1. Клей та його модуляція
(1) Типи та вимоги до ефективності клеїв, що використовуються для композитних плит
Існує два основних види клею для фанери: протеїновий клей і синтетичний клей. Оскільки міцність і водонепроникність протеїнового клею нижчі, ніж у синтетичного гумового клею, у виробництві зазвичай використовується синтетичний клей, який в основному складається із синтетичної смоли, затверджувача, наповнювача та модифікатора.
Основним компонентом клею є синтетична смола. Виробництво фанери в основному виготовляється з карбамідоформальдегідної смоли та фенольної смоли. Карбамідоформальдегідна смола проста у виготовленні, має низьку ціну, хорошу міцність зв’язку та швидку швидкість затвердіння, з певною водостійкістю, є основним клеєм для фанери. Через низьку стійкість до старіння сечовиноформальдегідної смоли її в основному використовують для внутрішньої продукції. Клей на основі фенольних смол має високу міцність склеювання та властивості проти старіння, але ціна вища, і він в основному використовується у виробництві зовнішньої фанери.
Затверджувач - це каталізатор, який прискорює затвердіння клею. Найбільш часто використовуваним затверджувачем для карбамідоформальдегідних клеїв є хлорид амонію. Крім того, деякі кислоти, сильні кислоти та солі слабкої основи також можна використовувати як затверджувачі сечовиноформальдегідних клеїв, які можна використовувати окремо або в комбінації. Іноді до затверджувача додають деякі буферні агенти, такі як сечовина, гексаметилентетрамін, аміачна вода тощо, щоб продовжити термін нанесення клею. В останні роки дослідження низькотоксичного клею на основі сечовиноформальдегідної смоли показує, що через низький вміст вільного формальдегіду в клеї лише хлорид амонію використовується як затверджувач, а час затвердіння довший, тому багатокомпонентний затверджувач використовується для прискорення затвердіння клею.
Завдяки високій активності смоли фенольний клей швидко затвердіє після нагрівання, тому клей гарячого пресування зазвичай не додає затверджувач, але клей холодного пресування додає бензолсульфонат, нафтову сульфонову кислоту та інші затверджувачі.
Клей, який використовується для фанери, як правило, наповнений, метою є зменшення кількості смоли, зниження вартості клею та покращення продуктивності клею. Після додавання відповідної кількості наповнювача; Це може збільшити вміст твердої речовини в клеї, покращити в'язкість, запобігти проникненню клею та тонкого шпону через клей, а також покращити продуктивність клею перед стисненням; Зменшити напругу усадки клейового шару, підвищити міцність адгезії та підвищити стійкість клейового шару до старіння; Зменшити крихкість клейового шару та різницю коефіцієнта розширення між клеєм і деревиною, викликану зміною температури; Зменшити вміст вільного формальдегіду, зменшити забруднення навколишнього середовища; Це може продовжити термін застосування та покращити умови праці.
За хімічним складом наповнювачі можна розділити на органічні та неорганічні. Органічні наповнювачі можуть покращувати зв’язування смоли, зміцнювати клейовий шар, покращувати модуль пружності та змінювати його властивості, наприклад, пшеничне борошно, деревне борошно, бобове борошно, крохмаль, каштанове какао, порошок шкаралупи волоського горіха, альфа-гідроксиметилцелюлоза та порошок кори. Однак надмірне використання цих наповнювачів призведе до зниження продуктивності клею. Неорганічні наповнювачі - це каолін, крейдяний грунт, азбест, гіпс і скляний порошок, неорганічні наповнювачі не змінюють продуктивність клею, головним чином збільшують об'єм клею.
Зазвичай карбамідоформальдегідний деревний клей і фенольний деревний клей є ідеальними видами клею у виробництві фанери, але є деякі недоліки в продуктивності, як правило, у цих смолах або в процесі їх синтезу, щоб додати деякі модифіковані матеріали для покращення їхніх властивостей.
