способ получения малотоксичных клееных материалов

Формула изобретения

1. Способ получения малотоксичных клееных материалов путем введения в связующее на основе резольной фенолоформальдегидной смолы добавки, нанесения связующего на древесину с последующим горячим прессованием, отличающийся тем, что в качестве добавки используют нитрозированную резольную фенолоформальдегидную смолу в количестве 1 - 7% от массы абсолютно сухой смеси.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавку вносят в связующее перед горячим прессованием.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что внесенную добавку размешивают со связующим до полного равномерного распределения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения композиционных материалов на основе синтетических связующих, предназначенных для строительной и мебельной промышленности.

Известен способ получения малотоксичных композиционных материалов путем варьирования отношения фенол - формальдегид в используемых при их производстве фенолоформальдегидных смолах резольного типа. Однако способ не позволяет значительно снизить количество свободного формальдегида в готовых клеевых материалах, т. к. возможность варьирования отношения фенол - формальдегид ограничена /1/.

Известен способ получения малотоксичных клееных материалов, в частности изготовленных на основе карбамидоформальдегидных смол /1/ путем внесения на этапе приготовления связующего модифицирующей добавки, например мочевины.

Недостатком данного способа является то, что применяемая в данном способе добавка (мочевина) имеет с формальдегидом обратимое взаимодействие и при высоких температурах формальдегид снова выделяется из изделия. Данный метод может быть использован при получении клееных материалов на основе фенолоформальдегидных смол /2/.

Предлагаемый способ позволяет получить технический результат, заключающийся в том, что снижение токсичности клееных материалов, изготовленных на основе фенолоформальдегидных смол резольного типа, осуществляется за счет снижения эмиссии формальдегида в процессе их изготовления и непосредственно после него.

Сущность изобретения заключается в следующем. В способе получения малотоксичных клееных материалов путем введения в связующее на основе резольной фенолоформальдегидной смолы добавки, нанесения связующего на древесину с последующим горячим прессованием, в качестве добавки используют нитрозированную резольную фенолоформальдегидную смолу в количестве 1-7% от массы абсолютно сухой смолы /3/.

Добавку вносят в смолу перед стадией горячего прессования. Внесенную добавку размешивают со связующим до полного равномерного распределения.

Присутствие нитрозогрупп в фенолоформальдегидной смоле резольного типа позволяет улавливать формальдегид, выделяющийся в процессе прессования за счет окислительно-восстановительной реакции нитрозогрупп и формальдегида.

От наиболее близкого аналога заявляемый способ отличается тем, что снижение эмиссии формальдегида в процессе изготовления малотоксичных клееных материалов осуществляется за счет введения в связующее добавки на основе нитрозированной резольной фенолоформальдегидной смолы, в количестве 1 -7%.

Изобретательский уровень данного способа определяется тем, что известно применение нитрозированной фенолоформальдегидной смолы для получения устойчивых комплексов с металлами /4/, а также добавкой к резине для улучшения их адгезии к металлам /5, 6/, однако использование нитрозофенолформальдегидных смол резольного типа в качестве добавки, снижающей количество свободного формальдегида в готовых клееных материалах, авторами установлено впервые. Также использование добавки в количестве 1-7% от массы смолы в расчете на сухое вещество, позволяет решить поставленную техническую задачу.

Сущность изобретения поясняется чертежом, представлена схема приготовления связующего из фенолоформальдегидной смолы, где 1 - емкость для хранения исходной фенолоформальдегидной резольной смолы, 2 - насосы, 3 - фильтры, 4 - дозаторы, 5 - резервуар для приготовления клея.

Изготовление нитрозированной фенолоформальдегидной смолы осуществляется по стандартной методике нитрозирования фенольных производных нитритом натрия в среде серной кислоты /7/.

Исходную фенолоформальдегидную смолу резольного типа растворяют в дистиллированной воде до концентрации 22%. В полученный раствор добавляют нитрит натрия и перемешивают до полного растворения. Затем раствор помещают в охлаждаемую баню. При достижении температуры раствора 0^oC по каплям добавляют необходимое количество 16% раствора серной кислоты при постоянном медленном перемешивании. Затем полученную смесь выдерживают в течение 1 часа при постоянном перемешивании и 12 часов в спокойном состоянии при температуре 20^oC, фильтруют. Оставшийся осадок промывают дистиллированной водой и сушат или при температуре 20^oC, или при температуре 100^oC в термошкафу до абсолютно сухого состояния.

