Клей

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик («) 82 I 481

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (51)М. Кл (22) Заявлено . 070977 (21) 2530886/23-05

С 09 5 3/16 с присоединением заявки М 27807 95/2 3- 05

Государственный о матет

СССР ао деааи нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 1, 0481. бюллетень N9 14 (53) УДК 668.395. .6 (088. 8) .

Дата опубликования описания 15. 04. 81

М. И. Силинг, A. С. Фрейдин, Ш.-Г. М. Клаузнер, О. С. Матюхина, A. Е. Гриб, Л. М. Став» С Ф. Зыкова, Л. A. Некрасова, N. М. Белоусова, В. П.

В. С. Зайцева и Т. И. Саблин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (5.4 } КЛЕИ

Изобретение относится к органическим клеям и предназначено для склеивания древесины„ получения кле. еных конструкций и изделий, эксплуатирующихся в наиболее жестких условияхг повышенная влажность, .атмосфера и т. д.

Известны клен, включающие. феноло-, резорцино- или феноло-резорциноформальдегидиую смолу и отвердитеаь

И.

C .

Однако использование фенольных клеев, например, на основе резольной фенольно-формальдегидной смрлы

СФЖ-3016 (100 масс. ч.) и отвердителя-контакта Петрова (15-20 масс.. ч.), клей КБ-З-, не всегда желательно из-за побочного действия этого кислого отверждающего агента на древесные волокна. Применению резор ционовых клеев, иаприм р, иа ос нове спиртового раствора новолач»ой резорцино-формальдегидной смолы (100 масс. ч.) и отвердителя-иараформа (10-15 масс..ч.), клей ФР-12, мешает дефицитность и высокая стоимость исходного сырья. Поэтому в настоящее время подобные клен стараются заменить более дешевыми и доступными феноло-реэорцино-формальдегидными клеями. Но при этом необходимо, чтобы эти клен обладали ос-, новными ценными качествами, присущими резорциновым клеям, прежде всего высокой скоростью отверждения параформом при комнатной температуре, устойчивостью когезионных и адгезионных свойств клеевых соединений

О древесины к действию температурновлажностных факторов. Все эти характеристики клеев во многом определяются структурой и составом основ»Ого компонента клея — феноло-резорц»но-формальдегидной смолы.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является клей, включающий 5 масс. ч. водно-щелочного раствора новолачной фенолорезорцино-формальдегндной смолы, 2© .содержащего в качестве стабилизатора 4-6% смеси этилового и метилового спиртов и 1 масс. ч. параформа

s смеси с аеукой грецкого ореха-50, или 2-4 масс. ч. смолы и 1 масс. ч, 50е-ного метанольно-этанольиого . раствора параформа (2).

Основными недостатками клея являются применение таких легковоспламеняющихся и токсичных раствориЗО телей, как.этиловый и метиловый спир821481 ты, низкий коэффициент набухания отвержденного клея в воде и связанная с этим недостаточная долговечность клеевых соединений древесины .

Цель изобретения. — снижение поо жароопасности и токсичности клея, повышение долговечности клеевых соедйнений древесины на его Ьснове. з

Цель достигается тем, что клей .включающий новолачную феноло-резорцино-формальдегидную смолу, спирт и отвердитель-пароформ, содержит в качестве новолачной феноло-резорцино-формальдегидной смолы смолу общей формулы

ОН н СН2 ф

20 с отношением числа фенольных звеньев (ф) к числу реэорциновыл звеньев (р) от 1 до 5 и мол. масс:

400-600, а в качестве спирта — этиленгликоль при следующем соотношении компонентов,,масс. ч.:

Новолачная фенолорезорцино-формальдегидная смола 100

Этиленгликоль 5-15 30

Параформ 10-1 5

Свойства клеев для древесины на основе феноло-резорцино-формальдегидных смол зависят не только от соотношения фенольных и резорциновых 35 звеньев в смоле, но и от числа свободных р и и-положений в молекулах фенола и резорцина. В используемой смоле доля свободных и-положений находится в интервале 0,40-0,65, а доля свободных ))-положений в интервале 0,3-0,5

ОН

ОН

ОН

Характеристика смол, используемых для изготовления клея представлена в табл. 1.

Клей готовят смешением фенолорезорцино-формальдегидной смолы с . этиленгликолем и параформом в клее-, змесителе.

Пример 1. (оптимальный)

Готовят клей следующего состава, масс. ч.:

Феноло-резорциноформальдегидная смола 100

Этиленгликоль 10

Параформ 12

Свойства клея приведены в табл. 2, Пример 2. Готовят клей следующего состава, масс. ч.:

Ф бО

Феноло-резорциноформальдегидная смола 100

Этиленгликоль 5

Параформ 12

Свойства клея приведены в табл. 2.

Пример 3. Готовят клей следующего состава, масс, ч.:.

Феноло- реэорциноформальдегидная смола

Этиленгликоль

Параформ

Свойства клея приведены в табл. 2.

Пример 4. Готовят клей следующего состава, масс. ч.:

Феноло-реэорциноформальдегидная смола 100

Этиленгликоль 10

Нараформ 10

Свойства клея приведены в табл. 2.

Пример 5. Готовят клей следующего состава, масс. ч.:

Феноло-резорциноформальдегидная . смола 100

Этиленгликоль 10

Параформ 15

Свойства клея приведены в табл. 2.

В табл. 2 даны сравнительные прочностные характеристики клеевых соединений древесины, склеенной предлагаемым феноло-резорцино-формаль-дегидным клеем, резорцино-формальдегидным клеем ФР-12 и известным клеем. (В числителе — среднее значение прочности, кг/см ; в знаменателе разрушение по древесине, Ъ.

