Клей

 

: -, - Ф Я

ИЛЮХИ . ià- .,"..К е,Му бпбми) е ЫЬА

Союз Соьетских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 13.09.73 (21) 1958720/05 (23) Приоритет — (32) 14.09.72 (51) М. Кл.

С 09J 3/16 (33) Финляндия (43) Опубликовано 30.05.79. Бюллетень № 20 (45) Дата опубликования описания 30.05.79 (53) УДК 668.395 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Лвторы изобретения с

Иностранцы

Кай Г. Форсс и Агнета Г. М. Фурманн (Финляндия) Иностранная фирма

«Ой Кескуслабораторио-Сентраллабораториум А. Б.» (Финляндия) (71) Заявитель (54) КЛ ЕЙ

10 сУд Р " " " M (31) 2527/72

Изобретение относится:к области получения и применения клеев,для фанеры, древесно-стружечных плит и других волоки истых м атер и ал ов.

Известен клей, содержащий фенолформальдегидную смолу и лигнин — отход производства целлюлозы (1).

Однако этот клей не пригоден для склеивания древесных материалов из-за малой прочности.

По технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению наиболее близким является клей, содержащий высокомолекулярный лигносульфонат (прод,кт нейтрализации сульфитного щелока при варке 15 целлюлозы), фенолформальдегидную смолу и воду. Содержание лигносульфонатов с молекулярным весом свыше 5000 в продукте нейтрализации составляет 42 — 45 /а (2). 20

Этот клей позволяет получить прочность склеенного материала свыше 20 кг/ему, но его водостойкость незначительна.

Цель изобретения — повышение прочности и водостойкости склеенных волок- 25 нистых материалов.

Достигается это тем, что клей, включающий лигносульфонаты, фенолформальдегидную смолу и воду,:в качестве лигносульфонатов содержит высокомолекулярную фракцию с содержание лигносульфонатов молекулярного веса свыше 5000 от

55 до 90 /а, причем молекулярного веса свыше 80000 — от 1 до 40 /а при следующем соотношении компонентов, вес. "/а ..

Лигносульфонаты 6 — 63

Фенолформальдегидная смола 3 — 58

Вода Остальное

В клей дополнительно могут вводиться и другие добавки — полиоксиметилен, мел, гидроокись натрия.

Пример 1. Для приготовления клея используют натриевые лигносульфонаты с содержанием лигносульфонатов молекулярного веса (Mw) свыше 5000 67 /а. Содержание лигносульфонатов с молекулярным весом более 80000 составляет 11 вес. а/а.

50а/,-ный водный раствор этих лигносульфонатов имеет вязкость выше 80000 сПз по вискозиметру Бруифильда, 50 замеров (мин, 23"С). Величина рН 10а/а-ного водного раствора составляет 8,2.

160 г этих лигносульфонатов растворяют в

300 г воды. Затем раствор смешивают "

600 г фенолформальдегидной смолы с со665813

Таблица 3

Образцы

Показатели мокрые сухие

Таблица 1

Напряжение сдвига, кг см

Разрушение, 33,6 + 3,6

20,2 1,4

Образцы

90

Показатели сухие мок pble

35,1 ь 1,7 о2о, о

Напряжение сдвига, кг. сьев

Разрушен с, у, 91

Таблица 2

Образцы

Показатели сухие мокрые

35,1 + 1,7

20* 1,5

Напряжение сдвига, кг/см

Разрушение, о

10,3

4,0

3 держанием твердых частиц, равном 40%

Добавляют 10 г полиоксиметилена и смесь перемешивают в течение 60 мин. Вязкость клея равна 216 сПз.

Технология производства фанерных плиг аналогична технологии, приведенной в примере 1. Изготовляют пять плит. Из каждой плиты вырезают кусок для проведения испытания на прочность в сухом состоянии и кусок для испытания на прочность в мокром состоянии.

Результаты испытаний приведены в табл. 1 (средние величины из 25 кусков, а также доверительные пределы в 95% вероятности) .

Пример 2. Для приготовления клея используют натриевые лигносульфонаты с содержанием фракции с Mw более 500083%, а Mw более 8000 — 29%. Вязкость 50%-ного водного раствора 800 Пз; рН 10%-кого раствора — 7,4.

Аналогично примеру 1 изготовляют клей с вязкостью 640 сПз, с использованием которого изготовляют трехслойную фанеру.

Результаты приведены в та бл. 2.

