Файл: Литвинцева, Г. А. Химические материалы, применяемые в мебельной промышленности.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 70

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

прозрачная жидкость с резким характерным запахом аммиака,

имеющая щелочную реакцию.

 

 

Технический

продукт должен

содержать не менее 25—27% ам­

миака. Как и

каустическая сода, аммиачная

вода применяется

в производстве

смол в 'качестве

катализатора

реакции и регуля­

тора рН среды.

 

 

 

Отравление аммиаком носит острый характер. Аммиак оказы­ вает сильное .раздражающее действие на слизистые оболочки

дыхательных

путей и глаз.

Очень опасно попадание

аммиа­

ка в глаза.

 

H2SO4 т е х н и ч е с к а я

 

С е р н а я

к и с л о т а

(ГОСТ

2184—67) получается в промышленности из природных соедине­

ний

серы. Концентрированная

36,5%-ная

серная кислота

имеет

удельный

вес 1,84. В качестве катализатора

используются

раство­

ры

кислоты 10—11 % -ной

концентрации

с

удельным

весом

1,06 г/см5,

получаемые путем разбавления водой

(при разбавлении

серную кислоту нужно вливать в воду тонкой струей). Применя­

ется как регулятор рН среды при варке смолы

(например, МФ ти­

па Бартрев).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В процессе применения карбамидных смол в качестве отверди-

телей используются

и некоторые органические

кислоты — лимон­

ная, молочная, и чаще всего,— щавелевая.

 

 

 

 

 

Х л о р и с т ы й

а м м о н и й

NH4CI, и л и

н а ш а т ы р ь

ГОСТ

2210—51 * (2-XII-56)

— белое

или

слегка

желтоватое

кристал­

лическое

вещество,

хорошо

растворимое

 

в воде.

Водный

раствор его имеет нейтральную реакцию. Получение

хлористого

аммония основано на взаимодействии аммиака

и безводной

соля­

ной кислот.ы. Технический продукт должен содержать

 

не

менее

99% хлористого аммония. Хлористый аммоний

широко

применяет­

ся как отвердитель карбамидных

смол.

 

 

 

 

 

Щ а в е л е в а я

к и с л о т а

Н2С2О4Х2Н2О

(ГОСТ

 

5873—68)

является

более сильной органической

кислотой по сравнению с ли­

монной и молочной. Получается синтетическим

путем

из

едкого

натра и

окиси углерода. Молекулярный вес 126,07. Представляет

собой бесцветные кристаллы, растворимые в воде. Процентная концентрация — 99,8. Щавелевая кислота применяется в качестве отвердителя карбамидных смол холодного отверждения в виде 10%-ного раствора в количестве от 5 до 28 вес. ч. на 100 вес. ч. смолы.

§ 4 . ФЕНОЛО-ФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ СМОЛЫ И КЛЕИ НА ИХ ОСНОВЕ

Ограниченное применение в мебельной промышленности имеют фенольные смолы, получаемые в результате реакции конденсации

между

фенолом и

формальдегидом в присутствии катализаторов.

В литературе их часто

называют

бакелитовыми.

 

В

зависимости

от

весового

соотношения

фенола,

формалина

н применяемого катализатора в

результате

реакции

конденсации

11


можно получить смолы с самыми различными

физико-химически­

ми и технологическими свойствами. Известны

спирторастворимые

и водорастворимые феноло-формальдегидные

смолы.

 

 

Клеи на основе спиртораетворимых смол

не увлажняют

древе­

сины,

быстрее высыхают (это важно при пропитке

листовых мате­

риалов), «о они значительно дороже клеев на основе

водораство­

римых смол.

 

 

 

 

 

 

 

Спирторастворимые клеи и смолы. Клеи на основе

смол СБС-1

и СКС-1 используются

в

производстве

фанеры

и

древес­

ных

слоистых пластиков

 

для пропитки

шпона

и

древесной

крошки.

