую добавку готовят следующим образом. Исходные компоненты, взятые в соотношении 100 масс. ч. фурфуролацетонового мономера ФА и 5 масс. ч. n-толуолсульфокислоты, смешивают в смесителе с водяной рубашкой, снабженном высокооборотной мешалкой. Компоненты модифицирующей добавки (фурфуролацетоновый мономер ФА и n-толуол-сульфокислота) подаются раздельно в смеситель, где в течение 10…15 мин происходит смешивание компонентов между собой и образование однородного состава. Дозировку фурфуролацетонового мономера и n-толуолсульфокислоты производят весовым методом. Из смесителя подготовленная модифицирующая добавка подается в расходную емкость.
Клей готовят следующим образом. Исходные компоненты смешивают в установках приготовления связующего непрерывного действия, например ДКС-1. Компоненты связующего (раствор фенолформальдегидной смолы и модифицирующая добавка) подаются раздельно насосами-дозаторами в лабиринтную мешалку, где происходит смешивание компонентов клея между собой и образование однородного клеевого состава. Из лабиринтной мешалки подготовленное связующее подается в смеситель на стадию осмоления древесного наполнителя.
Существенным признаком, отличающим заявляемое техническое решение от прототипа, является то, что в клей на основе водорастворимой фенолформальдегидной смолы СФЖ-3014 при смешивании дополнительно вводят модифицирующую добавку, включающую 100 масс. ч. фурфуролацетонового мономера ФА и 5 масс. ч. n-толуолсульфокислоты, в количестве 2…6 масс. ч., что позволяет улучшить равномерность распределения клея по древесным частицам и повысить физико-механические показатели древесно-стружечных плит при несущественном изменении технологии приготовления клеевого состава.
В качестве предлагаемого клея может использоваться одна из композиций с различным содержанием модифицирующей добавки.
Вариант 1 (масс. ч.):
Фенолформальдегидная смола СФЖ-3014 (жидкая)
100
Модифицирующая добавка (жидкая)
2
Вариант 2 (масс. ч.):
Фенолформальдегидная смола СФЖ-3014 (жидкая)
100
Модифицирующая добавка (жидкая)
4
Вариант 3 (масс. ч.):
Фенолформальдегидная смола СФЖ-3014 (жидкая)
100
Модифицирующая добавка (жидкая)
6
На фиг. 1 приведена характеристика клеевых составов на основе фенолформальдегидной смолы СФЖ-3014 с различным количеством модифицирующей добавки на основе фурфуролацетонового мономера ФА. Из фиг. 1 видно, что при введении модифицирующей добавки снижается поверхностное натяжение клея, что положительно влияет на равномерность его распределения по поверхности древесных частиц; снижается время желатинизации, что позволяет уменьшить время выдержки плит при пьезотермообработке; снижается pH, что способствует более полному отверждению связующего.
3
На фиг. 2 приведены сравнительные физико-механические характеристики древесно-стружечных плит, изготовленных с применением клея на основе фенолформальдегидной смолы СФЖ-3014 с различным количеством модифицирующей добавки на основе фурфуролацетонового мономера ФА. Плиты толщиной 16 мм произведены из березовой резаной стружки фракции 10/2, плотностью 800 кг/м, с расходом связующего 12% относительно массы абсолютно сухой стружки. Температура плит пресса составляла 180°C, удельное давление прессования 2 МПа, время выдержки под давлением 6 мин. Из фиг. 2 видно, что при введении в клеевой состав на основе фенолформальдегидной смолы СФЖ-3014 модифицирующей добавки в количестве 2…6 масс. ч. заметно повышаются физико-механические характеристики древесно-стружечных плит.