Пример 3. Для приготовления клея используют лигносульфонаты с содержанием 50 фракции с Mw свыше 5000 61%, а Mw свыше 80000 — 7%.

Вязкость 50%-ного раствора 800 Пз, рН

10 -ного раствора 7,6.

160 г этих лигносульфонатов растворяют 55 в 300 г воды. Раствор смешивают с 600 г фенолформальдегидной смолы с содержанием твердых частиц, равном 40%. К раствору прибавляют 5 r полиоксиметилена, 10 г пшеничной муки, 10 г мела и 20 г дре- 60 весной муки. Клей перемешивают в течение 60 мин, После этого вязкость клея составляет 660 сПз, а через 48 ч — 712 сПз.

Технология производства фанерных плит аналогична технологии, приведенной в при- 65

4 мере 1. Изготовляют 5 плит. Из каждой плиты вырезают кусок для проведения испытания на прочность в сухом состоянии и кусок — для испытания на прочность в мокром состоянии.

Характеристика плит приводится в табл. 3 (средние величины из 25 кусков, а также доверительные пределы в 95% вероятности) .

Пример 4. Клей для древесно-стружечных плит готовят из лигносульфонатов, содержащих фракцию с Mw более 5000 57% и фракцию с Mw более 80000 — 5%.

10000 г этих лигносульфонатов растворяют в 970 r воды. К этому водному раствору добавляют 100 г гидроокиси натрия. С раствором смешивают 2500 г технической фенолформальдегидной смолы, 45 г полиоксиметилена и перемешивают 1 ч.

Приготовленный таким образом клей разбрызтивают в стружку, полученную с поверхности березовых бревен и содержащую

2,1% влаги, а также в стружку, полученную из внутренней части березовых бревен и содержащую 3,0% влаги. Содержание сухого вещества разбрызгиваемого клея составляет до 12% от сухой стружки с по- верхности и 10% от сухой стружки из внутренней части бревен. К клею перед разбрызгиванием добавляют 1% парафина в пересчете на сухой вес стружки.

Изготовляют трехслойные плиты, содержащие 40% стружки с поверхности и 60% стружки с внутренней части бревен при объемном весе порядка 750 кг/м и номинальной толщиной 15 мм. Давление спрессовывания составляет 27 кг/смз при времени 60 с и температуре 215 С.

Прочностные свойства древесно-стружечных плит определяют по финскому стандарту 0,12, а свойства набухания и прочность на разрыв после обработки водой в течение 2 ч при температуре 110 С (V 110) — в соответствии со стандартом

ФРГ DIN 68761.

Свойства полученных плит.

Прочность на изгиб, кг/сма 227

Прочность на разрыв, кг/см 6, 0

Набухание по толщине после 2 ч, % 1,7

Набухание по толщине после 24 ч, Испытание V 100, кг/смз

665813

Таблица 4

Образцы после кипячения

Показатели

10 сухие

17,6 — 1,0

32,0 — 1,3.35

Ниже приводятся требования в соответствии с указанными стандартами.

Прочность на изгибе, кг/см Не менее 180

Прочность на разрыв, кг/см Не менее 3,5

Набухание,по толщине после 2 ч, % Не более 6

Набухание по толщине после 24 ч, % Не более 15

Прочность на разрыв после обработки, кг/см 100 — 1,5

Прим ер 5. Для приготовления клея используют лигносульфонаты с содержанием фракций 62 и 8% с Mw соответственно выше 5000 и 80000.

1000 r этих лигносульфонатов растворяют в 1140 г воды. К этому водному раствору добавляют 120 г гидроокиси натрия.

Раствор смешивают с 1670 г технической фенолформальдегидной смолы. Содержание смолы в пересчете на сухое вещество составляет 40%. Затем в раствор добавляют 37 кг полиоксиметилена и перемешивают в течение 60 мин.

Изготовляют грехслойные древесностружечные плиты. Условия производства, объемный вес и нормальная толщина по примеру 4.

Свойства изготовленных плит.

Прочность на изгибе, кг/см 235

Прочность на разрыв, кг/см 7,0

Набухание по толщине после 2 ч, % 2,0

Набухание по толщине после 24 ч, % 1 1,9

Испытание V100,,кг/смз 2,2

Пример 6. Лигносульфонаты натрия используют для получения клея. 90% лигносульфонатов имеет молекулярный вес более 5000 и 40% лигносульфонатов — более 80000. 50%-ный водный раствор этих лигносульфонатов имеет вязкость 80000 сПз (вискозиметр Брукфилда ЯЧТ 50 об/мин, 23 С); рН 10%-ного водного, раствора сост а вл я ет 8,4.