Сечовиноформальдегідну смолу зазвичай модифікують гумовими емульсіями, полівінілацетатними емульсіями, фенолом, резорцином, фенілгуанозаміном, меламіном, полівініловим спиртом та іншими матеріалами. Додавання відповідної кількості гумової емульсії до карбамідоформальдегідного клею може значно підвищити міцність клейового шару, зменшити кількість вільного формальдегіду в клеї на 1/2, зменшити в’язкість клею та збільшити період активності. Цей клей використовується для холодного або гарячого пресування. Додавання полівінілацетатної емульсії до клею може значно підвищити еластичність і міцність зчеплення клейового шару, а також прискорити швидкість затвердіння при кімнатній температурі. Міцність адгезії та водостійкість смоли були значно покращені шляхом додавання фенолу, резорцину та фенілгуанозаміну під час реакції. Водостійкість і міцність зв’язування сечовиноформальдегідного клею можна покращити, а вміст вільного формальдегіду можна зменшити, використовуючи 30% аміноепоксидну смолу як модифікатор. Цей клей можна використовувати для деревини та склеювання з високим вмістом вологи при низькій температурі. Додавши відповідну кількість полівінілового спирту (0,5% ~ 1%), його можна застосовувати для попереднього пресування та широко використовували у вітчизняному виробництві фанери.
Температура затвердіння фенольної камеді висока, а час гарячого пресування тривалий. Після додавання 1,5% та екстракту таніну фенольну камедь можна вилікувати при нижчій температурі 120 ~ 130 градусів, а час гарячого пресування також можна скоротити. Такий же ефект можна отримати, додавши від 25% до 30% резорцину. Додавання гумових матеріалів до фенольних смол має більш високу термостійкість і в'язкопружність.
(2) процес підготовки клею
Під час змішування необхідно контролювати кількість інгредієнтів, які слід додати в клей, порядок додавання матеріалів, а також має бути достатньо часу для змішування, щоб різні матеріали змішалися рівномірно, щоб багатокомпонентні матеріали не випадали в осад. і випадає в осад за короткий час. Якість клею можна контролювати за «в'язкістю після регулювання клею». Нижче описано декілька видів процесу змішування клею.
Склад (за масою) пінополіуретану на основі сечовиноформальдегідної смоли: 100 частин смоли, 0.5 до 1 частини порошку крові, 0.2 на 1 частину хлористого амонію і 2-4 частини води. Кров'яний порошок є піноутворювачем. Перед використанням його замочують у воді 4-кратної його маси на 1 год. При змішуванні смолу додають у піноутворювач і перемішують. Швидкість піноутворювача становить 250-300об/хв. Зовнішній вигляд цього клею являє собою нетекучу густу пасту, щільність 0,3 ~ 0,4 г/см3, а період активності не менше 3 годин.
Формула приготування (за масою) клею на основі сечовиноформальдегідної смоли для попереднього друкування така: 100 частини смоли, 0.2 ~ 1 частина хлориду амонію, 0 ~ 0,4 частини аміачної води , 3 ~ 6 частин борошна і 6 ~ 9 частин порошку арахісової шкаралупи. Під час змішування спочатку додайте смолу в міксер, потім додайте борошно та перемішуйте протягом 10 ~ 15 хвилин, поки тісто не зникне з клею (ви також можете спочатку змішати тісто з іншою смолою, поки воно не стане пастою, а потім додати все смолу добре розмішати). Потім додайте порошок шкаралупи арахісу та перемішуйте протягом 5 хвилин, а потім додайте 20% розчин хлориду амонію та 25% хлорну воду та перемішуйте протягом 5 хвилин перед використанням.
Формула приготування фенольного клею (за масою) така: фенольна смола 100 частин, крейдяний грунт 7 ~ 12 частин, деревний порошок 3 частини, триформальдегід 1 ~ 3 частини, вода 2,5 ~ 5,0 частин. Швидкість міксера 140 ~ 150 об/хв. Додайте по черзі кожен компонент при змішуванні. Перемішуйте протягом 5 ~ 10 хвилин кожного разу, а потім перемішуйте протягом 20 хвилин після додавання кожної групи.
