СПОСОБ СКЛЕИВАНИЯ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
METHOD TO GLUE TIMBER-BASED MATERIALS

Изобретение относится к технологии получения клеевых соединений и может быть использовано в строительной и деревообрабатывающей промышленности при изготовлении клееных материалов.
4
Наиболее близким по своей сущности является способ склеивания древесных материалов, включающий нанесение синтетического клея, содержащего кислотный отвердитель, на поверхности, подлежащие склеиванию, соединение их и помещение склеиваемых деталей между полюсами постоянного электромагнита таким образом, чтобы магнитные силовые линии были направлены перпендикулярно клеевому шву с напряженностью (3-24)×10 A/м. (Пат. 2298574 РФ, МПК С09J 5/00. Способ склеивания древесных материалов. Попов В.М., Иванов А.В., Мурзин B.C., Новиков А.П., Латынин А.В. Опубл. 10.05.2007, Бюл. №13).
Однако клеевые соединения, полученные данным способом, не обладают в полной мере требуемым комплексом свойств и, в частности, высокими прочностными характеристиками.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является улучшение прочностных показателей клеевых соединений и использование отхода химического производства.
4
Поставленная задача достигается тем, что в способе склеивания древесных материалов, включающем нанесение синтетического клея КФЖ на основе карбамидоформальдегидной смолы, содержащего кислотный отвердитель, на поверхности, подлежащие склеиванию, соединение их и помещение склеиваемых деталей между полюсами постоянного электромагнита таким образом, чтобы магнитные силовые линии были направлены перпендикулярно клеевому шву с напряженностью (3-24)×10А/м, новым является то, что отверждение проводят в присутствии кислотного отвердителя - отхода химического производства, содержащего не менее 80% малеиновой кислоты в количестве от 0,5 до 2,0 мас.ч. на 100 мас.ч. карбамидоформальдегидной смолы.
3
Комплексное применение для отверждения клея магнитного поля с использованием в качестве кислотного отвердителя отхода химического производства, содержащего не менее 80% малеиновой кислоты, позволяет повысить прочностные показатели клеевых соединений и утилизировать отход, который до настоящего времени не находит своего применения и загрязняет окружающую среду. В качестве отвердителя холодного отверждения использован отход производства фталевого ангидрида (ГОСТ 5869-77), обладающий следующим составом и показателями: плотность при 40°С - 1,11 г/см; массовая доля малеиновой кислоты - 34,5%; массовая доля цитраконовой кислоты - 1,76%; массовая доля фталевой кислоты - 2,78%; массовая доля бензойной кислоты - 1,72%; массовая доля фталида - 0,34%; массовая доля о-толуиловой кислоты - 0,024%; остальное - вода; содержание малеиновой кислоты в отходе не менее 80% от общего содержания органических соединений; общая кислотность в пересчете на малеиновую кислоту - 362 г/л.
Склеивание древесных материалов осуществляют следующим образом.
2
На поверхность деталей из древесных материалов наносят слой клея, расход которого составляет 180-250 г/м, склеиваемые поверхности соединяют под давлением 0,03 МПа, детали помещают между полюсами постоянного электромагнита таким образом, чтобы магнитные силовые линии были направлены перпендикулярно клеевому шву, и выдерживают в течение 240 минут.
Для лучшего понимания данного процесса ниже приведен следующий пример.
Пример
2
На поверхность образцов из дуба наносили карбамидоформальдегидную смолу (КФЖ), содержащую в качестве кислотного отвердителя холодного отверждения отход химического производства, содержащий не менее 80% малеиновой кислоты, вводимого в количестве от 0,5 до 3,0 мас.ч. на 100 мас.ч. карбамидоформальдегидной смолы, соединяли склеиваемые поверхности и помещали между полюсами постоянного электромагнита, чтобы магнитные силовые линии были направлены перпендикулярно клеевому шву. Расход клея составлял 180-190 г/м. Температура отверждения 20±2°С. Выдержка деталей в магнитном поле не должна превышать времени отверждения клеевого шва. Испытания на прочность склеенного материала проводили на разрывной машине МИ-20. Влияние содержания отвердителя и напряженности магнитного поля на прочность при скалывании, определяемую по ГОСТ 15613.1-84, приведено в таблице. Использование щавелевой кислоты в качестве отвердителя карбамидоформальдегидных смол описано в кн. Доронин Ю.Г., Мирошническо С.Н., Свиткина М.М. Синтетические смолы в деревообработке. М.: Лесная промышленность, 1987. - 224 с., см. конкретные страницы 42-45.
4
На основе полученных результатов можно сделать вывод, что в результате воздействия на клеевую прослойку постоянного магнитного поля с напряженностью (3-24)×10 A/м прочность клеевого соединения значительно возрастает и зависит от содержания отвердителя. Наилучшие результаты наблюдаются при содержании отвердителя 0,5-2,0 мас.ч. на 100 мас.ч. смолы КФЖ.
Таблица
Влияние содержания отвердителя и напряженности магнитного поля на прочность при скалывании
Содержание отвердителя, мас.ч. на 100 мас.ч. смолы
Напряженность магнитного поля Н×10<sup>4</sup>, А/м
Прочность при скалывании, МПа
Щавелевая кислота (прототип)
Отход производства
0,5
0
7,6
8,4
0,5
3,0
7,81
8,62
0,5
6,4
7,94
8,79
0,5
10,7
8,15
8,83
0,5
16,0
9,2
9,72
0,5
20,8
9,6
9,84
0,5
24,0
9,72
10,15
0,7
0
9,9
12,3
0,7
3,0
11,3
13,3
0,7
6,4
12,0
14,1
0,7
10,7
12,4
16,3
0,7
16,0
14,4
17,2
0,7
20,8
17,9
19,7
0,7
24,0
18,1
20,0
1,0
0
10,8
12,8
1,0
3,0
12,0
13,5
1,0
6,4
12,5
15,3
1,0
10,7
12,9
16,7
1,0
16,0
15,1
18,6
1,0
20,8
19,5
22,3
1,0
24,0
19,7
22,6
2,0
0
10,7
12,4
2,0
3,0
11,3
13,5
Продолжение таблицы
2,0
6,4
12,0
14,4
2,0
10,7
12,6
16,0
2,0
16,0
15,0
18,4
2,0
20,8
18,8
21,6
2,0
24,0
19,0
21,9
3,0
0
8,7
11,0
3,0
3,0
10,1
11,9
3,0
6,4
10,6
12,5
3,0
10,7
12,0
14,0
3,0
16,0
13,3
15,5
3,0
20,8
15,7
18,4
3,0
24,0
16,0
18,9