Приготовление связующих на мочевино-формальдегидных смолах

Характерной особенностью мочевино-формальдегидных смол является их способность к сравнительно быстрому отверждению при нагревании, если перед употреблением в смолу добавить специальные вещества — отвердители или катализаторы отверждения. В качестве отвердителя для карбамидных смол при горячем склеивании чаще всего применяют хлористый аммоний. Количество добавляемого отвердителя обычно составляет 0,7—1% в сухом виде от массы жидкой смолы.

При использовании смол с низкой концентрацией (50—55%) отвердитель добавляют в смолу в сухом виде при условии хорошего перемешивания, обеспечивающего полное растворение кристаллического отвердителя в смоле. При использовании же смол с концентрацией свыше 55% хлористый аммоний (отвердитель) чаще всего применяют в виде 10- или 20%-ного водного раствора.

От правильной дозировки (соотношения) отвердителя и смолы зависят предолжительность процесса склеивания и прочность склеивания. Количество же добавляемого отвердителя в свою очередь зависит от марки смолы и срока ее хранения после изготовления. Однако во всех случаях готовая смола с более высокой концентрацией водородных ионов рН требует большого количества отвердителя. Недостаточное или излишнее количество отвердителя ухудшает условия склеивания и, естественно, снижает прочность склеивания.

В производственных условиях для каждой партии смолы определяют оптимальное количество отвердителя по специальной методике.

При производстве древесностружечных плит применение в качестве отвердителя хлористого аммония в чистом виде иногда весьма затруднительно, так как после смешивания смолы с отвердителем жизнеспособность связующего получается недостаточная, что приводит к быстрому повышению вязкости, а иногда и к преждевременному отверждению связующего, особенно в летнее время. При возможной остановке цеха на длительное время (более 3 ч) приготовленные связующие и осмоленные древесные частицы становятся непригодными для использования. Поэтому отвердитель на основе одного хлористого аммония можно использовать только при работе цеха без остановок.

Применение в качестве отвердителя одного хлористого аммония особенно вредно для связующего, предназначенного для наружных слоев, так как при длительной загрузке пакетов в пресс и медленном смыкании плит пресса в поверхностных слоях может произойти преждевременное отверждение связующего, что также ведет к снижению качества плит.

Поэтому в производстве древесностружечных плит в качестве отвердителя для наружных слоев широко используют так называемые комбинированные отвердители, в состав которых кроме хлористого аммония входит аммиачная вода. Аммиачную воду вводят в небольшом количестве с целью повышения величин рН, в результате чего замедляется увеличение вязкости и отверждение связующего при обычной цеховой температуре.

В клееприготовительных отделениях цехов древесностружечных плит подготовляют исходные компоненты для изготовления связующего. Технологический процесс приготовления связующего вклю-чает три основные операции: приготовление отвердителя, приготовление раствора смолы, смешивание растворов смолы и отвердителя.

Отвердитель готовят следующим образом. В горячую воду (50—60° С) загружают отвешенное количество хлористого аммония И перемешивают в течение 40—60 мин для растворения твердых веществ. После их полного растворения добавляют аммиачную воду (нашатырь) 25%-ной концентрации. Полученную смесь перемешивают в течение 10—15 мин, после этого отвердитель готов к употреблению.

Для внутреннего слоя трехслойных плит и установок экструзионного прессования требуются связующие, обладающие высокой скоростью отверждения (при 100° С скорость отверждения 50—60 с). Такие связующие получаются при добавлении в смолу отвердителя в виде 20%-ного раствора хлористого аммония. Только в летний период времени, когда температура в цехе поднимается до 30°С и выше, в смолу рекомендуется вводить небольшое количество (0,5—1% от массы смолы) аммиачной воды, чтобы повысить рабочую жизнеспособность связующего.

Для качественного распыления связующего необходимо, чтобы его вязкость составляла 18—20 с по вискозиметру ВЗ-4. Чтобы снизить вязкость связующего, используют два способа: разбавляют водой до получения концентрации смолы 50—54% или подогревают высококонцентрированные смолы. В настоящее время первый способ используют чаще. Этот способ состоит в следующем. В емкость для смолы при работающем смесителе постепенно добавляют расчетное количество воды с температурой 18—20° С.

В производстве древесностружечных плит экструзионным способом, для которого требуется более высокая скорость отверждения связующего, приготовляют растворы смол концентрацией 55—60%.

Снижение вязкости карбамидных смол путем их разбавления водой имеет весьма существенный недостаток — при введении связующего в стружку подается дополнительное количество воды, в результате чего повышается влажность осмоленных древесных частиц перед началом прессования, что ведет к увеличению времени прессования плит в прессе.

В последнее время предложен способ снижения вязкости смол путем их предварительного нагрева в специальных нагревателях проходного типа до 25—35° С в зависимости от марки используемой смолы. При таком способе влажность осмоленных древесных частиц получается невысокая (около 10—13%), что дает возможность уменьшить время прессования плит в прессе и увеличить его производительность.

При смешивании рабочего раствора смолы с отвердителем образуются растворы, которые получили название связующие. Ввиду различных условий нагрева наружных и внутреннего слоев трехслойного стружечного пакета в период горячего прессования древесностружечных плит в производстве плит применяют связующие с разным Бременем отверждения: для внутреннего слоя — 30—60 с и для наружных слоев — 90—120 с. К рабочему раствору смолы для наружных слоев рекомендуется добавлять 5—6 мае. ч (или %) отвердителя. При использовании смолы СК-75 в нее добавляют 1—2% 20%-ного раствора хлористого аммония.

Для внутреннего слоя плит всех марок указанных выше смол в качестве отвердителя используют 20%-ный раствор хлористого аммония, который добавляют в количестве 5—6 мае. ч (или %) на 100 мае. ч рабочего раствора смолы.

© Егор Дубовицкий http://addonis.ru