RU2011673C1

RU2011673C1 - Glue

Info

Publication number: RU2011673C1
Authority: RU
Inventors: А.И. Мануйлов; Н.П. Бондарева
Original assignee: Мануйлов Анатолий Иванович
Priority date: 1992-06-30
Filing date: 1992-06-30
Publication date: 1994-04-30

Abstract

FIELD: wood industry. SUBSTANCE: glue has, % : carbamide-formaldehyde resin 56-82; hardening agent 0.4-15.0, which contains, % : ammonium chloride 15-20; phosphoric acid 0.5-3.0; gypsum 10-15; carbamide 30-38, water - the rest, modifying agent 5- 30, which contains, % : ammonium chloride 2-15; phosphoric acid 2-5; ammonium hydroxide 18-30, and water - the rest, ammonium phosphate 20-30, and water - the rest. Glue is prepared by mixing of components with resin at 20 C. Properties: strength limit at shearing along glue layer is 1.4-1.6 MPa, content of free formaldehyde in plate 4-22 mg/100 g article, "viability" at 20 C is 9-18 h. Glue is used for making of gluing wood article and wood compositions. EFFECT: enhanced quality of glue. 9 tbl

Description

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, преимущественно к изготовлению клееных деревянных изделий и древесных композитов. The invention relates to the woodworking industry, mainly to the manufacture of glued wooden products and wood composites.

Известен клей, содержащий карбамидоформальдегидную смолу, фосфат аммония для снижения выделения формальдегида из древесных плит на формальдегидсодержащем клее, хлорид аммония и воду. Недостатком является недостаточная прочность клеевых слоев [1] . Known adhesive containing urea-formaldehyde resin, ammonium phosphate to reduce the release of formaldehyde from wood boards on formaldehyde-containing adhesive, ammonium chloride and water. The disadvantage is the lack of strength of the adhesive layers [1].

Наиболее близким к изобретению является клей, содержащий карбамидоформальдегидную смолу и отвердитель на основе водного раствора смеси хлорида аммония и фосфорной кислоты [2] . Вследствие высокой кислотности клея его недостатком является низкая жизнеспособность и неполная тримеризация при 100^оС, обусловливающая токсичность отвержденного клея и низкую прочность изделий с его использованием.Closest to the invention is an adhesive containing a urea-formaldehyde resin and a hardener based on an aqueous solution of a mixture of ammonium chloride and phosphoric acid [2]. Due to the high acidity of the glue the disadvantage is the low viability and partial trimerization at ¹⁰⁰ ° C, the cured adhesive to warrant toxicity and low strength product with its use.

Технической задачей изобретения является повышение жизнеспособности клея и снижение токсичности клеевых изделий без ухудшения их прочности. An object of the invention is to increase the viability of the adhesive and reduce the toxicity of adhesive products without compromising their strength.

