Способ склеивания древесных материалов
Владельцы патента RU 2439115:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная лесотехническая академия" (RU)
Изобретение относится к технологии получения клеевых соединений и может быть использовано в строительной и деревообрабатывающей промышленности при изготовлении клееных материалов. На поверхности, подлежащие склеиванию, наносят синтетический клей КФЖ на основе карбамидоформальдегидной смолы. Соединяют эти поверхности. Склеиваемые детали помещают между полюсами постоянного тока электромагнита таким образом, чтобы магнитные силовые линии были направлены перпендикулярно клеевому шву с напряженностью (3-24)×104 А/м. Клей в качестве кислотного отвердителя содержит отход химического производства, содержащий не менее 80% малеиновой кислоты в количестве от 0,5 до 2,0 мас.ч. на 100 мас.ч. карбамидоформальдегидной смолы. Изобретение позволяет повысить прочностные показатели клеевых соединений. 1 табл.
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.