2. кількість розмірів і якість розмірів
(1) Розмір розміру
Кількість проклейки відноситься до ваги клею на одиницю площі шпону після проклейки, виражена в /㎡. Існує два види одностороннього покриття та двостороннього покриття. Фанера необроблена і в основному використовує двостороннє покриття основної плити, тому кількість клею є двостороннім покриттям.
Кількість проклейки є одним із факторів, що впливають на міцність з’єднання. Занадто багато клею потовщує шар клею, збільшує напругу, спричиняє зниження міцності з’єднання та витрачає клейову рідину, що є неекономічним. Кількість проклейки занадто мала, щоб утворити безперервний клейовий шар, і не сприяє перенесенню клею на іншу склеювану поверхню.
Розмір проклейки визначається породою каучуку, деревом і товщиною шпону. Якщо товщина шпону становить 1,25 ~ 1,50 мм, використовуючи клей з фенольної смоли (вміст твердої речовини 45% ~ 50%), кількість склеювання березового шпону 220 ~ 250 г/м², липи 240 ~ 260 г/м², золи 280 ~ 300 г/м²; Використання клею на основі сечовиноформальдегідної смоли (вміст твердої речовини 60% ~ 65%), березового шпону 240 ~ 260 г/м², липи 260 ~ 300 г/м², маньчжурської 300 ~ 350 г/м².
(2) Фактори, що впливають на якість проклейки
Якість проклейки можна визначити за товщиною шару клею та однорідністю проклейки. Товщина клейового шару є тонкою, і може утворюватися безперервна та рівномірна клейка плівка, що вказує на хорошу якість проклейки.
Основними факторами, що впливають на якість проклейки, є: якість самого клею та умови проклейки. Якість клею, особливо в'язкість клею, має відповідати вимогам процесу. Якщо в'язкість занадто велика, рівномірно склеїти непросто; Якщо в'язкість занадто мала, можна легко забезпечити проникнення клею під час проклейки, так що поверхня шпону не може утворювати суцільну плівку. Коли проклейка, окрім того, що клей відповідає вимогам, інші технологічні операції також повинні відповідати вимогам, наприклад нанесення валиком, слід уникати нерівномірного зносу валика та впливати на однорідність проклейки, а також забезпечити рівномірне покриття та певну кількість клею.
3. Метод визначення розмірів і обладнання
Проклейка шпону — це процес, під час якого певна кількість клею рівномірно наноситься на поверхню шпону. Для класу тонкої фанери, що використовується в авіації, щоб забезпечити якісну та зручну конструкцію, для склеювання безпосередньо використовується клейка плівка, яка коштує дуже дорого. В даний час клей, який використовується для гнучкої фанери, є переважно рідким клеєм, який можна розділити на валикове покриття, розпилення, екструзію та розпилення під тиском відповідно до різного використовуваного обладнання.
(1) Метод валикового покриття
Метод нанесення валиком полягає в нанесенні на дошку клейкої рідини, прикріпленої до валика. Цей спосіб здебільшого є двостороннім склеюванням шпону, який може використовуватися як двовалкова склеювальна машина, так і чотиривалкова склеювальна машина.
Рідина клею у верхньому валику двовалкової машини для нанесення покриттів передається нижнім валиком. При нанесенні клею шпон проходить через середину двох валиків, і клей на двох валиках наноситься на шпон, контактуючи один з одним. Розмір кількості проклейки в основному контролюється шляхом регулювання відстані між верхнім і нижнім роликами та тиску верхніх роликів. Форма і кількість канавок на валику також впливають на розмір проклейки. Висота рідкої поверхні клею повинна досягати 1/3 діаметра нижнього валика.
Двовалкова склеювальна машина є відносно відсталим обладнанням, кількість склеювання нелегко контролювати, дошку зазвичай нелегко подрібнити, довжина окружності рулону повинна бути більшою за довжину дошки, тому рулон діаметр великий. Однак конструкція проста і легка в обслуговуванні, тому її досі використовують у нашому виробництві.