 

 

 

 

 

 

 

Клеи на основе смолы

Б

(ГОСТ 901—71)

и ЦНИИПС-2 (ТУ

МХП 4158 — 54) применяются при склеивании дерева и пластмасс, текстильных и бумажных материалов.

Клеи на основе смол ВИАМ-Б, ВИАМ-Ф-9 (ТУ МХП № 477 — 59) и СП-2 (ТУ № М-806-60) используются для склеива­

ния строительных конструкций и других

видов

клееной

древесины,

а также для склеивания пластических

масс

и ткани

различных

древесных

материалов.

 

 

 

Смолы

ВК и ВФ (ТУ МХП М-9-57)

применяются

в качестве

клеящего состава клеевых пленок, для пропитки шпона и древес­ ной крошки, при производстве древесных пластиков и плит, дре­

весных материалов,

деталей

силового

назначения,

работающих

в условиях повышенной влажности.

 

 

Бакелитовый лак

(ГОСТ

901—71)

с разбавителем

применяет­

ся для изготовления пленочного клея на основе сульфитной бума­ ги, для склеивания дерева, пластика, пластмасс и тканей, а также для пропитки пресскрошки.

Водорастворимые феноло-формальдегидные клеи и смолы.

Спирторастворимые клеи и смолы образуют пленку, отличающую­ ся высокой водо-, атмосферостойкостыо и высокой адгезией, но в то же время хрупкую. Кроме того, применение спирта в качестве растворителя значительно удорожает омолу. Поэтому в производ­

стве

широкое применение

получают

водорастворимые фенольные

смолы: С-1, С-50, СФВ-1,

НИИФ

С-35

(ТУ МХП № 335 — 53),

СП-1

(ВТУ МХП 4438—55), СЛФ, СКФ

(ТУ МХП № 342—53),

СКВ,

ЦНИИМОД, ГФ-2 (ВТУ П—120—58), ФС-5, ФФ-3, СБС-2,

СКС-2 и др.

Клеи на основе этих смол применяются в производстве высоко­ качественных сортов фанеры, бакелизированной фанеры, различ­ ных видов фанерных труб и др. Применяются для горячего склеи­ вания водоупорной фанеры, челночных заготовок и погонялок для текстильной промышленности.

Клеи «а основе фенольных смол ГФ-2, ФС-5, ФФ-2, ФФ-3 при­ меняются в качестве связующих материалов для изготовления стружечных плит.

Смола НИИФ С-50 применяется в качестве пленочного клея, который известен под названием бакелитовой пленки марки БПВ (водной).

12


Известны модифицированные феноло-формальдегидные

смолы

марок ФК-40 СБТ,

ФР-12, ДР-12 (ТУ М-758-57), Р-1, ДФК-1А,

КФР-1.

 

 

Клей на основе

смолы ФК-40 применяется для пропитки

шпона

при производстве древесных слоистых пластиков и для склеивания

при 'использовании древесностружечных

плит.

 

 

 

 

 

 

Клей на основе смолы СБТ

применяется

для

склеивания

пище­

вой тары, так как содержит 0,25%

свободного фенола и 0,35%

сво­

бодного формальдегида.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 5. АМИНО-АЛЬДЕГИДНЫЕ

СМОЛЫ И

КЛЕИ

 

НА

ИХ

ОСНОВЕ

В деревообрабатывающей промышленности вообще и в мебель­

ном производстве в частности

в

последнее

время

стали

широко

применяться термореактивяые

смолы,

получаемые

в

результате

реакции конденсации мочевины и меламина

с

формальдегидом.

Обычно эти смолы называют

амино-альдегидными.

 

 

 

 

Амино-альдегидные клеи имеют светлую

окраску,

устойчивы

против воздействия холодной

и

теплой

воды

 

(до

60° С),

против

гниения и вредителей древесины, светоустойчивы и до отвержде­ ния легко отмываются водой. Эти достоинства способствуют широ­ кому применению их при фанеровании и склеивании мебельных деталей.

