Результат интеллектуальной деятельности: КЛЕЙ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОСТРОПЛИТ

Изобретение относится к получению клеев на основе карбамидоформальдегидных смол, используемых в деревообрабатывающей промышленности при изготовлении костроплит.

Известен клей для производства древесно-стружечных плит, включающий карбамидоформальдегидную смолу и кислотный отвердитель (Доронин Ю.Г. Синтетические смолы в деревообработке / Ю.Г. Доронин, С.Н. Мирошниченко, М.М. Свиткина. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Лесная промышленность, 1987. - с. 45-56).

Однако при использовании такого клея при осмолении костры льна в производстве костроплит не удается достичь равномерного его распределения по поверхности всех частиц. Как правило, на поверхности готовой плиты присутствуют участки с повышенным содержанием связующего и участки слабо осмоленные. Неравномерность осмоления костры приводит к нестабильности свойств по толщине и формату плиты, что негативно отражается на качестве продукции.

Известен клеевой состав на основе карбамидоформальдегидной смолы с модифицирующей добавкой на основе бутанола-1 (Патент RU 2377270. Клей для изготовления костроплит / С.А. Угрюмов, В.Е. Цветков. - №2008115758/04; заявл. 21.04.2008. - 5 с.).

Однако применение данного клеевого состава связано с токсичностью и пожароопасностью процесса производства клеевого состава, поскольку бутанол-1 огнеопасен, относится к классу легковоспламеняющихся жидкостей, смеси паров бутанола-1 с воздухом взрывоопасны.

Технической задачей изобретения является создание клея на основе карбамидоформальдегидной смолы, обеспечивающего равномерное осмоление частиц костры льна при изготовлении костроплит и повышение физико-механических характеристик готовой продукции с обеспечением безопасности приготовления и использования клеевого состава.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в состав клея, включающего готовую карбамидоформальдегидную смолу и кислотный отвердитель, при смешивании дополнительно вводят модификатор - олеиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Клей готовят следующим образом. Исходные компоненты смешивают в установках приготовления связующего непрерывного действия, например ДКС-1. Компоненты связующего (раствор готовой карбамидоформальдегидной смолы, раствор хлористого аммония, олеиновая кислота) подаются раздельно насосами-дозаторами в лабиринтную мешалку, где происходит смешивание компонентов клея между собой и образование однородного клеевого состава. Из лабиринтной мешалки подготовленное связующее подается в смеситель на стадию осмоления наполнителя.

Существенным признаком, отличающим заявляемое техническое решение от прототипа, является то, что в клеевой состав на основе готовой карбамидоформальдегидной смолы при смешивании дополнительно вводят модификатор - олеиновую кислоту в количестве 1,0-1,75 мас.ч., что позволяет улучшить равномерность распределения клея по частицам костры и повысить физико-механические показатели костроплит при несущественном изменении технологии приготовления клеевого состава.

Требуемое количество вводимого модификатора определено на основе экспериментальных исследований с привлечением основных положений теории смачивания и адгезии, согласно которой полимерные составы, применяемые при осмолении наполнителей, должны обеспечивать полное смачивание поверхности субстрата. Для достижения полного смачивания и высокой адгезии необходимо, чтобы поверхностное натяжение субстрата (костры льна) было больше поверхностного натяжения адгезива (клея) (Берлин А.А. Основы адгезии полимеров / А.А. Берлин, В.Е. Басин. - М.: Химия, 1974. - с. 78).

Взаимосвязь термодинамических характеристик карбамидоформальдегидных адгезивов на основе смолы КФН-54П в зависимости от доли модификатора (олеиновой кислоты) представлена на фиг. 1. При введении в состав клея на основе карбамидоформальдегидной смолы 1,5 мас.ч. олеиновой кислоты краевой угол смачивания приближается к 0°. Полное смачивание поверхности частиц костры льна достигается при введении в состав клея на основе карбамидоформальдегидной смолы 1,75 мас.ч. и более олеиновой кислоты, при этом клей полностью растекается по поверхности частиц костры льна, краевой угол смачивания составляет 0°.

На фиг. 2 приведены сравнительные физико-механические характеристики костроплит, изготовленных с применением клея на основе карбамидоформальдегидной смолы КФН-54П, отвердителя (хлористого аммония) в количестве 0,6 мас.ч., с введением в состав клея модификатора - олеиновой кислоты в количестве от 0 до 2,5 мас.ч. Расчетное количество абсолютно сухой смолы при изготовлении костроплит составляло 12% от массы костры, плотность плит 750 кг/м³. Из фиг. 2 видно, что при введении в клеевой состав на основе карбамидоформальдегидной смолы олеиновой кислоты заметно повышаются физико-механические характеристики костроплит, при этом значимое увеличение физико-механических характеристик костроплит достигается при введении в клеевой состав олеиновой кислоты в количестве 1,0-1,75 мас.ч. Данное количество вводимой в клеевой состав олеиновой кислоты следует считать рациональным.