Рецепт изготовления добавки приведен ниже:

Материалы и реактивы: - Количество:

ФФ смола резольного типа, кг - 0.285

Нитрит натрия, кг - 0.090

Кислота серная, л - 0.080

Дистиллированная вода, л - 1.400

Содержание азота в добавке составляет 7-8%.

Способ получения малотоксичных клееных материалов на основе фенолоформальдегидных смол резольного типа осуществляется следующим образом.

Исходная фенолоформальдегидная резольная смола поступает в емкость для хранения 1, а затем посредством насоса 2, через фильтры 3 в дозатор 4 и резервуар приготовления клея 5.

Добавка - нитрозированная фенолоформальдегидная смола резольного типа из емкости 6 также подается шнековым транспортером 7 в резервуар приготовления клея 5.

Добавка вносится в клей перед горячим прессованием. Внесенную добавку размешивают со связующим до полного равномерного распределения.

Готовый клей насосом 8 подается в резервуар 9 и с помощью насоса 10 наносится на древесину.

При прессовании получаемой композиции "клей - древесина" происходит реакция взаимодействия свободного формальдегида, выделяющегося в процессе нагрева фенолоформальдегидной смолы, с нитрозированной фенолоформальдегидной смолой. В результате этой реакции наблюдается снижение эмиссии свободного формальдегида из готовых клееных материалов.

Пример 1. Прессование производилось при температуре 110^oC и 130^oC на смоле СФЖ - 3013 без внесения нитрозированной фенолоформальдегидной смолы. Были получены следующие результаты: для температуры прессования T = 110^oC - 19.6 мг/100 г фанеры; для T = 130^oC - 21.5 мг/100 г фанеры (табл. 1).

Пример 2. Прессование производилось при тех же температурах, но в исходную смолу вводили 1% от массы абсолютно сухой смолы нитрозированной фенолоформальдегидной смолы. Были получены следующие результаты: для температуры прессования T = 110^oC - 14,1 мг/100 г фанеры; для T = 130^oC - 7.5 мг/100 г фанеры (табл. 1).

Результаты лабораторных исследований влияния количества нитрозированной фенолоформальдегидной смолы резольного типа на эмиссию формальдегида из готовых клееных материалов приведены в таблицах 1-4. Как видно из полученных результатов, во всех случаях заметна тенденция значительного снижения эмиссии формальдегида и ограничение количества вводимой добавки 5-ю % от массы абсолютно сухой смолы. Данные результаты наглядно доказывают, что с помощью данной добавки можно в краткий срок достичь класс эмиссии Е-1, который установлен в пределах 10 мг/100 г абсолютной сухой плиты (1, с. 9).

Предлагаемый способ позволяет снизить эмиссию формальдегида уже в процессе изготовления клеевых материалов и улучшить экологическую обстановку в цехах. Используемое технологическое решение позволяет при минимальной модернизации технологии достичь повышения качества выпускаемой продукции.

Источники информации

1. Выделение формальдегида из древесно-стружечных плит: Пер. с нем. /Э. Роффаэль. Предисл. А.А.Эльберта. Под ред. докт. техн. наук проф. А.А.Эльберта. - М.: Экология, 1991, - 160 с./

2. Кноп А. , Швейб В. Фенольные смолы и материалы на их основе. Пер. с англ. - М.: Химия, 1983.

3. Burke W.J., Higginbottom H.P//J. Polymer Sci.: Pt A 1963 VI (12) p. 3617-3625.

4. GB патент N 919098.

5. GB патент N 961097.

6. Rahn J. , Stamberg J. //Chem. Prumyse. 1961, t. II (36), N 4, s. 212-214.

7. Вейганд К., Хильгетаг Г. Методы эксперимента в органической химии. М. : Химия, 1968, - с.397.