Смола фенолоформальдегидная

Древесина - это материал с невысокой коррозионной стойкостью. Древесина хвойных пород содержит смолу и поэтому обладает большей химической стойкостью, чем древесина лиственных пород. Древесина, пропитанная фенолоформальдегидной смолой, достаточно стойка при повышенных температурах (75—125° С) к действию серного ангидрида, хлора, хлора в смеси с хлористым водородом, фтористого водорода, сероводорода, а также к действию растворов серной, соляной, плавиковой, фосфорной, сероводородной кислот, за исключением окисляющих (азотной, концентрированной серной). Разрушающее действие кислот проявляется тем сильнее, чем выше температура и концентрация.

Фенолоформальдегидные смолы в твердом состоянии представляют собой хрупкие стеклообразные массы янтарного цвета с высокой поверхностной твердостью. Новолачные фенолоформальдегидные смолы в твердом состоянии более пластичны и имеют меньшую твердость и теплостойкость, чем резольные.

Одно из существенных преимуществ фенолоформальдегидных смол — способность хорошо совмещаться с наполнителями, что позволяет широко варьировать физико-механические свойства пластмасс на их основе и получать материалы, более прочные и теплостойкие и менее хрупкие, чем сами смолы. Фенолоформальдегидные смолы характеризуются высокой адгезией к хлопчатобумажным тканям и древесине. Адгезию их к другим материалам, в частности к металлам, можно повысить путем совмещения с другими смолами с высокой адгезией. Фенолоформальдегидные смолы и пластмассы на их основе обладают высокой химической стойкостью, особенно в кислых средах.

Изобретение относится к композициям и способам получения фенолоформальдегидных смол, высушенных распылением. Описан способ получения быстро отверждающейся порошковой смолы, включающий получение жидкой резольной фенолоформальдегидной смолы, удаление остаточного формальдегида из жидкой резольной фенолоформальдегидной смолы с использованием поглотителя фенолформальдегида, смешивание фенольного ускорителя отверждения с жидкой резольной фенолоформальдегидной смолой после удаления остаточного формальдегида и сушку полученной смеси путем распыления с образованием порошковой смолы. Также описана порошковая смола, полученная указанным выше способом. Кроме того, описаны ориентированная волокнистая плита, вафельная плита, быстро отверждающийся нетканый материал, компаунд с переплетенными волокнами, компаунд для оболочковой формы, адгезивная композиция, полученные с использованием порошковой смолы. Технический результат - получение композиции быстро отверждающейся высушенной распылением резольной смолы с нужным сроком годности при хранении при температуре окружающей среды.

Фенолами называют соединения бензольного ряда, в которых один или несколько атомов водорода замещены гидроксильными группами. В зависимости от количества гидроксилов фенолы подразделяются на одно- и многоатомные. К одноатомным относятся фенол, крезол, ксиленол. К двухатомным — резорцин. В нашей стране фенолы в основном получают из нефтепродуктов. Возможно также использование сланцев, каменного угля и древесных отходов.

Формула фенола (второе название — карболовая кислота) С6Н5ОН. Чистый фенол представляет собой бесцветное кристаллическое вещество с температурой плавления 43°С. Крезол дополнительно к гидроксилу (ОН) имеет метальную группу СН3. Он может существовать в форме орто-, пара или метакрезола. Их смесь называется трикрезолом и представляет собой прозрачную маслянистую жидкость темно-коричневого цвета с сильным запахом. Температура кипения 187—203°С, плотность 1,03—1,06 г/см3.

При реакции фенола с формальдегидом могут быть получены как термопластичные (новолачные), так и термореактивные смолы в зависимости от соотношения исходных компонентов. При соотношении фенол: формальдегид в пределах 1:1—1:2 получают термореактивные смолы, при избытке фенола — термопластичные.

Реакция поликонденсации проходит три стадии:

1) Резол — начальная стадия. Строение молекул линейное. Молекулярная масса 700—1000. Продукт хорошо растворим, при нагревании плавится.