Поставленная задача достигается тем, что клей, включающий карбамидоформальдегидную смолу, отвердитель и воду, содержит в качестве отвердителя состав, включающий, мас. % :
Хлорид аммония 15-20
Фосфорная кислота 0,5-3,0
Гипс 10-15
Карбамид 30-38
Вода Остальное и дополнительно модификатор, содержащий, мас. % :
Хлорид аммония 2-15
Фосфорная кислота 2-5
Аммиачная вода 18-30
Фосфат аммония 20-30
Вода Остальное при следующем соотношении компонентов в клее, мас. % :
Карбамидоформальдегидная смола 56-82
Отвердитель 0,4-15,0
Модификатор 5-30
Вода Остальное
В качестве гипса в клее возможно использование вяжущего гипсового (полуводного гипса) или фосфогипса (двуводного гипса), в качестве фосфата аммония: аммофоса (смеси моноаммоний- и диаммонийфосфатов), диаммонийфосфата или жидкого комплексного удобрения (например, ЖКУ 10-34). В качестве хлорида аммония как хлорида аммония, так и реагента ОХА - отхода производства полиэтиленполиаминов ТУ 6-05-930-78 (содержание хлорида аммония 95% , полиэтиленполиамина - 5% ). Лабораторной и промышленной практикой установлена эквивалентность химической активности этих двух ингредиентов по отношению к смоле при их равном массовом содержании в клее.The problem is achieved in that the adhesive, including urea-formaldehyde resin, hardener and water, contains as a hardener a composition comprising, by weight. %:
Ammonium Chloride 15-20
Phosphoric acid 0.5-3.0
Gypsum 10-15
Urea 30-38
Water The rest and optionally a modifier containing, by weight. %:
Ammonium Chloride 2-15
Phosphoric acid 2-5
Ammonia water 18-30
Ammonium Phosphate 20-30
Water The rest in the following ratio of components in the adhesive, wt. %:
Urea-formaldehyde resin 56-82
Hardener 0.4-15.0
Modifier 5-30
Water Else
As a gypsum in the adhesive, it is possible to use astringent gypsum (semi-aquatic gypsum) or phosphogypsum (two-gypsum gypsum), as ammonium phosphate: ammophos (a mixture of mono-ammonium and diammonium phosphates), diammonium phosphate or liquid complex fertilizer (for example, LCU 10-34). As ammonium chloride, both ammonium chloride and OXA reagent are waste products of the production of polyethylene polyamines TU 6-05-930-78 (the content of ammonium chloride is 95%, polyethylene polyamine - 5%). Laboratory and industrial practice has established the equivalence of the chemical activity of these two ingredients with respect to the resin with their equal mass content in the adhesive.

В клее используют следующие ингредиенты:
хлорид аммония ГОСТ 2210-73
ортофосфорную кислоту термическую техническую (73% -ную) ГОСТ 10678-76
вяжущее гипсовое, марки Г-25, ГОСТ 125-79
фосфогипс, ТУ 113-08-557-84
карбамид технический, марки Б, ГОСТ 2081-75
аммиачную воду техническую, 25% -ную, ГОСТ 9-72
аммофос, ТУ 6-08-27-66 (содержание азота 11,2% , фосфорного ангидрида 42,1% , рН насыщенного водного раствора 4)
диаммонийфосфат технический, ГОСТ 8515-75 (рН насыщенного водного раствора 6)
Жидкое комплексное удобрение ЖКУ 10-34, ТУ 6-08-414-78 (76% -ный водный раствор аммонийфосфатов следующего состава, по сухому веществу, мас. % : моноаммонийфосфат 18; диаммонийфосфат 19; диаммонийпирофосфат 46; диаммонийтриполифосфат 17, рН 9,2)
Карбамидоформальдегидная смола КФ МТ - 15, ТУ 6-06-12-88 (молярное соотношение карбамид-формальдегид 1: 1,17, массовая доля сухих веществ 65,7% , рН 7,3).The following ingredients are used in the glue:
ammonium chloride GOST 2210-73
technical thermal phosphoric acid (73%) GOST 10678-76
cement gypsum, grade G-25, GOST 125-79
phosphogypsum, TU 113-08-557-84
carbamide technical, grade B, GOST 2081-75
industrial ammonia water, 25%, GOST 9-72
ammophos, TU 6-08-27-66 (nitrogen content 11.2%, phosphoric anhydride 42.1%, pH of a saturated aqueous solution of 4)
technical diammonium phosphate, GOST 8515-75 (pH of a saturated aqueous solution of 6)
Liquid complex fertilizer ZhKU 10-34, TU 6-08-414-78 (76% aqueous solution of ammonium phosphates of the following composition, by dry matter, wt.%: Mono ammonium phosphate 18; diammonium phosphate 19; diammonium pyrophosphate 46; diammonium tripolyphosphate 17, pH 9, 2)
KF MT-15 urea-formaldehyde resin, TU 6-06-12-88 (urea-formaldehyde molar ratio 1: 1.17, mass fraction of solids 65.7%, pH 7.3).

