Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

клей для изготовления костроплит

Классы МПК:C09J161/10 продуктов феноло-формальдегидной конденсации
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромской государственный технологический университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-11-24
публикация патента:

Изобретение относится к получению клеев на основе фенолформальдегидных смол, используемых в деревообрабатывающей промышленности при изготовлении костроплит. В состав клея на основе водорастворимой фенолформальдегидной смолы СФЖ-3014 100 мас.ч. при смешивании вводят дополнительно поливинилацетатную дисперсию 10-20 мас.ч. Дисперсия поливинилацетата содержит пластификатор-дибутилфталат. Изобретение позволяет создать клей, обеспечивающий равномерное осмоление частиц костры льна при изготовлении костроплит, повысить пластичность клеевого соединения и увеличить физико-механические характеристики готовой продукции. 4 табл.

Изобретение относится к получению клеев на основе фенолформальдегидных смол, используемых в деревообрабатывающей промышленности при изготовлении костроплит.

Известен клей для производства древесностружечных плит на основе водорастворимой фенолформальдегидной смолы резольного типа (Доронин Ю.Г. Синтетические смолы в деревообработке / Ю.Г. Доронин, С.Н. Мирошниченко, М.М. Свиткина. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Лесная промышленность, 1987. - С.102-106).

Однако при использовании такого клея при осмолении костры льна в производстве костроплит не удается достичь равномерного его распределения по поверхности всех частиц. Как правило, на поверхности готовой плиты присутствуют участки с повышенным содержанием связующего и участки слабо осмоленные. Неравномерность осмоления костры приводит к нестабильности свойств по толщине и формату плиты, что негативно отражается на качестве продукции.

Технической задачей изобретения является создание клея на основе водорастворимой фенолформальдегидной смолы резольного типа, обеспечивающего равномерное осмоление частиц костры льна при изготовлении костроплит, повышение пластичности клеевого соединения и увеличение физико-механических характеристик готовой продукции.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в состав клея, включающего водорастворимую фенолформальдегидную смолу СФЖ-3014 при смешивании в качестве модификатора дополнительно вводят поливинилацетатную дисперсию, содержащую пластификатор дибутилфталат, при следующем соотношении компонентов, масс.ч:

Водорастворимая фенолформальдегидная смола клей для изготовления костроплит, патент № 2495897
СФЖ-3014 100;
Поливинилацетатная дисперсия, содержащаяклей для изготовления костроплит, патент № 2495897
пластификатор дибутилфталат 10-20.

Клей готовят следующим образом. Исходные компоненты смешивают в установках приготовления связующего непрерывного действия, например ДКС-1. Компоненты связующего (водорастворимая фенолформальдегидная смола СФЖ-3014, поливинилацетатная дисперсия, содержащая пластификатор дибутилфталат) в соответствующих пропорциях подаются раздельно насосами-дозаторами в лабиринтную мешалку, где происходит смешивание компонентов клея между собой и образование однородного клеевого состава. Из лабиринтной мешалки подготовленное связующее подается в смеситель на стадию осмоления наполнителя.

Существенным признаком, отличающим заявляемое техническое решение от прототипа, является то, что в клеевой состав на основе водорастворимой фенолформальдегидной смолы резольного типа при смешивании дополнительно вводят поливинилацетатную дисперсию, содержащую пластификатор дибутилфталат, в количестве 10-20 масс.ч, что позволяет улучшить равномерность распределения клея по частицам костры, повысить пластичность клеевого соединения и увеличить физико-механические показатели костроплит.

Требуемое количество вводимого модификатора - поливинилацетатной дисперсии, содержащей пластификатор дибутилфталат, определено на основе экспериментальных исследований с привлечением основных положений теории смачивания и адгезии, согласно которой полимерные составы, применяемые при осмолении наполнителей, должны обеспечивать полное смачивание поверхности субстрата. Для достижения полного смачивания и высокой адгезии необходимо, чтобы поверхностное натяжение субстрата (костры льна) было больше поверхностного натяжения адгезива (клея) (Берлин А.А. Основы адгезии полимеров / А.А. Берлин, В.Е. Басин. - М.: Химия, 1974. - С.78). Согласно данной теории равномерность осмоления частиц наполнителя и адгезионный контакт повышаются при снижении поверхностного натяжения адгезива до уровня поверхностного натяжения субстрата и снижении краевого угла смачивания.

Поливинилацетатная дисперсия, содержащая пластификатор дибутилфталат, обладает меньшим поверхностным натяжением (48,6 МДж/м2), чем водорастворимая фенолформальдегидная смола резольного типа (73,2 МДж/м2), при их совмещении происходит снижение поверхностного натяжения клеевого состава за счет присутствия в поливинилацетатной дисперсии эмульгатора - поливинилового спирта, который действует как поверхностно-активное вещество. Кроме этого входящий в состав дисперсии ПВА пластификатор - дибутилфталат способствует повышению пластичности отвержденного модифицированного клея.