Чотирьохвалкова машина для нанесення покриття певною мірою долає недоліки двовалкової машини для нанесення покриттів, і чотиривалкова машина для нанесення покриттів має два екструдуючих ролики на додаток до двох роликів для нанесення покриття, які є парою сталевих роликів, покритих хромом або твердою гумою. . Лінійна швидкість екструзійного валика на 15% ~ 20% нижча, ніж у валика для нанесення покриття, який відіграє роль скребка. Відстань між ним і роликом регулюється, щоб контролювати кількість проклейки. Під гумовим роликом є очисний резервуар для зливу стічних вод для миття гумового ролика. Оскільки чотиривалкова машина для нанесення покриттів і нижня частина машини для нанесення покриттів одночасно подають клей, проблема нерівномірного покриття двовалковою машини для нанесення покриттів вирішується.
Для того, щоб підтримувати високу продуктивність склеювальної машини, слід приділяти увагу її технічному обслуговуванню, регулярному очищенню теплою водою, наприклад, для місцевого затвердіння можна використовувати кисть, змочену 3% ~ 5% розчином каустичної соди. Якщо карбамідоформальдегідна смола покрита, її необхідно нейтралізувати оцтовою кислотою, а потім промити водою. Коли канавка валика має певний знос, її слід відремонтувати знову, щоб забезпечити рівномірне нанесення клею та певну кількість клею.
(2) Метод склеювання
Клей - це високоефективний односторонній метод проклейки, який впроваджується в лакофарбовій промисловості. Клей потрапляє в клейову головку і витікає з нижнього шва під певним тиском, утворюючи рівномірну товщину клейового екрана. Коли шпон проходить через клейове сито, на поверхні дошки залишається шар клею. Товщина клейового шару, нанесеного на шпон, залежить від швидкості потоку, в'язкості, поверхневого натягу матеріалу та швидкості подачі шпону. Збільшення швидкості потоку клею, покращення в'язкості клею та зменшення швидкості подачі шпону може потовщити шар клею, а температура клею повинна бути трохи вищою за 20 градусів, інакше товщина шару клею не буде рівномірною. . Цей метод підходить для безперервної та автоматичної виробничої лінії, але вплив на нерівний шпон поганий.
(3) метод екструзії
Пристрій для екструзії клею складається з резервуара для зберігання клею та ряду циліндричних отворів для потоку клею, розташованих у нижній частині резервуара. Метод екструзії клею полягає в нанесенні клею високої в'язкості або пінного клею на дошку через невеликий отвір клеєприймача. Дошка проходить під клеєприймачем, а клей стікає смужками і падає на дошку. Напрямок гумової смуги має бути перпендикулярним до напрямку волокон дошки. Приблизно половина площі шпону з покриттям не містить клею, і рідина клею може бути розширена в повний гумовий шар під час попереднього друкування, або гумову смужку на шпоні можна сплющити валиком, покритим шаром силіконової гуми. При використанні пінного клею діаметр екструзійного отвору можна збільшити, щоб уникнути блокування отвору.
Основна перевага методу екструзії полягає в економії клею, але слід запобігати забиванню отвору клею під час використання.
(4) Метод розпилення клею
Метод розпилення клею полягає у застосуванні високого тиску до клею (3 ~ 6 МПа), щоб він розпорошувався з сопла клею на високій швидкості, а розпилений клей обертався вперед, щоб дисперсія була хорошою. Для рівномірного розміру сопло розпилювача має бути якомога меншим (діаметр 0.3 ~ 0.5 мм), але його легко заблокувати, що вимагає очищення клею, але також зверніть увагу на в'язкість клею. Спосіб розпилення має більш високу ефективність, але при цьому складно контролювати кількість клею. Робота методу розпилення клею подібна до методу розпилення клею, який також застосовується для просування дошки.
Три методи визначення розмірів: розпилення, віджимання та розпилення є новими методами визначення розмірів за останні роки. Їх загальними характеристиками є висока ефективність виробництва, хороша якість проклейки та легкість реалізації безперервності проклейки та заготовки. В даний час масштаби виробництва фанери в Китаї невеликі, технічні характеристики продукту змінюються, а роликовий клейовий апарат все ще широко використовується. Роликове покриття підходить для ручної роботи, але не сприяє реалізації механізації та безперервності.