Цель изобретения достигается за счет буферного действия на клей смеси фосфатов аммония и аммонийгидрофосфатов кальция, обеспечивающего высокую жизнеспособность клея при 20^оС и возможность путем варьирования соотношения компонентов клея изменять в широких пределах время отверждения клея при 100^оС, что делает клей пригодным для применения при любых технологических режимах изготовления клееных изделий и древесных композитов.The purpose of the invention is achieved by the buffer action on the adhesive mixtures of ammonium phosphates and calcium ammoniygidrofosfatov providing high pot life ^at 20 ° C and the ability, by varying the ratio of adhesive components vary widely, cure times of adhesive at ¹⁰⁰ ° C, which makes the adhesive suitable for use in any technological conditions for the manufacture of glued products and wood composites.

Значительное содержание аминопроизводных в клее обеcпечивает cвязывание cвободного формальдегида при отверждении клея и тем самым - низкую токсичность клееных изделий, а также улучшение санитарно-гигиенических условий производства изделий. Наличие в клее химически активных по отношению к смоле ингредиентов обусловливает необходимую степень отверждения клея с вовлечением всех метилольных групп смолы, т. е. высокую прочность клеевого слоя. Клей не содержит дефицитных и дорогостоящих химических материалов. A significant content of amino derivatives in the glue ensures the binding of free formaldehyde during curing of the glue and thereby low toxicity of glued products, as well as improved sanitary and hygienic conditions for the production of products. The presence of ingredients chemically active in relation to the resin determines the necessary degree of curing of the adhesive with the involvement of all the methylol groups of the resin, i.e., the high strength of the adhesive layer. The glue does not contain scarce and expensive chemical materials.

Отвердитель готовят в обогреваемой емкости с мешалкой при 55 ± 5^оС растворением в воде его ингредиентов, модификатор - растворением в воде при 20^оС ингредиентов модификатора до получения однородного золя. Клей готовят перемешиванием компонентов клея при 20^оС со смолой. Примеры рецептур отвердителя приведены в табл. 1, модификатора - в табл. 2, их характеристики - соответственно в табл. 3 и 4. В табл. 5 приведены варианты состава клея. Поскольку предварительными опытами установлено, что показатели клея и клееных изделий в предлагаемых пределах содержания ингредиентов в отвердителе и модификаторе зависят главным образом от соотношения компонентов в клее, в табл. 5 варианты клея приняты по группам с одинаковым соотношением компонентов в клее.The curing agent is prepared in a heated vessel with a stirrer at 55 ± 5 ^{° C} by dissolving it in water ingredients modifier - dissolving in water at ²⁰ ° C modifier ingredients to obtain a homogeneous sol. Glue adhesive is prepared by mixing the components at ²⁰ ° C with the resin. Examples of hardener formulations are given in table. 1, modifier - in table. 2, their characteristics are, respectively, in table. 3 and 4. In the table. 5 shows the glue composition options. Since preliminary experiments have established that the performance of glue and glued products within the proposed range of ingredients in the hardener and modifier mainly depend on the ratio of components in the glue, in table. 5 glue options are taken in groups with the same ratio of components in the glue.

Выделение формальдегида при отверждении клея определяют путем помещения 5 г клея в колбу с добавлением 5,8 г воды. К колбе присоединяют обратный холодильник и помещают колбу в кипящую водяную баню на 30 мин. После удаления колбы из бани в колбу через обратный холодильник заливают 150 г воды. Навеску отвержденного клея измельчают и промывают водой. Общий объем промывной воды доводят до 500 мл и иодометрически определяют количество формальдегида в промывной воде, которое выражают в процентах от навески клея. Значения показателей клея приведены в табл. 6. The release of formaldehyde during curing of the glue is determined by placing 5 g of glue in a flask with the addition of 5.8 g of water. A reflux condenser was attached to the flask and the flask was placed in a boiling water bath for 30 minutes. After removing the flask from the bath, 150 g of water is poured into the flask through a reflux condenser. A portion of the cured adhesive is crushed and washed with water. The total volume of wash water is adjusted to 500 ml and the amount of formaldehyde in the wash water is determined iodometrically, which is expressed as a percentage of a portion of the adhesive. The values of the adhesive are given in table. 6.