При введении в состав клея на основе водорастворимой фенолформальдегидной смолы резольного типа поливинилацетатной дисперсии, содержащей пластификатор дибутилфталат, наблюдается снижение краевых углов смачивания (табл.1).

В табл.2 приведены сравнительные физико-механические характеристики костроплит, изготовленных с применением клея на основе водорастворимой фенолформальдегидной смолы резольного типа марки СФЖ-3014 с введением в ее состав в качестве модификатора поливинилацетатной дисперсии, содержащей пластификатор дибутилфталат, марки ДФ50Н в количестве от 0 до 30 масс.ч. Из табл.2 видно, что при введении в клеевой состав поливинилацетатной дисперсии, содержащей дибутилфталат, повышаются физико-механические характеристики костроплит, при этом значимое увеличение физико-механических характеристик костроплит достигается при введении в клеевой состав 10-20 масс.ч. поливинилацетатной дисперсии, содержащей дибутилфталат. Данное количество вводимой добавки следует считать рациональным.

В табл.3, 4 представлены основные реологические характеристики исследуемых клеевых составов в отвержденном состоянии. Полученные результаты свидетельствуют о повышении модулей упругости и эластичности отвержденных модифицированных клеевых композиций и приближении их к соответствующим значениям для костры льна. Кроме этого при данной модификации существенно уменьшается усадка отвержденной клеевой композиции, что снижает вероятность появления внутренних напряжений в клеевых соединениях.

Таблица 1
Характеристики исследуемых адгезивов
АдгезивВязкость по В3-4, с Поверхностное натяжение, клей для изготовления костроплит, патент № 2495897 , мДж/м2Косинус угла смачиванияУгол смачивания, град.
СФЖ-301463 73,20,327 70° 54'
СФЖ-3014+10%ПВА 6058,7 0,37767° 48'
СФЖ-3014+20% ПВА58 55,60,45862° 42'
СФЖ-3014+30% ПВА 5753,3 0,50060° 0'
ПВА4648,6 0,82734° 12'

Таблица 2
Сравнительные свойства костроплит на основе смолы СФЖ-3014
Расход абсолютно сухого связующего, %Количество модификатора (дисперсии ПВА), %Предел прочности при изгибе, МПа Предел прочности при отрыве, МПа Разбухание по толщине, %Водопоглощение, %
115 015,2 0,3813,243,4
215 1019,10,46 10,136,7
315 2020,40,48 11,443,0
415 3017,20,40 14,249,5

Таблица 3
Деформации образцов за время приложения нагрузки (определенные на консистометре Хепплера)
Образец Упругая деформация клей для изготовления костроплит, патент № 2495897 упр, мм·10-2 Эластическая деформация клей для изготовления костроплит, патент № 2495897 э, мм·10-2 Остаточная деформация

клей для изготовления костроплит, патент № 2495897 ост, мм·10-2
Общая деформация клей для изготовления костроплит, патент № 2495897 общ, мм·10-2 Время приложения нагрузки клей для изготовления костроплит, патент № 2495897 , с
СФЖ-3014 818,5 17,5170
СФЖ-3014+10%ПВА10 1,59,521 190
СФЖ-3014+20% ПВА111,5 1426,5 190
СФЖ-3014+30% ПВА 11,51,514,5 27,5190
Костра льна9,5 210,5 22150
Примечание. При введении в клеевой состав бутанола-1 деформационные свойства отвержденных модифицированных клеев практически не изменяются

Таблица 4
Реологические свойства отвержденных клеев и наполнителей композиционных материалов
Образец Модуль упругости Е1, МПаМодуль относительной

медленной эластической деформации Е 2, МПа
Модуль эластичности Е э, МПа
СФЖ-3014 7506000666,7
СФЖ-3014+10% ПВА 600,04000521,7
СФЖ-3014+20% ПВА 545,54000480,0
СФЖ-3014+30% ПВА 521,74000461,6
Костра льна 631,63000521,7

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Клей для изготовления костроплит, включающий водорастворимую фенолформальдегидную смолу СФЖ-3014, отличающийся тем, что в состав клея при смешивании дополнительно вводят поливинилацетатную дисперсию, содержащую пластификатор дибутилфталат, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

водорастворимая фенолформальдегидная смола клей для изготовления костроплит, патент № 2495897
СФЖ-3014 100
поливинилацетатная дисперсия, содержащаяклей для изготовления костроплит, патент № 2495897
пластификатор дибутилфталат 10-20


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2495897

patent-2495897.pdf

Наверх