Клейова композиція для виготовлення клеєних шаруватих матеріалів і спосіб одержання наповнювача для неї

Реферат: Клейова композиція для виготовлення клеєних шаруватих матеріалів містить карбамідоформальдегідну смолу, отверджувач - амоній хлорид і сухий наповнювач у вигляді порошку розмірами частинок меншими 0,2 мм. UA 116069 C2 (12) UA 116069 C2 UA 116069 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Винахід стосується деревооброблення і може бути використаний в технологічних процесах виробництва клеєних шаруватих матеріалів (фанери, фанерних плит, гнуто- і плоскоклеєних деталей/виробів, шпонованих дощок - LVL). Відомі клейові композиції, які включають (містять) карбамідоформальдегідну смолу, амонію хлорид як отверджувач, наповнювач (деревинне борошно, пшеничне борошно, лігнінне борошно, гідролізний лігнін, каолін, гіпс, карбоксилметилцелюлоза) [1]. Недоліком відомих клейових композицій є токсичність клейових композицій і клеєних шаруватих матеріалів, виготовлених з їх використанням. Крім того, додавання таких наповнювачів як деревинного або пшеничного борошна збільшує собівартість клеєних шаруватих матеріалів та й використовуватися вони можуть за іншими цільовими призначеннями - в харчовій промисловості, тваринництві тощо. Відомо спосіб одержання наповнювача у вигляді деревинного борошна, який включає попереднє подрібнення сировини, сушіння сирого продукту, подрібнення сухого продукту, сепарацію продукту подрібнення [2]. Недоліками відомого способу є складність технологічного процесу виготовлення деревинного борошна, значні виробничі витрати на його виготовлення, а також потреба у високоякісній сировині для його виготовлення. В основу винаходу поставлено задачу створити клейову композицію для виготовлення клеєних шаруватих матеріалів і запропонувати спосіб одержання для неї наповнювача, в якій завдяки тому, що як наповнювач вона містить волокнистий шлам, який є відходами обігових вод виробництва волокнистих плит мокрим способом, і який піддають сушінню, подрібненню та сепарації, забезпечується використання відходів обігових вод виробництва волокнистих плит мокрим способом і одержання клеєних шаруватих матеріалів з покращеними екологічними властивостями при збереженні їх фізико-механічних показників, а також зменшення собівартості клейової композиції і, відповідно, готової продукції. Поставлена задача вирішується тим, що у клейовій композиції, що містить карбамідоформальдегідну смолу, отверджувач - амонію хлорид, наповнювач, згідно з винаходом клейова композиція як наповнювач містить волокнистий шлам, який є відходами обігових вод виробництва волокнистих плит мокрим способом за наступного співвідношення компонентів, мас. ч.: карбамідоформальдегідна смола 100 амонію хлорид 1 волокнистий шлам 1-4 а волокнистий шлам одержують із відходів обігових вод виробництва волокнистих плит мокрим способом у процесі сушіння сирого волокнистого шламу, подрібнення сухого продукту, сепарації продуктів подрібнення, відбору частинок волокнистого шламу розмірами меншими 0,2 мм. Суть даного винаходу полягає в наступному. Відходи обігових вод виробництва волокнистих плит мокрим способом піддаються виконанню таких операцій: сушіння сирого волокнистого шламу, подрібнення сухого продукту, сепарація продуктів подрібнення, відбір частинок волокнистого шламу розмірами меншими 0,2 мм. Після одержання наповнювача - волокнистого шламу, готується клейова композиція шляхом додавання до карбамідоформальдегідної смоли отверджувача (20 %-ного водного розчину амонію хлориду) і наповнювача (волокнистого шламу) за наступного співвідношення компонентів, мас. ч.: карбамідоформальдегідна смола 100 амонію хлорид 1 волокнистий шлам 1-4 Після чого, компоненти ретельно перемішуються і клейова композиція готова для використання, зокрема нанесення на шпон. Властивості клейових композицій із новим наповнювачем наведено в табл.1. Для порівняння вибрано чисту карбамідоформальдегідну смолу марки КФ-МТ. Для перевірки якості клейових композицій, одержаних із новим наповнювачем, була виготовлена фанера, міцність на зріз якої наведено в табл.1. 