Клеи для производства древесных плит

• Наиболее экологическими и влагостойкими являются фурановые смолы

• Самые простые и удобные в производстве – карбамидоформальдегидные смолы

К клеям предъявляются требования эксплуатационного, технологического и экономического характера.

Эксплуатационные требования: прочность клеевых соединений, хорошая адгезия к древесине и когезионная прочность, водостойкость, устойчивость к воздействию горячей и кипящей воды, нейтральность к древесине (не разрушает ее и не изменяет цвет), биостойкость. После отверждения клей должен быть бензо- и маслостойким, не набухать и не разрушаться под воздействием углеводородов, быть эластичным и не вызывать сильный износ режущего инструмента.

С точки зрения технологических требований клей должен хорошо наноситься на поверхность, смачивать ее, равномерно распределяться по поверхности. Еще одно требование – нетоксичность. При отверждении клей не должен выделять большое количество летучих веществ, а при эксплуатации готовой продукции – вредные вещества. Клей не должен подвергаться деструкции с образованием и выделением вредных веществ. При этом он должен быть простым в приготовлении и нанесении, стабильным при хранении, не должен быстро изменять свои свойства, прежде всего вязкость. Клей должен обладать достаточной жизнеспособностью и сохранять свои свойства, иметь высокие диэлектрические свойства, особенно при использовании токов высокой частоты.

Сырье, из которого изготовляется клей, должно быть дешевым и доступным. Стоимость клея, расходуемая на единицу продукции, должна быть минимальной. Для обеспечения высокой производительности прессового оборудования клей должен иметь высокую скорость отверждения. Оборудование для изготовления клея и создания условий склеивания должно быть дешевым и доступным.

Сегодня в мировой практике изготовления древесно-плитных материалов (фанеры, ДСП и композиционных плит) в основном применяются многокомпонентные клеи, основу которых составляет синтетический, как правило, термореактивный, олигомер в смеси с различными добавками – катализатором отверждения, наполнителем, растворителем, поверхностно-активным веществом, акцептором токсичных веществ. Выбор добавок и рецептуры клеевого состава определяется требуемыми показателями качества клеевого слоя и готовой продукции. В качестве основного компонента клеевых составов используют карбамидо-, феноло- и меламино-формальдегидные смолы, реже иные смолы. Крупными российскими производителями синтетических смол для древесно-плитных предприятий являются «Акрон», «Карбохим-Астат», «Метадинеа», ПАО «Метафракс», «ТураевоХимПолимер», «Уралхимпласт», «Химсинтез», «ХимТех»,ОХК «Щекиноазот».

Карбамидоформальдегидные смолы и клеи

Карбамидоформальдегидные смолы производят по ГОСТ 14231–88. Сырьем для их изготовления является карбамид и формальдегид, а также катализаторы – едкий натр, хлорид аммония и др. Процесс поликонденсации обычно осуществляют в водной среде. На ход реакции поликонденсации и на свойства образующихся смол оказывают влияние мольное соотношение исходных продуктов, рН среды и температура реакции. Для получения карбамидоформальдегидных смол резольного типа синтез ведут при избытке формальдегида, то есть формальдегид и карбамид берут в соотношении (1,1–2,0):1. Для получения необходимых клеящих смол в реакции всегда должно быть избыточное количество формальдегида. При взаимодействии карбамида с недостаточным количеством формальдегида образуются вещества, не обладающие клеящими свойствами. Температура реакции оказывает большое влияние на процесс конденсации, поэтому процесс ведут при повышенной температуре. На этапе щелочной конденсации температура составляет 60–80°С, на этапе кислой конденсации – 85–90°С. Для горячего отверждения карбамидоформальдегидных смол применяются катализаторы, способные изменить кислотность среды. К ним относятся хлористый аммоний, сернокислый аммоний, фосфорнокислый аммоний уротропин и другие кислые катализаторы, способные понижать кислотность в процессе отверждения до рН=3,5.

При холодном склеивании в качестве отвердителя применяют растворы слабых органических кислот: щавелевой, лимонной, молочной кислоты (от 4 до 7 массовых частей 10%-ного раствора). Порошкообразные карбамидоформальдегидные клеи изготавливают распылением жидкой смолы и последующей ее сушкой горячим воздухом. Полученный белый мелкодисперсный порошок следует хранить в герметичной таре при температуре не выше 20°С. Порошок полностью растворяется в воде. Преимущества этого клея – удобство при транспортировке, хранении и приготовлении. Отвердитель можно вводить прямо в порошок и таким образом получить самотвердеющие клеи с малым сроком хранения.

Карбамидоформальдегидные смолы при хорошей адгезии к древесине дают бесцветные, прочные, стойкие к действию холодной воды клеевые соединения. Они обладают средней атмосферостойкостью и высокой скоростью отверждения. Они не дефицитны, хорошо совмещаются с другими клеями. Их недостатки – значительная усадка при отверждении, ограниченная водостойкость (при контакте с горячей водой происходит быстрая деструкция), ограниченная теплостойкость (в пределах температур от −40°С до +60°С), наличие непрореагировавшего формальдегида, который выделяется при склеивании и эксплуатации клееных древесных материалов. Эти клеи широко используются для производства древесно-плитной продукции, применяемой в комнатных или защищенных от атмосферных воздействий условиях.