Связующее приготовляют следующим образом.

567 г (36%) водного раствора лигносульфонатов смешивают с 296 г фенолформальдегидной смолы с содержанием твердого:вещества 46 вес. %. К раствору добавляют 55 г мела, 51 г древесной муки и

31 г пшеничной муки. Вязкость раствора

980 оПз (вискозиметр Брукфилда RVT

25 С) .

С использованием клея изготовляют девятислойные древесные фанерные панели.

Содержание влаги в фанере составляет

3 . Количество клея, напыленного на одну сторону фанеры, составляет 160 г/м . Панели подвергают горячему прессованию при

135чС и 14 кг/см в течение 10 мин, Свойства плит определяют.в соответствии с финским стандартом на фанеру, представлены в табл. 4.

Напряжение сдвига, кг/см

15 разрушение древесины, о

Пример 7. 55 вес, % использованных

20 для клея лигносульфонатов имеет молекулярный вес более 5000 и 1 вес. .лигносульфонатов имеет молекулярный вес болсе 80000. 50%-ный водный раствор этих лигносульфонатов имеет вязкость 10000

25 сПз (вискозиметр Брукфилда, 50 об/мин, 23 С). рн 10%-ного водного раствора составляет 6,4.

Связующее приготовляют следующим образом.

30 1250 г (48 вес. %) раствора лигносульфонатов (полученных путем выпаривания

22 вес. % раствора) смешивают с 5220 г фенолформальдегидной смолы с содержанием твердых веществ 46 вес. %, смешение

„5 продолжалось в течение примерно 20 мин.

С использованием этого клея изготовили плиты с тремя слоями. Толщина плиты составляет 20 мм, а объемный вес 750 кг/м .

Количесгво клея, напыленного на струя40 ку, равно 10 в расчете на сухое вещество (сухие стружки). Плиты с частицами получают с использованием сочетания контакта и высокочастотного нагрева; плиты подвергают горячему прессованию при

45 180 С и 27 кт/см и при времени прессования 12 с/мм. Свойства изготовленных плит.

Прочность,н а изгибе, кг/см2 200

Прочность на растяжение, кг/см2 5,8

50 Набухание по толщине (после 2 ч), 2,4

Набухание по толщине после 24 ч, % 1 1,2

Испытание V 100, кг/см 2,2

55 Для сравнения приготовляют клеи на основе лигносульфонатов с 42 и 45% содержанием фракции с Mw более 5000, а также на основе сульфигного щелока с содеряанием 44% этой же фракции. Во всех со60 ставах используют технологию примера 1.

Свойства фанерных плит приведены в табл. 5.

665813

Таолица 5

Образцы сухие мокрые

Клей

Напряжение сдвига, кг/см

Напряжение сдвига, кг/см

Разрушение, %

Разрушение, %

13,2

21,9

Лигносульфонат с содержанием фракции 42%

То же, 45%

Сульфитный щелок

23,6

17,9

10,2

27,9

Формула изобретения

Составитель Ю. Крейндлин

Техред Н. Строганова

Корректор А. Галахова

Редактор Т, Никольская

Заказ 1043/14 Изд. № 362 Тираж 779 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр Сапмиова, 2

Требования стандарта для фанерных плит. сухие: напряжение сдвига 20,9 кг/см, разрушение свыше 50%. мокрые: напряжение сдвига 14,1 кг/см, разрушение свыше 50%.

Таким образом, использование в клее предложенных лигносульфонатов позволяет в 1,5 — 2 раза повысить прочность и водостойкость склеенных изделий.

Изобретение рекомендуется к использованию при производстве фанеры, мебели и отделочных материалов.

Клей, включающий лигносульфонаты, фенолформальдегидную смолу и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и водостойкости склеенных волокнистых материалов, в качестве лигносульфон атон он содержит высокомолекулярную фракцию с содержанием лигносульфонатов молекулярного веса свыше 5000 от

55 до 90%, причем молекулярного веса свыше 80000 — от 1 до 40% при следующем соотношении компонентов, вес.

Лигносульфонаты 6 — 63

10 Фенолфор мал ьдегидна я смола 3 — 58

Вода Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

r5 1. Чудаков M. И. «Промышленное использование лигнина», М., «Лесная промышленность», 1972, с. 172 — 182.

2. Патент Японии, кл. 26D 2, № 28593, опубл. 1970.