Пленки, получаемые на основе этих смол, бесцветны, биологи­ чески стойки, относительно безвредны и водоупорны, обладают вы­

сокой адгезией. Существенным

преимуществом карбамидных кле­

ев является большая скорость

отверждения пленки.

Процесс получения карбамидных

смол имеет

много

общего

с процессом

получения

фенольных

и резольных

смол. Реакция

конденсации

происходит

в реакторе.

В реактор из дозатора

посту­

пает формалин, который нейтрализуют до требуемого по режиму значения рН, постепенно вводя в него при размешивании соответ­ ствующие нейтрализующие вещества (обычно 40%-ный NaOH). Затем при постоянном размешивании загружают предварительно размельченную мочевину в количествах, определяемых рецептурой смолы. Затем в паровую рубашку подают пар и постепенно нагре­ вают смесь до температуры 50—55° С. Вследствие экзотермическо­ го характера реакции температура быстро повышается, поэтому подачу пара прекращают при 55° С, и дальнейшее повышение тем­ пературы смеси до 75—85° С происходит уже самопроизвольно. Эта температура поддерживается до конца периода конденсации, ха­ рактеризуемого определенным значением рН, обусловливающим

получение

смолы с заданными физико-химическими свойствами

и адгезионной способностью.

Процесс

получения амяно-альдегидных смол разделяется на

две стадии. На первой стадии образуются смолообразные вещества

пониженной концентрации и

вязкости — невакуумированные смо­

лы. Они могут применяться

как пропиточные или связывающие

13


вещества

в производстве

древесностружечных и древесноволокни­

стых плит, щитов

и других

изделий.

 

 

 

По

окончании

реакции

в первой стадии

получаемую

жидкую

смолу

охлаждают

до 25° С и сливают из реактора в соответствую­

щую тару. В большинстве

случаев

невакуумироваиная

смола под­

вергается

дальнейшей

переработке — вакуум-сушке

или

сушке

в распыленном состоянии для получения порошкообразной

смолы.

Сушка

является

второй

стадией

процесса

приготовления

амино-

альдегидных смол.

В зависимости от способа получения различают карбамидные смолы вакуумированные и невакуумироваиные. Для получения вакуумированной смолы омесь в реакторе охлаждают до 70° С и с помощью вакуума удаляют избыток влаги. При этом, по мере создания вакуума происходит бурное кипение и вспенивание смо­ лы (остаточное давление 210—160 мм рт. ст.). Вакуум-сушку ве­ дут при 60—70° С. Масса смолы, высушенная до требуемой кон­ центрации, охлаждается до 20—25° С и сливается в сборники. Сте­ пень концентрации при сушке устанавливается путем определения коэффициента преломления при помощи лабораторного рефракто­ метра.

Амидо-альдегидные смолы должны обладать высокой адгезион­ ной способностью, определенной скоростью отверждения смолы и минимальным содержанием свободного формальдегида. Эти тре­ бования могут быть выполнены при изготовлении смолы по опре­ деленным рецептурам и режимам конденсации.

Соотношение исходных веществ — мочевины и формалина в клеящих смолах, применяемых в мебельном производстве, колеб­ лется в пределах от 1 : 1,5 до 1:2. Существенное значение имеет реакция среды, отражающаяся не только на скорости и полноте протекания поликонденсации, но и на технологических свойствах смолы. Смолы, получаемые в щелочной среде, способны к отверж­ дению только при высоких температурах. Смолы же, получаемые при активной кислотности среды, способны к отверждению не толь­ ко при повышенной температуре, но и без нагревания с соответ­ ствующим катализатором.

