Клеевые материалы

Примечание. Завод изготовитель поставляет смолу вместе с отвердителем, поэтому ТУ составлены на клей.

Алкилрезорциновые смолы, синтезируемые с применением комплексообразователей, известны под названием ДФК (дифенол с комплексообразователем). Освоено промышленное производство нескольких видов таких смол: ДФК-1АМ, ДФК-4, ДФК-8 и ДФК-9. Из них ДФК-1АМ и ДФК-9 синтезирут в присутствии ацетона, причем смолу ДФК-1АМ получают из дистиллированных, а смолу ДФК-9 - из суммарных алкилрезорцинов. Смолу ДФК-4 синтезируют в присутствии капролактама из смеси алкилрезорцинов, дистиллированных в узком температурном интервале.

При приготовлении клеев ДФК из соответствующих смол в них вводят отвердитель - формалин и наполнитель, а при необходимости и катализаторы. Для отверждения клеев на основе смол ДФК-9 и ДФК-1АМ добавляют 20 мас. ч. 36%-го раствора формалина на каждые 100 мас. ч. смолы.

Из алкилрезорциновых клеев наибольшее распространение получил клей ДФК-1АМ. Он может отверждаться как при нормальной температуре, так и с подогревом (в присутствии уротропина), обладает хорошей адгезией к древесине и повышенной водостойкостью. При склеивании им древесины в качестве наполнителя используют древесную муку в количестве 10-20 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы.

При склеивании древесины холодным способом жизнеспособность клея ФР-12 составляет 2-4 ч, ФР-100 - не менее 1 ч, ФРФ-50 - 3-5 ч и ДФК-1АМ - 1,5-2 ч. Рекомендуемый режим склеивания приводится ниже:
• расход клея, г/м² - 180-250;
• продолжительность открытой выдержки, мин - 5-10;
• продолжительность склеивания, ч, на клеях ФР-12, ФР-100, ФРФ-50 - 5-20;
• продолжительность склеивания, ч, на клее ДФК-1АМ - 20-25;
• удельное давление прессования, МПа - 0,05-0,5.

Прочность склеивания при испытании на скалывание вдоль волокон древесины дуба достигает 13 МПа, древесины ели и сосны - 6,6 МПа.

Карбамидные клеи. Наиболее широко распространены в деревообрабатывающей промышленности клеи на основе карбамидных смол. Они обладают высокой адгезионной способностью к древесным материалам, сравнительно быстро отверждаются и имеют низкую стоимость. Карбамидные смолы образуют жесткие клеевые соединения, отличающиеся удовлетворительной стойкостью к воздействию воды комнатной температуры. В отвержденном состоянии этим клеям свойственна хрупкость, возрастающая по мере старения клеевого шва.

Синтезировано большое количество клеящих мочевиноформальдегидных смол в зависимости от их технологического назначения.

Основной объем карбамидных смол выпускают по ГОСТ 14231 четырех марок, три из которых могут применяться как клеи. Их свойства приведены в таблице.

Свойства некоторых карбамидных смол

Эти смолы получают при соотношении карбамид:формальдегид от 1,17 до 1,33. Для ускоренного склеивания древесины при повышенной температуре разработана смола КС-БЖ. Ее жизнеспособность при 20 C^o - до 10 ч, а время отверждения при 100 C^o - менее 45 с.

Для отверждения при высокой температуре (контактный или высокочастотный нагрев) применяется хлорид аммония в количестве 1-2% от массы смолы. При склеивании на холоде применяется щавелевая кислота, обычно 20-25 мас. ч. 10%-го водного раствора на 100 мс. ч. смолы. По мере увеличения срока хранения смолы потребность в отвердителе может сокращаться на 10-20%.

При отверждении клеев большое значение имеет наличие наполнителей, поскольку они влияют на вязкость клеев и технологические параметры склеивания. Для карбамидных клеев применяют те же наполнители, что и для фенольных клеев (древесную муку, каолин и т.п.). Применяемый в качестве наполнителя фосфогипс одновременно служит отвердителем карбамидных смол. В качестве водорастворимых газустителей в карбамидных клеях применяют метилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу, альгинат натрия и т.п. Их эффективность как загущающих агентов весьма велика (карбоксиметилцеллюлозы, например, требуется всего около 0,5%), поскольку водные растворы этих веществ отличаются высокой вязкостью. Хотя они обладают повышенной гидрофильностью, водостойкость клевых соединений, как правило, заметно не снижается. Качество адгезионных соединений повышается при использовании одновременно с карбамидными клеями других компонентов. Их можно вводить в клеи или наносить раздельно.

