Клеи, применяемые в фанерной промышленности
Клей является веществом , владеющее свойством при нанесении его узким слоем на поверхности при определенных условиях склеивать их, образуя прочный слой.
В зависимости от метода и происхождения получения клеи, используемые в фанерной индустрии, возможно поделить на три главные группы:
— клеи животные: казеиновые, приобретаемые из продукта и молока животных его переработки — творога; альбуминовые, приобретаемые из крови животных и продуктов ее переработки; комбинированные (альбумино-казеиновые, казеиново-альбуминовые);
— клеи растительные, приобретаемые из белков растительного происхождения (жмыха сои, люпина и семян чина, клещевины);
— синтетические (неестественные) смолы и на их базе клеи тёплого и холодного отвердения: феноло-формаль-дегидные, мочевино-формальдегидные (карбамидные), мочевино-меламино-формальдегидные.
По внешнему виду клеи бывают жидкие, порошкообразные, пленочные.
По влагостойкости клеи подразделяют на высоководоупорные, водоупорные и неводоупорные.
Жидкие клеи в большинстве случаев приготовляют из нескольких компонентов (веществ). Комбинации компонентов клеевого состава выражаются в весовых частях (единицах), граммах либо килограммах и именуются рецептурой клея.
Клеи складываются из главного клеевого вещества, вспомогательных веществ и растворителя.
Главными клеевыми веществами именуют вещества, составляющие базу клея и участвующие в ходе склеивания. Исходным сырьем для получения синтетических смол являются фенолы (синтетический, каменноугольный), фенольная фракция, сырые фенолы разных марок, трикрезол, ксиленол, крезольная фракция, мочевина, формалин, меламин.
Растворителями именуют вещества, используемые для растворения главного доведения и клеевого вещества 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 именуют вещества, каковые содействуют переходу главного клеевого вещества в состояние, пригодное для нанесения клея на шпон. К ним относятся жидкое стекло, едкий натр, известь, аммиак.
Наполнителями именуют вещества, используемые для уменьшения расхода главного клеевого вещества. Наполнителями помогают древесная мука, техническая мука, мел.
Катализаторы — вещества, используемые для ускорения процесса смолообразования при производстве синтетических смол. К катализаторам относят неорганические и органические кислоты, соли этих кислот, сульфонафтеновые кислоты, щелочи.
Отвердителями именуют вещества, используемые для более ускоренного перевода смоляных клеев в жёсткое нерастворимое и неплавкое состояние. Для феноло-формальдегидных смол холодного отвердения — это керосиновый контакт либо сульфонафтеновые кислоты, а для мочевино-формальдегидных — слабые кислоты и хлористый аммоний (щавелевая, молочная, муравьиная).
Стабилизаторами именуют вещества, помогающие сохранять клеящие особенности клеев, их концентрацию в течение определенного времени. В качестве стабилизаторов возможно применять ацетон, этиловый спирт, органические растворители.
Дубителями являются вещества, содействующие задубливанию клея, т. е. придающие ему свойства водоупорности. К ним относятся уротропин, формалин, бронзовые соли.
Антисептиками именуют ядовитые вещества, убивающие микробы и придающие клеевым веществам биологическую стойкость. В качестве таких веществ применяют фенол, крезол, формалин, сульфонафтеновые кислоты, фтористый натр и др.
Пластификаторы применяют в основном в смоляных клеях для придания им снижения хрупкости и свойств пластичности клеевого шва. В качестве пластификаторов используют глицерин, этиленгликоль.
Вспенивающие вещества используются для вспенивания карбамидных смол с целью их экономного применения. Самый распространенным и недорогим вспенивающим веществом есть пылевидный альбумин.
Клеи должны отвечать следующим требованиям: прочно склеивать, быть несложными ib потреблении, иметь громадный срок жизнеспособности (срок годности); быть водостойкими (для изделий, трудящихся в условиях высокой влажности) и биостойкими (сопротивляться разрушительной деятельности микроорганизмов); не разрушать волокно древесины и не изменять ее естественной окраски; быть относительно недорогими, не вызывать затупления режущих инструментов при обработке склеенных материалов; быть безвредными для людской организма и не воспламеняться.
Для производства клееной фанеры употребляются клеи, приготовленные по рецептам, созданным в Центральном научно-исследовательском университете фанеры (Ленинград).