2) Резитол — промежуточная стадия. Молекулы имеют пространственную структуру. Продукт не растворяется, а только набухает в органических растворителях. При нагревании только размягчается.

3) Резит — заключительная стадия. Продукт представляет собой твердое тело высокой прочности и твердости.

При склеивании древесины применяют резольные смолы горячего и холодного отверждения. Смолы горячего отверждения имеют повышенную щелочность и непригодны для холодного склеивания. При горячем склеивании фенольными смолами отвердитель не требуется. Катализатором реакции является высокая температура, и понятия клей и смола здесь идентичны. При холодном склеивании отвердителем являются сульфонафтеновые кислоты (так называемый «контакт Петрова») в количестве до 20 % и более. Однако по экологическим соображениям выпуск сульфонафтеновых кислот в последнее время прекращен и на смену им выпускается для этих целей диэтиленбензосульфокислоты (БСК).

Преимущества фенольных смол по сравнению с карбамидными — высокая водо- и атмосферостойкость клеевых соединений. Недостатки клеев — более высокая цена, малая скорость отверждения, более высокая токсичность. Клей дает темный клеевой шов, имеется опасность кислотного повреждения древесных волокон, некоторые марки клеев требуют подсушки после нанесения. Фенольные смолы применяются в основном для производства водостойкой фанеры горячим способом, а также для пропитки шпона в производстве бакелизированной фанеры и древесно-слоистых пластиков (табл. 1.8 и 1.9)

Мощности российских заводов по производству фенолоформальдегидных смол на 1996 г. составляли 180,2 тыс. т. Цены на смолы марок СФЖ-3014 производства АО «Карболит» в 1995 г. была 437$/т. На мировом рынке стоимость фенолоформальдегидных смол находится в пределах 800—1000 $/т.

Модификация фенолоформальдегидных смол возможна с помощью следующих добавок:

а) Синтетический каучук. Для смол СФЖ — 3013—3014, применяемых для производства водостойкой фанеры из древесины хвойных пород, добавка составляет до 7 м. ч. каучука, который хорошо стабилизирует вязкость клея и дает хорошее качество холодной подпрессовки и горячего склеивания.

б) Лигнинная мука. Применяют муку помола 140 с насыпной плотностью 300—400 кг/м3 в количестве до 5 м. ч.

в) Жидкие и твердые лигносулыронаты. Могут заменить до 20% фенола при производстве фенольных смол.

Помимо однокомпонентных (то есть без отвердителя) фенольных клеев горячего отверждения, находят применение клеи с отвердителями, которые повышают степень поликонденсации связующих и сокращают цикл прессования. Для смол СФЖ-3014, СФЖ-Н, Экстер-417 и Экстер-442 можно использовать углекислый калий (К2СО3) в виде 50%-ного раствора или комбинированный отвердитель (КО), который готовят путем растворения двухромовокислого калия или натрия в воде, нагретой до 60 "С. Туда же загружают карбамид до полного растворения.

Аналогичную роль играет и модифицирующе-отверждающая добавка — смола РМ-1 с комбинированным отвердителем в соотношении (75...90): (10...25) в количестве до 5 м. ч. Среди наполнителей для фенольных смол горячего отверждения используется мел (3—12 м. ч.), древесная или пшеничная мука (3—6 м. ч.), карбоксиметилцеллюлоза (3—6 м. ч.), уротропин (3,5 м. ч.). Мел и древесная мука придают клею нужную вязкость, пшеничная мука-необходимую липкость и повышение качества клеевого шва.

ГОСТ 11235-75 - стандарт распространяется на жидкие и твердые фенолоформальдегидные смолы, лаки и формованные изделия из них и устанавливает два метода определения содержания свободного фенола:

· в жидких и твердых фенолоформальдегидных смолах и лаках газовой хроматографией;

· в фенолоформальдегидных формовочных изделиях водной экстракцией.