П р и м е р 1: Склеивание деревянных заготовок по толщине. Расход клея на 1 м² склеиваемой поверхности 300 г, удельное давление 1,0 МПа, выдержка под давлением 8,5 мин, температура прессования 145^оС, выдержка образцов перед механическими испытаниями 8 ч.PRI me R 1: Bonding wooden blanks by thickness. Glue consumption per 1 m ² of the bonding surface 300g, a specific pressure of 1.0 MPa, holding pressure 8.5 minutes, pressing temperature 145 ^{° C,} exposure to mechanical tests samples 8 hours.

Испытания выполняют согласно ГОСТ 15613-70. Результаты испытаний приведены в табл. 7. Tests are performed according to GOST 15613-70. The test results are given in table. 7.

П р и м е р 2 (склеивание шпона в производстве фанеры): шпон из хвойной древесины толщиной 2 мм, расход клея 130 г/м², время выдержки пакета до подпрессовки 10 мин при 25^оС, продолжительность горячего прессования при 120^оС и давлении 1,6 МПа 4,5 мин. Предел прочности при скалывании по клеевому слою определяют по ГОСТ 9624-72 через 24 ч после изготовления фанеры. Результаты испытаний приведены в табл. 8.EXAMPLE Example 2 (bonding veneers in plywood): splicing softwood 2 mm thick, adhesive consumption 130 g / m ^2, exposure time packet to prepressing 10 min ^at 25 ° C, duration of hot pressing at ¹²⁰ ° C and a pressure of 1.6 MPa 4.5 min. The tensile strength when shearing on the adhesive layer is determined according to GOST 9624-72 24 hours after the manufacture of plywood. The test results are given in table. 8.

П р и м е р 3 (изготовление однослойных древесностружечных плит): сухую березовую стружку с влажностью 2,5% проклеивают клеем, после смешения клея со стружкой вводят расплав парафина - 1% от массы стружки, формируют ковер, подпрессовывают в брикет и прессуют при 170^оС и максимальном давлении 2,7 МПа в течение 8,5 мин. Расход клея (по сухой смоле в клее) 12% от массы стружки. После горячего прессования плиты охлаждают с принудительным обдувом. Нешлифованные плиты с плотностью 720 кг/м³, толщиной 16 мм испытывают через 3 сут после изготовления. Испытания выполняют согласно ГОСТ 634-88, 10635-88, 10638-78. Содержание свободного формальдегида в плите определяют по ГОСТ 26678-88.PRI me R 3 (the manufacture of single-layer chipboards): dry birch shavings with a moisture content of 2.5% are glued with glue, after mixing the glue with the shavings, paraffin melt is introduced - 1% by weight of the shavings, a carpet is formed, pressed into a briquette and pressed when 170 ^about C and a maximum pressure of 2.7 MPa for 8.5 minutes The consumption of glue (for dry resin in the glue) is 12% by weight of the chip. After hot pressing, the plates are cooled with forced blowing. Unpolished boards with a density of 720 kg / m ³ and a thickness of 16 mm are tested 3 days after manufacture. Tests are performed according to GOST 634-88, 10635-88, 10638-78. The content of free formaldehyde in the stove is determined according to GOST 26678-88.

Результаты испытаний плит приведены в табл. 9. The test results of the plates are given in table. 9.

Claims

ADHESIVE, including urea-formaldehyde resin, hardener and water, characterized in that the adhesive contains as a hardener a composition comprising, by weight. %:
Ammonium Chloride 15 - 20
Phosphoric Acid 0.5 - 3.0
Gypsum 10 - 15
Urea 30 - 38
Water rest
and additionally a modifier containing, wt%:
Ammonium Chloride 2 - 15
Phosphoric Acid 2 - 5
Ammonia water 18 - 30
Ammonium Phosphate 20 - 30
Water rest
in the following ratio of components in the adhesive, wt. %:
Urea-formaldehyde resin 56 - 82
Hardener 0.4 - 15.0
Modifier 5 - 30
Water Else