Низкотоксичная клеевая композиция на основе карбамидоформальдегидной смолы с алюмосиликатным наполнителем

 

Изобретение относится к изготовлению клеевых композиций и может быть использовано в мебельном, фанерном производстве при склеивании древесностружечных плит и других древесных материалов. Клей на основе карбамидформальдегидных смол, отвердителя модифицированный алюмосиликатами жесткокаркасной структуры природный, позволяет снизить на порядок токсичность плитных материалов за счет сорбции из смолы свободных количеств формальдегидов (изв. 0,2 - 0,3%), повысить прочность клеевого шва, уменьшить время отверждения и увеличить производительность клеевого оборудования. 3 табл.

Изобретение относится к изготовлению клеевых композиций и может быть использовано в мебельном, фанерном производстве при склеивании древесностружечных плит и других материалов.

В производстве древесностружечных и плитных материалов в настоящее время широко используются клеевые композиции на основе карбамидоформальдегидных (КФ) смол, отвердителя и широкого набора активных наполнителей.

В качестве последних широко использовались лесохимические добавки - талловые масла, лигносульфонаты, черный щелок ("карамель") и другие (Синегибская А.Д., Самойлов В.А. Научно-техническая конференция "Жилье-94", Тезисы докладов, Братск, 1994). Однако последние экологически не чистые, не осуществляют глубокой очистки клеев и смол от токсических веществ.

Более эффективны наполнители неорганического происхождения, в том числе содержащие кремнезем SiO₂ (Каратаев С.Г. и др. Применение нового наполнителя для клеев на основе карбамидоформальдегидных смол склеивании древесины и древесных материалов. Ленинградская лесохимическая академия, 1990), (авт. св. СССР, 1703671), глинозем Al₂O₃, каолин Al₂O₃SiO₂ (Панов В.В., Паладийчук Г. Н. Приготовление и анализ клеев в деревообработке, Львов, 1985) и глины алюмосиликатной природы (Варанкина Г.С., Высоцкий А.В., Белослудцева Е.В. Высокоэффективные и малотоксичные наполнители алюмосиликатной природы фенолоформальдегидных клеев для фанеры и ДСтП. Жур. технологии деревообработки, 1995, N 3, с.6-8). Сведения о наполнителях - алюмосиликатах содержатся также в работе (Наполнители для полимерных композиционных материалов. Справ. пособие под ред. Каца Г.С., -М.: Химия, 1981, с. 221).

По химическому составу наполнителя все эти работы, особенно работа (авт. св. СССР N 1703671) могут выступать аналогами. Однако состав клеевой композиции в большинстве этих работ содержит фенолоформальдегидные смолы и наполнитель.

Близким аналогом по составу клеевой композиции выступает работа (Патент, SU, N 1838356), где клей содержит NH₄Cl и мочевино-формальдегидную смолу, в которой формальдегид связывают для получения ДВП повышенной прочности и водостойкости.

Предложенная нами композиции отличается от известной тем, что в качестве наполнителя она содержит природный алюмосиликат жестко-каркасной структуры.

Технической задачей изобретения является снижение токсичности карбамидоформальдегидных смол и древесных клееных материалов на их основе с целью повышения прочности ДСтП, снижение времени отверждения смолы и повышения производительности клеевого оборудования.

Задача достигается введением в клеевую композицию из карбамидоформальдегидной смолы и отвердителя NH₄Cl наполнителя - природный алюмосиликат жесткокаркасной структуры. Такой материал находится в одном месторождении Сибири, относится к нерудным минералам и состоит из смеси монтмориллонитовых глин (≈ 60 - 70%), алюмосиликатов жесткокаркасной структуры (≈ 20 - 25%), а также полевых шпатов и кварца (≈ 10 - 15%).

Активный наполнитель представляет минеральное вещество в виде тонкодисперсного порошка различного фракционного состава (чаще ≈ 0,5 - 1,5 мм) и состоит из оксидов кремния, алюминия, оксидов металлов I, II, VIII групп. Приведенный ниже химический состав относится к брутто-формуле всего наполнителя, а не отдельных минералов.

Содержания основных ингредиентов наполнителя (%) могут быть взяты как среднестатические составы на различных участках природного месторождения SiO₂ - 47,5 - 51,5 Al₂O₃ - 13,4 - 31,8 CaO+MgO - 9,9 - 13,5 No₂O+K₂O - 2,1 - 3,2 FeO, Fe₂O, TiO₂ - 9,3 - 12,9 Физико-механические свойства наполнителя представлены в табл. 1.

Клеевую композицию приготавливали на основе малотоксичной карбамидоформальдегидной смолы марки КФ-МТ-15 введением в нее отвердителя NH₄Cl и активного наполнителя алюмосиликата (АС) с дальнейшим механическим перемешиванием в течение 9 - 10 ч контакт смолы с АС. Состав клеевой композиции представлен в табл. 2.

Основные физико-химические свойства клеевой композиции на основе смолы КФ-МТ-15, содержащей активный наполнитель, а также прочностные характеристики ДСтП, представлены в табл. 3.

Из таблицы видно, что имеет место повышение прочности клеевого шва, понижение времени отверждения смол и как результат - повышение производительности клеевого оборудования.

Формула изобретения

Низкотоксичная клеевая композиция, включающая карбамидоформальдегидную смолу, отвердитель NH₄Cl, активный наполнитель, отличающаяся тем, что она в качестве активного наполнителя содержит природный алюмосиликат жесткокаркасной структуры при следующем соотношении компонентов, мас.%: Карбамидоформальдегидная смола - 89 - 92 Отвердитель NH₄Cl - 1
Природный алюмосиликат жесткокаркасной структуры - 7 - 10

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4