С целью придания клеям требуемых свойств производят их модификацию различными соединениями, наиболее распространенными из которых является меламин. В последнее время стали применять резорцин, дисперсии полимеров и другие соединения.

Наиболее перспективны карбамидополивинилацетатные клеи, в частности, клей КС-В-СК (ТУ 6-05-211-1006-79), представляющий собой продукт совместной конденсации карбамида и меламина с формальдегидом в присутствии поливинилацетатной дисперсии. Смола КС-В-СК разработана специально для склеивания древесины в столярных изделиях и строительных конструкциях. Клеевые соединения отличаются повышенной водостойкостью. Ее можно отверждать при нагреве с использованием отвердителя хлорида аммония и на холоде - со щавелевой кислотой. Срок хранения смолы КС-В-СК составляет не менее 3 мес., причем повышение pH с 7,5 до 8,3 увеличивает ее стабильность. Для этой же цели можно вводить 0,1% массы (от смолы) буры.

Для получения карбамидолатексных клеев используют латексы полихлороплена, сополимера бутадиена с метилметакрилатом и др. По данным Всероссийского проектно-конструкторского технологического института мебели, соотношение смолы а латкеса колеблется от 60:40 до 80:20. Акрилатные латексы ДММА и МХ-30 кроме эластичности повышают водостойкость клеевых соединений. Отверждаются клеи, содержащие латексы, так же, как и обычные карбамидные клеи. Присутствие латексов снижает содержание свободного формальдегида в клеях более чем в два раза.

Клеи на основе эпоксидных смол

Эти клеи благодаря высоким адгезионным, механическим и электрическим свойствам используются для склеивания различных материалов, в том числе и древесины. Наряду с высокой адгезией эпоксидные клеи при отверждении не выделяют летучих веществ, а усадка их в большинстве случаев составляет менее 2%.

В деревообрабатывающей промышленности эпоксидные клеи применяются для склеивания древесины с древесиной, древесины с металлом и пластмассами.

Составы эпоксидных клеев, рекомендуемые для склеивания древесины между собой и с металлами, приведены в таблице.

Составы эпоксидных клеев, рекомендуемых для склеивания древесины между собой и с металлами

Клеи К-134, К-147, К-139 относятся к группе эпоксиднокаучуковых и пригодны для склеивания древесины с металлами, бумажно-слоистыми пластиками и стеклопластиками. Рецептура эпоксиднокаучуковых клеев приведена в таблице.

Состав эпоксиднокаучуковых клеев

Модифицированные эпоксидные смолы (компаунды) К-115 (МРТУ 6-05-1251-69), К-176 (МРТУ 6-05-1251-75), К-201 (ТУ 6-05-1251-75) и К-153 (ТУ 6-05-1584-72) поставляют в бидонах емкостью 40 кг. Отвердитель - полиэтиленполиамин (СТУ 42-2629-67) поставляют в бочках емкостью 200 кг. Кроме вышеуказанных клеев для холодного склеивания древесины могут быть использованы эпоксидные клеи марок К-50 (ТУ 38-105246-71) и ЭПО (ТУ 38-00972-72). Основные свойства эпоксидных клеев холодного отверждения приведены в таблице.

Основные свойства эпоксидных клеев холодного отверждения

Примечание. Для смолы марки ЭПО добавляют отвердитель - полиэтиленполиамин в количестве 12 мас. ч. на 100 мас. ч. исходной смолы ЭИС-1. Для всех остальных марок смол количество отвердителя составляет 15 мас. ч. на ту же массу смолы.

Жизнеспособность клея при температуре 20 C^o составляет от 40-60 мин (К-153) до 120 мин (К-115, ЭПЦ-1). Склеивание при нормальной температуре происходит не менее чем за 20 ч. В этом случае прочность клеевого соединения ниже, чем при склеивании горячим способом. При повышении температуры до 80 C^o продолжительность склеивания для клея марки К-153 составляет 6 ч. Расход клея равен 200-250 г/м². Склеивают при невысоком давлении 0,1-0,5 МПа.