КЛЕИ НА ОСНОВЕ НЕМОДИФИЦИРОВАННЫХ ФЕНОЛОФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ СМОЛ

КЛЕИ НА ОСНОВЕ НЕМОДИФИЦИРОВАННЫХ ФЕНОЛОФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ СМОЛ
Эти клеи изготавливаются главным образом на основе немодифицированных фенолоформальдегидных смол резольного типа, отверждаемых при нормальных температурах с помощью кислых катализаторов. Для ускорения процесса отверждения клея температура может быть повышена до 50—60 °С. В качестве кислых катализаторов (отвердителей) чаще всего используют сульфонафте-новые кислоты (контакт Петрова) и соляную кислоту. В некоторые клеевые композиции вводят растворители (ацетон, этиловый спирт). В табл. 1.1 приведены составы важнейших клеев этого типа.
Основное назначение клеев на основе немодифицированных фенолоформальдегидных смол — склеивание древесины, фанеры, древесных пластиков, древесностружечных плит, пищевой тары, пено-пластов и других пористых материалов. Клеи водостойки, однако они токсичны, так как содержат свободный фенол и формальдегид, а также гидролизуют целлюлозу. Клеи готовят путем смешения компонентов на месте потребления.
Фенолоформальдегидный клей холодного отверждения В31-Ф9 состоит из смолы ВИАМ Ф-9 (см. табл. 1.1), резорцина и этилового спирта, в качестве отвердителя применяется керосиновый контакт 1-го сорта. Клей готовят на месте потребления, смешивая компоненты.
После нагревания при 60 °С в течение 500 ч, циклического воздействия переменных температур ±60 СС (30 циклов) и воды в течение 30 сут прочность клеевых соединений на клее В31-Ф9 органического стекла между собой и с капроновой тканью не уменьшается. Основные свойства клеев. ВИАМ Б-3, КБ-3, ВИАМ Ф-9 и В31-Ф9 и клеевых соединений на их основе приведены в табл. 1.2.
Ниже приводится пример технологии изготовления смолы ВИАМ Б и клея холодного отверждения на ее основе ВИАМ Б-3.
В реактор загружают фенол (100 вес. ч.) и гидроокись бария (1 вес. ч.), которую предварительно взбалтывают с пятикратным количеством воды. При перемешивании и нагревании до 65—70 °С компоненты- растворяются, после чего нагревание прекращают и загружают 100 вес. ч. 37%-иого формалина.
В дальнейшем температуру регулируют подачей пара в рубашку; при температуре реакционной смеси 70 °С подачу пара прекращают; за счет экзотермической реакции температура в реакторе продолжает подниматься. При 85 «С останавливают мешалку и отмечают момент начала кипения. Реакционная смесь закипает при 97—98 °С; ее выдерживают при кипении 40 мин, после чего обратный холодильник переключают на прямой и продукт конденсации обезвоживают в вакууме при остаточном давлении ПО—160 мм рт. ст.Температура в реакторе должна быть в пределах 55—65 °С. В процессе обезвоживания контролируют вязкость смолы. Пробы отбирают через каждые 30 мин до получения смолы с вязкостью 200 сП и затем через 10—20 мин до достижения вязкости 450 сП. После этого смолу охлаждают до 30 °С (пропуская в рубашку реактора холодную воду) и сливают в тару.Клеевая композиция ВИАМ Б-3 приготовляется в клеемешалке с водяным охлаждением. Клеемешалка должна быть изготовлена из эмалированного или луженого железа, дуралюмина, сплавов В-95 или АМЦ или из стекла. В клее-мешалку загружают охлажденную смолу, добавляют ацетон (или спирт) и керосиновый контакт, все компоненты перемешивают в течение 10—15 мин до получения однородной клеевой массы.Клеи на основе немодифицированных фенолоформальдегадных смол холодного отверждения (например, ВИАМ Б-3) применяют:Для склеивания древесины, фанеры, шпона, древесных пластиков, текстолита, пенопластов и др.Для склеивания древесных материалов, пенопластов, различных тканей.Для склеивания органического стекла и приклеивания к нему лавсановой и капроновой ткаией (рабочие температуры—от —60 до + 130°С). При склеивании органического стекла. При склеивании органического стекла с синтетической тканью. Прочность клеевого соединения органического стекла при температурах от —60 До +6 0°С,также для соединения пенопластов со стеклотекстолитом, тканью и металлами. На металл предварительно наносят (при нагревании) подслой клея БФ-2.Известны другие фенолоформальдегидные клеи, пригодные для склеивания без нагревания [4], в частности с использованием таких отвердителей, как раствор ортофосфорной кислоты в этилен-гликоле [5], смесь, состоящая из формалина, соляной кислоты и глицерина [6], спиртовые растворы минеральных кислот [7] и др.Из зарубежных фенолоформальдегидных клеев холодного отверждения следует отметить клей Р-600, представляющий собой смесь фенолоформальдегндной смолы с п-толуолсульфокислотой [10] Смола является продуктом конденсации фенола (100 вес. ч.) с формальдегидом (180 вес. ч. формалина) в присутствии едкого натра (3 вес. ч.). п~Толуолсульфокислота добавляется в количестве 1 вес. ч. на 5 вес. ч. смолы. Жизнеспособность клея при 20 СС составляет 6 ч. Продолжительность отверждения (до достижения прочности клеевых соединений древесины 100—130 кгс/см2) 12— 16 ч; после отверждения в течение 3—5 ч прочность составляет 40—50 кгс/см2. Прочность клеевых соединений на клее Р-600 снижается при действии воды.
Прочность образцов сосны, склеенных клеем Р-600, после нагревания при 100°С в течение 100 ч уменьшается на 20%, прочность клеевых соединений бука изменяется незначительно.Широко используются также фенолоформальдегидные клеи, отверждающиеся при нагревании (клеи горячего отверждения). Клеевые смолы горячего отверждения — это водорастворимые, эмульсионные и спирторастворимые продукты различной вязкости. Их составы приведены в табл. 1.3, а свойства — в табл. 1.4.Клеевые смолы этого типа применяются для склеивания обычной фанеры (смола С) и фанеры с повышенной водостойкостью (С-35), древесных слоистых пластиков (ЛБС-3, СКС, СП) и пищевой тары (смолы СБТ). Для производства древесностружечных плит рекомендуются фенолоформальдегидные смолы пониженной вязкости типа С, С-35 и СБТ (20—30 с по вискозиметру ВЗ-4). Для склеивания фанеры применяют клеевые фенольные смолы с вязкостью от 100—150 до 300 °Ф, содержащие 33—55% сухих веществ. Допускается смешивание различных партий смол одной марки для приготовления клеев с оптимальными свойствами. Для получения растворов требуемой вязкости готовые водорастворимые смолы, содержащие 40—45% сухих веществ, разбавляют водой.Температура склеивания древесных материалов фенолоформ-альдегидными клеями горячего отверждения составляет 140—150 °С