Казеиновые клеи. Исходным продуктом для получения казеиновых клеев помогает обезжиренный творог —казеин. Казеин приобретают при действии на обезжиренное молоко соляной либо серной кислоты.
После этого творог промывают, дабы удалить кислоту, прессуют, выжимая воду, сушат и размалывают. В зависимости от качества исходных способа и материалов изготовление различают два сорта казеинового клея в порошке: экстра и ОБ (обычный) .
Жизнеспособность клеевого раствора характеризуется скоростью нарастания вязкости, определяемой вискозиметром.
Большей жизнеспособностью владеют клеи меньшей концентрации (с громадным содержанием воды), но наряду с этим замедляется скорость их отвердевания и понижается водоупорность.
Казеиновые клеи не хватает водоупорны. Увлажненная клеевая прослойка набухает, снижая прочность соединения, и легко разрушается микробами.
Клеевой раствор направляться приготовлять числом, которое возможно 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 изготовление казеинового клеевого раствора в клеемешалку нужно залить определенное (по рецепту) количество воды комнатной температуры (18—20 °С), включить вращающиеся лопасти, неспешно засыпать прекрасно размолотый порошок. Раствор размешивать в течение 30—40 мин до получения однородного состава. После этого отключить клеемешалку.
Загустевший клеевой раствор к потреблению не годен.
Альбуминовые клеи. Альбуминовые клеи получаются из белка животного происхождения — альбумина, содержащегося в крови животных.
Для изготовление клеевого раствора кристаллический альбумин замачивают на 2—3 ч в воде при соотношении 1 :3. Наряду с этим массу всегда перемешивают. После этого додают другую воду и подогревают раствор до 26—28° С. После этого, непрерывно его размешивая, вводят известковое молоко.
Смесь перемешивают 30— 40 мин, пока она не станет однородной.
Пылевидный альбумин, дабы не образовывалось много комков и пены, сперва смешивают с равным числом воды до образования кашицы и лишь затем додают известковое молоко и остальную воду.
Альбуминовый клей приготовляют в клеемешалках. Перемешивают массу лопатками, совершающими 20—25 об/мин. Альбуминовые клеи более водоупорны, чем казеиновые, вместе с тем подвержены гниению и набуханию.
Все приведенные рецептуры клеев предназначены для склеивания фанеры марки ФБА.
Синтетические (неестественные) клеи. Синтетическими (неестественными) клеями (смолами) именуют сложные органические соединения, полученные химическим методом.
Процесс образования смол совершается на базе реакции поликонденсации, при которой в один момент с образованием смол выделяется вода и другие побочные продукты.
Неестественные смолы производят в особых герметически закрытых сосудах — реакторах. Реактор представляет собой цилиндрический котел со крышкой и сферическим дном. Котел снабжен рубахой для обогрева либо 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. В реактора помещена лопастная мешалка с приводом от электродвигателя (через редуктор).
Реакторы для получения синтетических смол смогут быть периодического и постоянного действия.
В зависимости от соотношения исходных компонентов (к примеру, формальдегида и фенола) и от природы катализатора возможно взять смолы разного строения и с различными химическими особенностями.
Смолы смогут быть термопластичными и термореактивными.
Термопластичными именуют смолы, каковые плавятся и растворяются при нагревании и снова отвердевают при охлаждении.
Термореактивными (резольными) именуют смолы, каковые при нагревании либо без действия тепла с течением времени затвердевают и образуют неплавкие и нерастворимые продукты.
К термореактивным смолам, используемым при производстве клееной фанеры, относятся феноло-формальдегидные и мочевино-формальдегидные (карбамидные) смолы, и мочевино-меламино-формальдегидные смолы.
Смолы бывают жидкие и сухие.
Жидкие смолы в зависимости от растворителя смогут быть спиртовыми, водными и спирто-водными.
Сухие клеи делятся на порошкообразные и пленочные на бумажной и второй базе.
Различают кроме этого смолы либо клеи, у которых процесс склеивания протекает при повышенной температуре (смолы тёплого отвердения) либо обычной комнатной температуре (смолы холодного отвердения).
Феноло-формальдегидные смолы образуются при сотрудничестве формальдегида и фенола в присутствии щелочного катализатора.
В ходе образования термореактивных фенолфор-мальдегидных смол возможно различить три стадии, обозначаемые А, В и С.
