Способ получения термопластичных слоистых пластиков и термопластичной древесины

 

Класс 39Ь, 22

CC CP № 70699

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А. А. Берлин и Соловье

Способ получения термопластичных слоистых пластиков и термопластичной древесины

Заявлено 1 августа 1946 года в Министерство авиационной промышленности СССР за № 10452 (348166) Опубликовано 30 апреля 1948 года

Придание древесине и древесным пластмассам высокой термопластичности при температурах выше 100—

120 имеет большое практическое значение.

Ранее были предложены способы придания древесине термопластичности и получения на базе термопластичного древесного шпана слоистых древесных пластмасс. При этом пре.дусматривались две раздельные операции.

1. Пластификация древесины с целью придания ей термопластичности.

2. Пропитка пластифицированного (термопластичного) шпона резольными смолами с целью повышения физико-механических свойств и до. стижения прочной склейки древесного пластика.

Однако применение при этом способных переходить в неплавкое и нерастворимое состояние резольных смол несколько снижало термопластичность древесины, так как после прессования смола, пропитывающая древесный шпон, в значительной степени теряла плавкость и текучесть.

17 Свод в. 4.

Достаточно высокая термопластичность древпластика может быть достигнута лишь в том случае, если слои термопластичного шпана склеены смолой, также обладающей термопластичностью в определенном интервале температур. В том же случае, когда древпластику необходимо придать повышенную эластичность или сочетать свойство размягчаемости при повышенной температуре с остаточной эластичностью при нормальной или пониженной температурах, склеивающая пластифицированный шпон смола также должна обладать соответствующими качествами. Однако чисто термопластичные смолы не являются идеальной склеивающей смолой для древесных термопластиков, так как в этом случае нельзя достигнуть удовлетворительной прочности склейки и температуроустойчивости клеевого шва.

Для получения древесного слоистого термопластика в качестве склеивающего вещества предлагается применять неплавкую, но эластичную в рабочем интервале температур смоляную композицию. Предлагаемый

257 № 70699 способ получения пластифицированной древесины и пластических масс обладает следующими преимуществами.

1. Пластификатор древесины вводится в применяемую для склейки смолу, что исключает необходимость предварительной пластификации шпона.

2. Пластификатор, вступая во взаимодействие со смолой, придает ей повышенную эластичность в определенном интервале температур, что устраняет снижение термопластичности вследствие перехода резола в стадию резита.

3. Разработанный способ может быть с успехом применен не только для получения термопластичной древесины и слоистых древесных пластмасс, но также для придания листовым слоистым пластмассам на основе бумаги (гетинакс), ткани (текстолит) или стеклоткани (стеклотекстолит), повышенной эластичности и термопластичности.

Пример 1. Спирторастворимая или водорастворимая резальная фенолформальдегидная или крезолфор. мальдегидная смола смешивается с

10 — 50% (от веса резола) новолачной смолы, полученной на основе фенола, крезола, ксиленолов или смеси древесных фенолов. Древесный шпон .пропитывается при нормальной температуре, полученной смоляной ком,позицией. В древесину вводится 15—

25% смолы от веса абсолютно сухого древесного вещества, после чего дре.весина или шпон высушивается до влажности 6 — 8% (температура сушки 40 — 60 ).

Высушенный шпон прессуется при температуре 145 — 155 С, причем, если процент введенного новолака превышает 20, время выдержки под прессом увеличивается на каждые 10% смолы на 25%.

В процессе прессования 50 — 60% новолака вступает в реакцию с резолом, причем роль формальдегида в этом случае, повидимому, выпол.няют молекулы резольной смолы, содержащие метилольные группы. Получающаяся резольно-новолачная смола отличается от обычного резола тем, что даже после длительного нагрева

258 при температуре 140 †1 С она не теряет эластичности в интервале температур 120 †1 С. Свободный новолак (50 — 40% от веса введенного в смесь новолака) является пластификатором древесины и позволяет значительно повысить ее термопластичность, Пластифицирующее действие новолака на древесину основано на том, что эта смола способна реагировать с лигнином межклеточного вещества и клеточных стенок с образованием термопластичных «внутридревесных смол». Вследствие такого взаимодействия лигнин освобождается от связи с целлюлозой, чем обеспечивается возможность передвижения фибрил при повышенных температурах и при приложении давления.

Полученный таким образом слоистый древпластик имеет высокие физикомеханические свойства (о, = 2200—

2800, Е =20010 и т. п.) и может быть применен для получения сложных деталей методом термогнутья и термоштамповки листового материала при температуре 120 — 150 С.

Пример 2. К спирторастворимой (или водорастворимой) резольной смоле добавляется 10 — 40% одного из ацеталей поливинилового спирта, содержащего 10 — 25% свободных гидроксильных групп. Далее, все операции выполняются, как указано в примере 1, с той разницей, что продолжительность выдержки под прессом при температуре 145 — 155 С увеличивается, начиная с добавок поливинилацеталя, в количестве

25 — 30о/

Введенный ацеталь также способен реагировать с метилольными группами резольной смолы с образованием неплавкой эластичной смолы в то время, как непрореагировавшая содержащая ОН вЂ” группы часть этого вещества способна взаимодействовать с карбонильными группами лигнина с образованием плавкой эластичной смолы. Освобождение лигнина от связи с целлюлозой в этом случае также приводит к повышению термопластичности древесины.

Листовой слоистый пластик, полученный на основе эластичной смолы и термопластического наполнителя древесного шпона, может легко формоваться термогнутьем или термоштамповкой при низких давлениях и температурах порядка 120 — 140 С.

Пример 3, Измельченные отходы термопластичного шпона, полученного согласно примерам 1 и 2, применяются для прессования сложных деталей малого и среднего габарита. Прессование осуществляется под давлением 150 — 300 кг/м при температуре 145 — 155 С. Преимущество применения отходов термопластичного шпона заключается в том, что этот материал вследствие своей высокой термопластичности позволяет применять значительно меньшие давления и получать более сложные детали чем в случае отходов от производства балинита или дельта-древесины. Кроме того, необходимо отметить, что отходы пластифицированного по примерам 1 и 2 шпона позволяют получать прессдетали значительно большей ударной прочности.

Пример 4. Брусковая древесина толщиной 10 — 50 мм (и более) пропитывается спиртовыми или водными растворами новолачной смолы или упомянутых в примере 2 ацеталей, содержащих не менее 10 и не № 70699 более 25% свободных гидроксильных групп. Длительность пропитки при температуре 20 С равна примерно

3 — б часам на 1 мм толщины. Пропитка может быть ускорена применением метода вакуумдавления. Полученная древесина высушивается при температуре 20 С или при повышенной температуре (40 — 50 С и влажность 80 — 82%) до влажности 8 — 12%, процент вводимой смолы должен быть не ниже 10 и не превышать 25, Достигаемые в этом случае радиусы кривизны при постоянной влажности древесины зависят от процентного содержания пластификатора — смолы, температуры штамповки и т. п. Для

10-мл брусков достигается отношение толщины: радиус = 1: 3 — 4.

Предмет изобретения

Способ получения термопластичных слоистых пластиков и термопластичной древесины с применением резольных смол, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что исходное сырье склеивают или пропитывают резольной смолой, смешанной с 10 — 50% новолачной смолы или поливинилацеталя с 10 — 25% свободных гидроксильных групп.

Отв. редактор М. М. Акишин

17*

Редактор В. Ф. Смирнов

259