Пластифицирование клеев

Ряд современных синтетических клеев, большей частью на основe конденсационных смол, после отверждения характеризуются значи­тельной жесткостью и хрупкостью. С целью повышения эластичности таких клеев в их состав вводят пластификаторы - вещества, изменя­ющие вязкость, увеличивающие гибкость молекул, подвижность надмо­лекулярных структур и т.д.

В качестве пластификаторов используют высококипящие малолетучие жидкости или твердые вещества с невысокой температурой плавления. Например, клеи для склеивания древесины пластифицируют глицерином, диэтиленгликолем, сложными эфирами (дибутилфталатом, дикрезилфталатом), декстрином, сахаром и т.п. Пластифицирующее действие на клеи оказывают некоторые органические наполнители, содержащие клейковину: крахмал, мука пшеничная, ржаная, мука из скорлупы кокосовых орехов и т.п.

При применении пластификаторов необходимо помнить, что, по­вышая эластичность клеев, пластификаторы снижают их адгезионные свойства, прочность и долговечность клеевого соединения. Поэтому очень осторожно нужно относиться к их дозировке, которая для большинства пластификаторов не превышает 5% от массы клея.

Модифицирование клеев

Под модифицированием клеев понимается целенаправленное изме­нение их физико-химических свойств, технологических и эксплуата­ционных показателей, а нередко придание им особых, специфических свойств различными способами. В зависимости от последних различа­ют модифицирование химическое и физическое.

Химическое модифицирование основано на улучшении свойств клеев путем введения различных модифицирующих добавок, которые могут изменять адгезионные, когезионные, диэлектрические, упруго-эластические и другие свойства клеев. В ряде случаев модифицирующими добавками являются другие виды клеев, смол и полимеры. Для улучшения совмещения клеев с другими полимерами и компонентами могут применяться специальные модифицирующие добавки

Физическое модифицирование основано на воздействии на клеи физических и физико-химических методов: теплового воздействия, различных видов излучения, вибрации, в том числе ультразвука

Рассмотрим примеры модифицирования наиболее распространенных смол и клеев.

Чистые карбамидоформальдегидные смолы (КФС) и клеи на их основе имеют низкую стоимость, но хрупки, недолговечны и токсичны после отверждения. Однако они удачно модифицируются поливинилацетатной дисперсией (ПВАД), которая повышает эластичность клеевого шва и прочность склеивания. При холодном способе увеличивается производительность склеивания. В ряде случаев повышается качество склеивания, например при облицовке ДСтП тонкими бумажно-смоляными пленками. Обычно рекомендуется добавлять 25% ПВАД от массы КФС. Введение ПВАД возможно как в готовую КФС, так и в реакционную смесь при синтезе смолы.

В последние годы разработан модифицированный карбамидный клей на основе смолы КС-В-СК, в состав которого кроме ПВАД входит меламин. Последний повышает водостойкость, а ПВАД - эластичность клеевого шва. Этот клей обладает эксплуатационными характеристи­ками, близкими к фенольным клеям, и при этом позволяет получать бесцветные клеевые швы, что в некоторых случаях является решающим фактором при выборе клея.

Как отмечалось выше, модифицирование КФС меламиноформальдегидными смолами (МФС) известно довольно широко. Добавка до 25% МФС значительно улучшает свойства клеев и позволяет экономить дефицитные МФС.

Для повышения водостойкости клеевых пленок в КФС вводят фе­нол, заменяя им часть мочевины в реакционной смеси при синтезе КФС. В результате совместной поликонденсации получаются фенолокарбамидоформальдегидные смолы и клеи на их основе. Аналогично вводят резорцин, используя свойство последнего взаимодействовать со свободным формальдегидом, содержащимся в КФС, и получают карбамидорезорциновые смолы. В некоторых случаях модифицированные КФС осуществляют добавлением готовых резорциноформальдегидных смол. Такие смеси обладают повышенной стойкостью к действию кипящей воды. При этом введение 10% резорцина более эффективно, чем модификация КФС дефицитным меламином.

Успешно модифицируют КФС каучуковыми латексами (в соотноше­нии 60:30), значительно повышая эластичность клеевых швов без снижения прочности склеивания. При этом почти в два раза уменьшается токсичность КФС (содержание свободного формальдегида) и в четыре раза удлиняется срок хранения.

Перспективно модифицирование КФС аминоэпоксидом (6% от массы смолы) или амидохлоргидрином (10-12% от массы смолы), вводимыми в смолу в виде 30%-ного водного раствора. Указанные клеи пригодны для склеивания древесины повышенной влажности.

Для повышения скорости отверждения КФС целесообразно приме­нять более эффективные, чем хлористый аммоний, отвердители. Нап­ример, железоаммиачные квасцы или надсернокислый алюминий. Ис­пользование таких клеев позволяет сократить продолжительность прессования фанеры на 15 – 20%.

С целью снижения расхода клея в фанерном производстве приме­няется вспенивание КФС. Для этого компоненты клея загружаются в специальный смеситель в следующем порядке: смола, пенообразова­тель, отвердитель. Количество пенообразователей рекомендуется следующее (% к массе смолы):

Альбумин 0,5 – 1 Моющее средство ДС-РАС 1 – 3

Вспомогательные вещества Некаль 2 – 6

ОП-7 или ОП-10 2 – 6

Широкими возможностями к модифицированию обладают фенолоформальдегидные смолы (ФФС) и клеи на их основе. Они совмеща­ются почти со всеми смолами и клеями, применяемыми для склеивания древесины с различными древесными и недревесными материалами. Их используют для модифицирования, когда необходимо повысить проч­ность, надежность склеивания, тепло- и морозостойкость, антифрикционные и диэлектрические свойства и др.

Для снижения хрупкости швов на основе ФФС их модифицируют добавкой каучуковых латексов (например, СКН-40) в соотношении 1:1,6. Аналогичное действие оказывает поливинилбутираль (бутвар), добавление которого в ФФС позволяет получать клеи типа БФ.

Высокими технологическими и эксплуатационными показателями отличаются смеси фенолоформальдегидных клеев с резорцинформальдегидными, эпоксидными, поливинилхлоридными и другими клеями. Рассмотренные в предыдущих разделах способы улучшения свойств клеев путем введения наполнителей и пластификаторов являются частными методами модификации клеев.