Способ склеивания древесных материалов

Изобретение относится к технологии выполнения клеевых соединений и может использоваться при склеивании древесных материалов. Изобретение решает задачу увеличения прочности клеевых соединений древесных материалов и увеличения скорости отверждения клеевого шва. Достигается это тем, что в способе склеивания древесных материалов, включающем операцию нанесения клея на склеиваемые поверхности, соединение склеиваемых поверхностей до полного отверждения клея, согласно изобретению клей предварительно обрабатывают в магнитном поле с напряженностью 3-24·10⁴ А/м в течение 30 минут. 4 табл.

 

Изобретение относится к технологии выполнения клеевых соединений и может использоваться при склеивании древесных материалов.

Известен способ склеивания древесных материалов, выбранный в качестве прототипа, включающий операцию нанесения клея на поверхности, подлежащие склеиванию, открытую выдержку и соединение поверхностей до полного отверждения клея под воздействием постоянного магнитного поля с напряженностью 3…24*10⁴ А/м (Патент РФ №229857,4 C09J 5/00, 10.05.2007, Бюл. №13).

Исследования показали, что несмотря на высокую адгезионную прочность обработанных склеенных изделий не все из них можно поместить между обкладками электромагнита. Для этого способа склеивания требуются малогабаритные детали.

Изобретение решает задачу снижения расхода клея при одновременном увеличении прочности клеевых соединений древесных материалов.

Достигается это тем, что в способе склеивания древесных материалов, включающем операцию нанесения клея на склеиваемые поверхности, соединение склеиваемых поверхностей до полного отверждения клея, согласно изобретению клей предварительно обрабатывают в магнитном поле с напряженностью 3…24·10⁴A/м в течение 30 минут. На склеиваемые поверхности наносят клей КФЖ, ПВА или клей «SUPRATERM 436» (супротерм 436).

Способ осуществляют следующим образом. Между полюсами электромагнита помещают емкость с клеем, количество которого равно расходу на смену, и подвергают магнитной обработке в течение 30 минут. На поверхности деталей из древесных материалов наносят слой обработанного клея, расход которого составляет 180…250 г/м², и соединяют склеиваемые поверхности.

В результате воздействия на клей постоянного магнитного поля с напряженностью 3…24*10⁴ A/м прочность клеевого соединения значительно возрастает. Например, прочность склеенных образцов из дуба увеличивается на 25% (с использованием смолы КФЖ и клея ПВА) и на 95,6% при склеивании супротерм 436 по сравнению с обычным склеиванием. Увеличение напряженности выше 24·10⁴A/м не ведет к существенному увеличению предела прочности.

Также экспериментально доказано, что происходит изменение вязкости клеевой композиции, как следствие уменьшается расход клея на 10%, при склеивании массивной древесины обработанным клеем по сравнению с необработанным. Опытным путем установлен такой факт, как ускорение процесса отверждения клеевой прослойки на 30% в случае применения при склеивании в качестве адгезива обработанного клея.

Предлагаемый способ склеивания древесных материалов может быть применен для ряда клеев например:

- КФЖ ГОСТ 14231-88 (смола карбамидоформальдегидная повышенной жизнеспособности) применяется для производства фанеры, мебели, строительно-столярных изделий и др. Массовая доля свободного формальдегида 0,5…0,9%, концентрация водородных ионов рН 7,5-8,7, массовая доля сухого остатка 67±2%;

- ПВА ДФ 50/5Н ГОСТ 18992-80 (ПВА - дисперсия поливинилацетатная гомополимерная грубодисперсная, Д - дисперсия, Ф - дибутилфталат или диизобутилфталат, 50 - минимальное содержание сухого остатка 50%, 5 - содержание пластификатора в пересчете на сухой остаток в процентах - 5%, Н - низковязкая) рекомендуется для применения в бытовой химии, строительной и деревообрабатывающей промышленности, текстильной промышленности, производстве упаковок и др.;

- Клей «SUPRATERM 436» (водная полиуретановая дисперсия) плотность около 1,05 г/см³, рН - 7, применяется для 3-мерного приклеивания термопластичной мебельной пленки на МДФ-плиты или другие материалы с мелкопористой структурой.

В таблице 1 с приведены результаты испытаний с использованием смолы КФЖ (карбомидо-формальдегидная повышенной жизнеспособности), в таблице 2 с использованием клея ПВА (поливинилацетат), в таблице 3 - супротерм 436 (раствор полиуританововый). Испытания проводились с использованием образцов, выполненных из дуба, в таблице 4 - приведены результаты эксперимента по влиянию напряженности магнитного поля на расход смолы КФЖ при склеивании массивной древесины. Из этих данных видно, что при обработке смолы в магнитном поле происходит уменьшение расхода клея на 10% при одновременном повышении прочности клеевого соединения.

Таблица 1
Клей	Вид испытаний	Напряженность поля, А/м	Предел прочности, МПа	Количество образцов	Увеличение прочности, %
КФЖ	скалывание	-	8,20	10	0
		3	9,20		12
		6	10,40		22
		9	10,70		23,6
		12	10,70		23,8
		15	10,80		24,7
		18	10,82		24,7
		21	10,83		24,7
24	10,83	24,7

Таблица 2
Клей	Вид испытаний	Напряженность поля, А/м	Предел прочности, МПа	Количество образцов	Увеличение прочности, %
ПВА	скалывание	-	7,90	10	0
		3	8,53		7
		6	10,01		20
		9	10,26		22,4
		12	10,51		24,4
		15	10,60		25
		18	10,59		25
		21	10,60		25
24	10,59	25

Таблица 3
Клей	Вид испытаний	Напряженность поля, А/м	Предел прочности, МПа	Количество образцов	Увеличение прочности, %
Супро- терм 436	скалывание	-	2,5	10	0
		3	2,95		18,0
		6	3,33		33,2
		9	3,65		46,0
		12	4,00		60,0
		15	4,39		75,6
		18	4,73		89,2
		21	4,89		95,6
24	4,94	97,6

Таблица 4
Клей	Вид испытаний	Напряженность поля, А/м	Предел прочности, МПа	Количество образцов	Вязкость клея, при 20°С, по ВЗ-4, с	Расход клея, г/м2
КФЖ	скалывание	-	8,20	10	120	180
		3	9,20		120	180
		6	10,40		80	180
		9	10,70		80	175
		12	10,70		80	175
		15	10,80		80	170
		18	10,82		80	165
		21	10,83		80	160
24	10,83	80	160

1. Способ склеивания древесных материалов, включающий операцию нанесения клея на склеиваемые поверхности, соединение склеиваемых поверхностей до полного отверждения клея, отличающийся тем, что клей предварительно обрабатывают в магнитном поле с напряженностью 3-24·10⁴ А/м в течение 30 мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на склеиваемые поверхности наносят клей КФЖ, ПВА или супротерм 436.