Формалин обычно содержит муравьиную кислоту и имеет в ря­ де случаев сильно кислую реакцию (рН = 2,5-ь-3,5), в то время как для получения клеящей смолы рН среды должен быть не ниже 5,5-ьб. Поэтому перед составлением смеси необходимо придать формалину рН в требуемых пределах путем добавления, лучше всего, 40%-iHoro раствора едкого натра.

Большое влияние на реакцию конденсации мочевины с форма­ лином оказывает температура. При нагревании до 60° С образу­ ются главным образом продукты низкой конденсации, полностью растворяющиеся в воде и содержащие большое количество сво­ бодного формальдегида. С повышением температуры реакции до 80—90° С образуются уже продукты с большей степенью конден­ сации, содержащие меньше свободного формальдегида и облада­ ющие способностью быстро отверждаться.

14


Наличие свободного формальдегида, хотя и в уменьшенном объеме, все же является существенным недостатком амидо-альде- гидных смол, получаемых описанными способами. Данные смолы применяются преимущественно при запрессовке в горячих прессах. В этих случаях свободный формальдегид выделяется особенно ак­ тивно и требует хорошей вентиляции рабочих помещений. Для * уменьшения содержания свободного формальдегида в амидо-аль- дегидных клеях можно добавлять на последней стадии варки смо­ лы 10% мочевины. Содержание свободного формальдегида снижа­ ется при этом с 3 до 0,8—1,5%.

В настоящее время освоено большое количество амидо-альде- гидных смол, имеющих различную рецептуру и обладающих раз­ личными технологическими и физико-техническими свойствами. Рассмотрим наиболее распространенные из них.

Мочевино-формальдегидные смолы. Смолы МФ-17 и МФ разра­

ботаны НИИПМ по МРТУ 6—05—1006—66.

 

 

 

 

 

 

С м о л а

МФ представляет собой продукт конденсации

мочеви­

ны с формальдегидом в среде с переменной

кислотностью при мо­

лярном соотношении 1 : 2. Смола стабилизована

аммиаком.

Смола

МФ-17 в отличие от МФ конденсируется с добавлением

пластификатора-диэтиленгликоля

 

(17%

от

общего

ее

состава),

обладает

'большей

морозостойкостью, эластичностью

и

стабиль­

ностью при хранении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Состав

 

и- техническая

характеристика

этих

смол

приведены

в табл. 1 и 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Смолы МФ и МФ-17 получают

чаще всего

непрерывным мето­

дом,

принцип

которого заключается в

том, что смесь

мочевины

с формалином в виде однородного раствора

с рН = 7-^8

непрерыв­

но с постоянной скоростью подают тонким слоем

на греющую по­

верхность

(120—130° С)

агрегата

непрерывного

действия. Скон­

денсировавшаяся

смола

(смола

МФ-17 уже с

диэтиленгликолем)

непрерывно

направляется

через

холодильник

в стабилизатор, где

стабилизируется аммиачной водой, после чего она готова.

На

некоторых

предприятиях

смола

МФ готовится

периодиче­

ским

методом

при конденсации

смолы

в реакторе периодического

действия сначала в кислой, а затем в щелочной среде с последу­

ющей вакуум-сушкой или без нее до получения

смолы с

коэффи­

циентом

преломления

1,469—1,479, т. е. с содержанием

смолы

70%-ной

концентрации.

 

 

К л е и

на о с н о в е

с м о л МФ и МФ-17,

К и К-17, широко

применяемые в мебельном производстве, идентичны по свойствам, поэтому в дальнейшем будем говорить о них в единственном чис­ ле и называть их клеем К-17.

Клей К-17 применяется для склеивания и фанерования мебель­ ных деталей, футляров телевизоров, для склеивания гнутоклееных элементов мебели, для производства и фанерования древесностру­ жечных плит, для склеивания строительных конструкцией и т. д.

Переход чистой смолы МФ-17 или МФ в твердое состояние про­ исходит очень медленно и для ускорения отверждения в смолу

15