Спосіб виготовлення паперово-смоляної плівки
Власники патенту UA 2434087:
Спосіб виготовлення паперово-смоляної плівки включає приготування просочувального розчину шляхом розведення просочувальної фенолоформальдегідної смоли водою до необхідної концентрації і в'язкості, додавання змочуючої добавки, що розділяє - антиадгезивної добавки, антиблокової добавки для запобігання злипання плівок. Просочення містить карбонат або бікарбонат амонію, або їх суміші - вуглеамонійні солі, в кількості 0,5-4% до маси фенольної смоли. Технічний результат - підвищення фізико-механічних характеристик покриття на основі паперово-смоляної плівки, скорочення часу сушіння просоченої паперової основи та тривалості облицьовування фанери та інших плитних матеріалів. 4 табл.
Область техніки, до якої належить винахід
Відомий спосіб отримання просочуваної фенолоформальдегідної смоли (ФФБ) [2] для виготовлення препрегів. Спосіб полягає в конденсації фенолу з формальдегідом у присутності каталізатора, що являє собою водний розчин суміші їдкого натру, карбонату натрію, солей натрієвих карбонових кислот, з невеликою домішкою боратів натрію і солей кобальту або хрому, і має значення рН не менше 8.5. Зазначена суміш є запиленим лугом, що утворюється при окисненні циклоалканів. Вказується, що застосування цієї суміші як каталізатор конденсації замість лугу дозволяє підвищити пост-формувальні властивості ламінатів за рахунок підвищення пластичності сполучного.
Відомий спосіб отримання просочуваної швидко отверждающейсяфенолоформальдегідної смоли, модифікованої меламіном [3], придатною для виготовлення препрегів для шаруватих пластиків безперервного пресування. Смола виготовляється шляхом спільної конденсації фенолу, меламіну та формальдегіду в присутності карбонату калію, з подальшою нейтралізацією продукту реакцій органічною кислотою, відгоном води під вакуумом та розчиненням у спиртовому розчиннику.
Відомий спосіб виготовлення імпрегнованого паперу [5], обраний в якості прототипу, шляхом просочення паперу водним просочувальним розчином фенолформальдегідного передконденсату, що містить лужний карбонат, з наступною сушінням і частковим затвердінням зазначеного передконденсату в умовах, що призводять до виділення бульбашок діоксиду вуглецю. Імпрегнований папір може бути використаний для облицьовування фанери гарячим пресуванням. Повідомляється, що діоксид вуглецю забезпечує тривалу життєздатність імпрегнованого паперу та швидке затвердіння смоли при гарячому пресуванні, а також високий рівень технологічності переробки плівки. Вказується, що бульбашки можуть утворюватися в процесі просочування та/або в процесі сушіння завдяки утворенню або розкладанню карбонату, який додається переважно в просочувальний розчин до просочення паперу. Карбонат також може утворюватися безпосередньо в просочувальному розчині при введенні в нього вуглекислого газу. Як придатні карбонати вказуються карбонати і бікарбонати лужних металів, карбонати магнію і цинку, що додаються в кількості 0,5-5% (мас.) до ваги фенолоформальдегідного предконденсату. Особливо кращим є бікарбонат натрію.
Завданнями винаходу є зниження тривалості пресування ламінатів на основі фенольної смоли, особливо при облицюванніводостійкої фанери, підвищення фізико-механічних характеристик напресованої (облицьованої) плівки без погіршення умов виготовлення та переробки одержуваної паперово-смоляної плівки.
Технічний результат винаходу полягає в модифікації просочувального розчину на основі водорозчинної фенольної смоли, що дозволяє поліпшити фізико-механічні характеристики покриття на основі паперово-смоляної плівки, скоротити час сушіння просоченої паперової основи і тривалість напресовування (облицювань). без суттєвого ускладнення традиційної технології виготовлення фенольних паперово-смоляних плівок.
Зазначений технічний результат досягається тим, що у відомому способі виготовлення паперово-смоляної плівки (препрега), що включає приготування просочувального добавки, що розділяє (антиад злипання плівок), сушіння просоченої паперової основи до необхідного ступеня, просочувальний склад містить карбонат або бікарбонат амонію, або їх суміші (вуглеамонійні солі) у кількості 0,5-4% до маси фенольної смоли.
Карбонати амонію є доступними, недорогими, нетоксичними кристалічними речовинами, що застосовуються в тому числі в харчовій промисловості.
Склад просочувального розчину згідно з цим винаходу включає 100 мас. частин фенолоформальдегідної просочувальної смоли, 5-15 мас. частин пом'якшеної води, 0,2-0,4 мас. частин змочує добавки, 0,5-1,5 мас. частин антиадгезивної добавки, 0,3-2 мас. частини антиблочної добавки, та 1-4 мас. частини карбонатівамонію. Як модифікуючі добавки використовувалися продукти компанії «Deurowood Production GmbH», проте можуть використовуватися продукти аналогічного призначення інших виробників. Як антиблочна добавка також можуть використовуватися парафінові емульсії.