1 UA 116069 C2 Таблиця 1 Показники властивостей смоли та клейових композицій Властивості Смола КФМТ Умовна в'язкість, с 67 Концентрація, % 63,2 Час затвердіння, с Концентрація водневих іонів, рН 8,40 Життєздатність, год. більше 8 Масова частка вільного формальдегіду, % 0,159 Міцність фанери на зріз після вимочування у воді впродовж 24 годин, МПа 5 10 15 20 Клейові композиції з додаванням волокнистого шламу з розрахунку, мас. ч /100 мас. ч. смоли 0 1 2 3 4 49 78 97 156 191 60,4 60,9 61,5 61,9 62,6 72,7 62,3 61,5 60,3 58,5 6,23 6,44 6,35 6,14 5,91 0,150 0,104 0,081 0,069 0,059 2,64 2,45 2,36 2,23 2,19 Встановлено, що додавання сухого волокнистого шламу як наповнювача до карбамідоформальдегідних клеїв дещо зменшує концентрацію водневих іонів і час затвердіння, практично не змінює концентрацію, але збільшує умовну в'язкість клею, не перевищуючи допустимих нормативних значень. Крім того, наповнення карбамідоформальдегідних клеїв деревинним волокнистим шламом дає змогу одержувати малотоксичні клеї. Зокрема, встановлено, що масова частка вільного формальдегіду в клеї у разі додавання волокнистого шламу зменшується в 1,5-2,5 разу. При цьому міцність на зріз фанери, виготовленої з використанням карбамідоформальдегідних клеїв, наповнених волокнистим шламом, відповідає вимогам чинного стандарту, значно перевищуючи (у 2,2-2,5 разу) нормативну величину міцності (1 МПа згідно з EN 314-2). Таким чином, додавання волокнистого шламу до карбамідоформальдегідних клеїв дає змогу одержувати малотоксичні клеї з масовими частками вільного формальдегіду 0,06-0,10 %. Очевидно, що використання таких клеїв, у свою чергу, дасть змогу зменшити вміст формальдегіду у готових клеєних шаруватих матеріалах. У табл.2 наведено вміст формальдегіду в фанері та міцність її на зріз, яка виготовлена з використанням запропонованої клейової композиції за різних параметрів технологічного режиму пресування фанери (вмісту волокнистого шламу в клеї, витрати клею, тривалості та температури пресування). Фанера виготовлялася за таких режимних параметрів пресування: температура 110-150 °C, тривалість 2 1-5 хв, витрата клею 100-130 г/м . Міцність на зріз визначали згідно з EN 314-1, а вміст формальдегіду - методом WKI. Таблиця 2 Вміст формальдегіду в фанері та значення міцності фанери на зріз Вміст наповнювача в клейовій Вміст формальдегіду у фанері, Міцність фанери на зріз, МПа композиції, мас.ч. мг/100 г абс.сух.маси фанери 0 (без наповнювача - контроль) 5,30-11,29 2,27-2,91 2 5,12-7,88 2,11-2,56 4 4,27-10,07 2,08-2,50 25 30 35 Як бачимо, додавання в карбамідоформальдегідні клеї як наповнювача волокнистого шламу зменшує вміст формальдегіду не тільки у клейовій композиції (табл. 1), а також у фанері на 202 30 %; при цьому, в разі зменшення витрати клею від 130 до 100 г/м вміст формальдегіду зменшується на 14-32 %; в разі збільшення температури пресування від 100 до 150 °C вміст формальдегіду в фанері зменшується на 20-33 %. Міцність на зріз фанери, виготовленої з використанням карбамідоформальдегідних клеїв, наповнених волокнистим шламом за різних параметрів технологічного режиму пресування, відповідає вимогам чинного стандарту, значно перевищуючи (у 2,1-2,6 разу) нормативну величину міцності (1 МПа згідно з EN 314-2). Таким чином, перевагами запропонованої клейової композиції є те, що відповідна клейова композиція і одержаний клеєний шаруватий матеріал мають покращені екологічні показники 2 UA 116069 C2 5 10 15 (низький рівень виділення формальдегіду) і зберігають достатню міцність. Крім цього, у запропонованій клейовій композиції як наповнювач використано відходи виробництва волокнистих плит мокрим способом, а процес його одержання є нескладним. Джерела інформації: 1. Бехта П.А. Технологія виробництва фанери: Навч. посіб. - К.: ІЗМН, 1996. – С. 23, Таблиця 5. 2. Цывин М.М., Котцов С.Г., Шмаков И.В. Производство древесной муки. - Москва: ВНИПИЭИлеспром, 1977. - Обзорная информация. - 38 с. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Клейова композиція для виготовлення клеєних шаруватих матеріалів, що містить карбамідоформальдегідну смолу, отверджувач - амоній хлорид, наповнювач, яка відрізняється тим, що як наповнювач вона містить сухий волокнистий шлам у вигляді порошку розмірами частинок меншими 0,2 мм, який є відходами обігових вод виробництва волокнистих плит мокрим способом при такому співвідношенні компонентів, мас. ч.: карбамідоформальдегідна смола - 100, амоній хлорид - 1, волокнистий шлам - 1-4. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3