Как видно из табл. 2, предлагаемый клей имеет жизнеспособность в требуемом интервале, чем он выгодно отличается от резорцинового клея

ФР-12 и известного клея, которые имеют слишком малую жизнеспособность (около 2 ч) .

Таким образом, при использовании смолы с Ф/Р равным 1-5 получается клей с оптимальными технологическими и исходными прочностными свойствами.

Одним иэ важныжх параметров клея, определяющим долговечность клеевых соединений древесины, является набухание отвержденного клея в воде.

Поскольку древесина значительно набухает в воде, сближение набухания древесины и отвержденного клея ведет к снижению внутренних влажностных напряжений и повышению долговечности клеевых соединений. Поэтому с увеличением коэффициента набухания клея возрастает долговечность клеевого соединения древесины.

В табл. 3 представлены данные, характеризующие набухание отвержден821481

Т а б л и ц а 1

Клей

1.Показатель

I предлагаемый известный ФР-12 б5

Вязкость |. с рН, не менее

10-30

10-20 15-30

7 5

7,5

7,5

Нет данных

0,8

400-600

Нет данных 350-500

Молекулярная масса ных клеев в воде и долговечность кле- евых соединений древесины. О долговечности судят Во испытаниям на расслаивание по методике CIRCA

ASTN 1101-59 многослойных образцов размером 50«150к200 мм, вырезанных .из натурных конструкций.

Как видно иэ табл. 3, коэффициент набухания отвержденного клея на основе смолы с Ф/Р=1-5 на 20-70% выше всех остальных, а процент расслаивания клеевого шва — в 2-4 раза ниже

/ чем у остальных клеев.

° Высокгй коэффициент набухания в воде предлагаемого отвержденного клея, свидетельствует об образовании достаточно эластичной сетки .

Известно, что при отверждении параформом фенольные и резорциновые смолы дают обычно жесткие сетки .

Их эластичность повышается при вве дении пластификатора. В данном случае роль пластификатора, видимо, играет этиленгликоль, вводимый для стабилизации клен вместо ннзкокипящих спиртов. Тот факт, что наилучшие результаты по долговечности клеевых соединений получают для предлагаемого клея, свидетельствует о том, что его совместимость с зтиленгликолем существенно выше, чем у известных, в том числе и резорциноформальдегидных.

Содержание нелетучих веществ, Ъ не менее

Содержание. свободного фенола, В не более

Отношение числа фенольных звеньев к резорциновым s молекулах смолы

За счет применения этиленгликоля вместо -метилового и этилового спиртов, предлагаемый феноло-резорциноформальдегидный клей можно испольэовать в производственных помещениях более низкой пожарной категории и тем самым удешевить производство и снизить себестоимость продукции.

Сочетание феноло-резорцино-формальдегидной смолы, характеризующейся определенным соотношением фенольных .и реэорциновых звеньев (Ф/Р=1-5), с этиленгликолем дает качественно новый клей с комплексом новых свойств, который существенно превосходит все известные клен данного типа по пожаро- и вэрывобезопасности, а также по долговечности клеевых соединений на их основе.

Относительно небольшой расход дорогого и дефицитного резорцина на про20 изводство предлагаемого клея обеспечивает его экономичность и возможность широкого использования.

Клей наиболее пригоден для изготовления несущих прямолинейных и криволинейных клееных. деревянных конструкций, при строительстве спортивных залов, складов минеральных удобрений, сельскохозяйственных производственных зданий.и т. д.

821481

Т а б л и ц а 2

Жизнеспособность клея (до гелеобразования) 2

Предел прочности прн сдвиге, кг/см

Елей! прочность. 3 ч . вода, 40 циклов ускорен сухом 100 (ГОСТ ния старения (ГОСТ состоянии 17005-71 ) 17580-72) Предлагае-, мый (опти». мальный) l . 87/100

72/100

71/100

73/100

76/100

80/100

80/100

Э ч. 30 мин

2 3 ч

4 ч 35 мин

2 ч 45 мин

2 ч

ФР-12

Известный.

2 ч

ТаблицаЭ

Относительный коэффициент набухания

Рассланвание клеевого шва, ,(Клей, I

ИзвЕстный

ФР-12

0,6

0,.8

Елей на основе смолы с

Ф/Р- О, 5-0, 8

0,7

0,3

Т4 (р) от 1 до 5 и м.м. 400-600, а в качестве спирта — зтиленгликоль при следующем соотношении компонентов, масс. ч.:

5() Новолачная фенолорезорцино-формальдегидная смола 100

Этиленгликоль 5 15

Параформ 10-15.

55 Источники информации, .принятые,.во внимание при экспертизе

1. Кардашов Д. A. Синтетические кдеи, М., Химия, 1976, с. 3439, 71-75.

2. Патент ФРГ 9 2504326, кл. С 08 G 8/24, опублик. 1976 (арототип) .

СН2 СН И с отношением,числа фенольных зве,ньев (ф) к числу резорциновых звеньев

ВНИИПИ Заказ 1716/40 Тираж 68

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Клей на основе смолы с Ф/Р=

=6-9

Клей на основе смолы с Ф/Р= 1-5

Формула изобретения

Клей, включающий новолачную феноло«резорцино-формальдегидную смолу, спирт и отвердителъ-параформ, о тл.и ч а ю шийся тем, что, с целию снижения пожароопасности и токсичности клея, повышения долговечности клеевых соединений древесины на его основе, он содержит s качестве нрволачиой феньло-реэорцино-фор"мальдегидной смолы смолу общей фор54/100

41/100

43/100

42/100

49/100

50/100

48/100

50/100

43/100

42/100

40/100

45/100

55/100

47/100