Приготовленим просочним складом просочують папір-основу масою 40-100 г/м 2 при температурі розчину просочування від плюс 20°С до плюс 40°С. Потім просочений матеріал сушать при температурі від 110°С до 160°З певного вмісту летких компонентів в просоченому папері. Швидкість просочення і сушіння може регулюватися в широких межах залежно від кількості карбонату амонію, що вводиться, що впливає на тривалість затвердіння просочувальної смоли. Просочення і сушіння препрега проводиться на промисловій лінії просування «Раума-Репола». Отриману плівку охолоджують до кімнатної температури та намотують у рулони, або нарізають на аркуші певного формату.
Плівку укладають на лист готової водостійкої фанери завтовшки від 10 до 19 мм з обох боків. Пресування проводять при температурі 135-180°С протягом 3-7 хвилин при початковому тиску 1,7-2 МПа.
Приклад 1. Використовується наступне співвідношення компонентів просочувального розчину: фенольна просочувальна смола «Імпрезин-01» - 100 мас.ч., добавка, що змочує «Deurowood» - 0,2 мас.ч., антиадгезивна добавка «Deurowood» - 0.8 мас.ч. , антиблочна добавка "Deurowood" - 1,5 мас.ч., карбонат амонію технічний - 3 мас.ч.
Приклад 2. Використовується наступне співвідношення компонентів просочувального розчину: фенольна просочувальна смола «Імпрезин-01» - 100 мас.ч., добавка, що змочує «Deurowood» - 0,3 мас.ч., антиадгезивна добавка «Deurowood» - 1.2 мас.ч. , антиблочна добавка «Deurowood» - 1,0 мас.ч., бікарбонат амонію харчовий - 2,5мас.ч.
Характеристики просочувальних розчинів, отриманих за прикладами 1 і 2, наведені в таблиці 1. Контрольний просочувальний розчин не містить карбонатів амонію.
| Таблиця 1 | ||||
| Порівняльні характеристики просочувальних розчинів | ||||
| №п/п | Найменування показників | Рецептура просочувального складу | ||
| Приклад 1 | Приклад 2 | Контрольний розчин | ||
| 1 | Час желатинізації просочувального розчину при 120°С, | 80-115 | 80-120 | 215-315 |
| 2 | Температура у сушильній камері, °С | 135-165 | 135-165 | 135-165 |
| 3 | Час сушіння плівки до потрібних параметрів, хвилин | 2,0 | 2,0 | 3,5 |
| 4 | Життєздатність просочувального розчину при 20°С, год | 15-48 | 15-48 | 15-48 |
Отримані дані показують, що використання у складі просочувального розчину карбонатів амонію дозволяє збільшити швидкість затвердіння фенольної смоли майже в 2 рази, за рахунок чого підвищується продуктивність лінії просочування. При цьому життєздатність просочувального розчину залишається в колишніх межах 15-48 годин.
Характеристики паперово-смоляних плівок, виготовлених з додаванням карбонатів амонію в просочувальний розчин і без додавання карбонатів, а також фенольної плівки Coveright® TPS (виробництва компанії Coveright Surfaces Holding), наведені в таблиці 2. Контрольна плівка не містить в просочувальному розчині карбонатів амонію.
Порівняльні фізико-механічні характеристики напресованої плівки, виготовленої з додаванням карбонатів амонію в просочувальний розчин без додавання карбонатів, а також плівки «Coveright® TPS» виробництвакомпанії Coveright Surfaces Holding, наведені в таблиці 3.
Пресування проводилося при температурі 130-135°З питомому тиску 1,3-1,7 МПа, тривалість пресування 6-7 хвилин.
| Таблиця 2 | |||||
| Характеристики фенольних плівок | |||||
| №п/п | Найменування показників | Значення показників | |||
| Приклад 1 | Приклад 2 | Контроль | Coveright® TPS | ||
| 1 | Вага паперу-основи, г/м2 | 43 | 43 | 43 | 43 |
| 2 | Масова частка смоли, % | 64-67 | 64-67 | 64-67 | 64-67 |
| 3 | Масова частка летких речовин, % | 6,5-6,8 | 6,5 - 6,8 | 6,5-6,8 | 6,5-6,8 |
| 4 | Розтікання смоли в плівці, % | 2-4 | 2-4 | 2-4 | 2-4 |
У таблиці 4 наведено дані, що ілюструють вплив додавання карбонатів амонію на зниження тривалості пресування.
Таким чином, даний винахід дозволяє скоротити тривалість процесу виготовлення облицювальної паперово-смоляної плівки та тривалість процесу облицьовування водостійкої фанери і, відповідно, підвищити продуктивність обладнання та техніко-економічні показники виробництва плівки та фанерованої (ламінованої) водостійкої фанери. Також даний винахід дозволяє підвищити якість покриттів зі збільшенням стійкості до стирання, впливу хімічних речовин, у тому числі цементного розчину і бетону. Відповідно, оборотність опалубної фанери з використанням фенольної плівки по справжньому винаходу збільшується в кілька разів у порівнянні з широко використовуваною в даний час плівкою компанії Coveright Surfaces Holding.
Спосіб виготовлення паперово-смоляної плівки, що включає приготування просочувального розчину шляхом розведення просочувальної, який тим, що просочувальний склад містить карбонат амонію або бікарбонат амонію, або їх суміші - вуглеамонійні солі у кількості 0,5-4% до маси фенольної смоли.