В стадии А, именуемой резол, смола находится в жёстком либо жидком состоянии, растворяется в спирте, ацетоне, эфире, щелочи и других растворителях и плавится при температуре от 50 до 90° С.
Стадия В, именуемая резитол, образуется при нагревании резолов (при 100°С и выше). Смола в стадии В при нагревании не плавится, а лишь размягчается и набухает в ацетоне.
При предстоящем нагревании смола переходит в стадию С, именуемую резит. В данной стадии — конечной— увеличение температуры (до 300 °С) не изменяет особенностей смолы. Она не плавится, не размягчается при нагревании, не растворяется в простых растворителях и не набухает в них.
Смола в стадии С владеет высокими механическими особенностями, водоупорностью, стойкостью против действия грибков и бактерий.
Феноло-формальдегидные смолы (С-1, С-35, СЛФ и СКФ и др.) используют для производства водостойкой фанеры, в основном при тёплом прессовании. Рецепты этих смол в весовых частях приведены ниже.
Смола С-1 снабжает водоупорность и высокую прочность клеевого шва. Используется при производстве отличной фанерных плит и фанеры.
Смолу С-35 применяют для фанерных плит и склеивания фанеры повышенной влагостойкости.
Смолу СЛФ приготовляют из сырых фенолов лигироиновой фракции с добавлением кристаллического фенола, фенольной фракции либо трикрезола.
Смолу СКФ готовят из сырых фенолов угольной фракции в сочетании с фенолом, трикрезолом либо фенольной фракцией.
На данный момент создана и внедрена в производство растворимая смола на базе сланцевых фенолов СФМ-2. Эта смола имеет последовательность преимуществ. Ее возможно применять для склеивания фанеры без предварительной сушки намазанного смолой шпона.
Пленочный клей (бакелитовая пленка) используют для склеивания отличной фанеры. Базой для пленочного клея помогает бумага, вес 1 некоей равен 20—22 г, пропитанная растворимой резольной смолой С-50.
Пленка должна быть равномерно пропитана клеем, при хранении не слипаться и не пересушиваться, в противном случае понижаются ее клеящие особенности.
Бакелитовую пленку производят сорта А для склеивания отличной сорта и фанеры Б — для склеивания простой фанеры.
Смоляной клей Б-3 и КБ-3 отвердевает при обычной комнатной температуре. Жидкий раствор данной смолы с ацетоном либо керосиновым контактом и спиртом используют для массивных деталей и склеивания фанеры из древесины. Жизнеспособность для того чтобы клея 1,5—4 ч.
Клеи на базе фенольных смол перемешивают в клее-мешалках. При приготовлении фенольных клеев начинается реакция с выделением тепла. Дабы клеевая смесь имела однообразную температуру, равную 20 °С, в клеемешалке устроено водяное охлаждение. В клеемешалку вливают определенное количество смолы, включают охлаждение, после этого додают растворитель.
При постоянном 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 тёплого и холодного отвердения. Эти смолы требуют применения отвердителей.
Для смол тёплого отвердения используют отвердители, действующие при большой температуре; для смол холодного отвердения — отвердители, действующие при простой температуре. Доза отвердителя зависит от используемой ее свойств и смолы.
Карбамидные смолы применяют в большинстве случаев в виде раствора, пленок либо порошка.
Изделия, склеенные мочевино-формальдегидными клеями, отличаются прочностью, биологической стойкостью, водоупорностью. Но клеевые соединения при долгой эксплуатации изделий теряют собственные многие свойства.
Процесс получения мочевино-формальдегидных смол, основан на реакции поликонденсации.
Рецепты изготовление некоторых карбамидных смол (в весовых частях) приведены ниже.
Смола М-70 в зависимости от применения может подготавливаться по нескольким рецептам. Эту смолу применяют для скоростного склеивания фанеры и ребросклеивания шпона.
Смолы МФСМ и М19-62 содержат предельное число свободного формальдегида.
Для изготовление клеев на базе карбамидных смол применяют смолы концентрацией 55—70%, причем для тёплого склеивания в качестве отвердителя используют хлористый аммоний (в порошке либо в виде 20%-ного водного раствора).
Сырой тёплый метод. Наряду с этим методе шпон поступает от лущильного станка на сборку пакета без сушки. Склеивание происходит при температуре до 155° С.
