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
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