Способ склеивания древесных материалов

Способ склеивания древесных материалов

Реферат

Изобретение относится к технологии получения клеевых соединений и может быть использовано в строительной и деревообрабатывающей промышленности при изготовлении клееных материалов.

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)×10⁴ 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.

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)×10⁴ А/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.

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/см³; 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.

На поверхность деталей из древесных материалов наносят слой клея, расход которого составляет 180-250 г/м², 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

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/м². 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.

На основе полученных результатов можно сделать вывод, что в результате воздействия на клеевую прослойку постоянного магнитного поля с напряженностью (3-24)×10⁴ 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×104, 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

Способ склеивания древесных материалов, включающий 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)·10⁴ А/м, отличающийся тем, 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.