СПОСОБ СМЕШИВАНИЯ ВОЛОКНИСТОГО НАПОЛНИТЕЛЯ И ИСКУССТВЕННЫХ СМОЛ Советский патент 1934 года по МПК B29B1/04 

В процессе изготовления прессовочной пластической массы из волокнистого наполнителя (хлопок, котонин, древесная целлюлоза, древесные стружки и т.д.) и реактивной или термопластической искусственной смолы важнейшую роль играет процесс смешивания компонентов с целью получения возможно более однородной массы. От степени совершенства выполнения этой операции в значительной степени зависят механические свойства изделия, изготовленного из этой пластической массы. Известные до сих пор методы смешивания сводятся к смешиванию волокнистого наполнителя с реактивной или термопластической искусственной смолой (феноло-альдегидной, карбамидо-альдегидной, глипталевой, винилитовой, кумароновой и др.) путем: а) размешивания без нагревания, например, в шаровой мельнице тонко измельченной искусственной смолы и волокнистого наполнителя (древесная мука, асбест, линтер), б) смешивания указанных компонентов при нагревании (на вальцах), в) смешивания волокнистого наполнителя с раствором искусственной смолы в органическом растворителе или с ее эмульсией или суспензией (в мешалках типа Вернер и Пфлейдерер и др.), г) смешивания волокнистого наполнителя со смолообразующей смесью (например, смесью фенола и формалина) с добавкой катализатора или без такового и последующим проведением на волокне реакции конденсации.

Наилучшие результаты в отношении качеств конечного продукта дают способы в и г. В случае применения тонко измельченного волокнистого материала все эти способы дают возможность производить смешение наполнителя с необходимым для образования пластмассы количеством искусственной смолы. Если же наполнитель применяется в виде ткани или длинноволокнистого материала, то способы а и б в большинстве случаев неприменимы вообще, способы же в и г требуют применения значительного избытка смолообразующей смеси или раствора смолы в органическом растворителе. При этом пропитка материала (благодаря медленности осмоса через стенки клеток) протекает медленно и регенерирование избытка смолообразующей смеси или раствора смолы в органическом растворителе ведет к большей потере, в первом случае вследствие постепенного уплотнения смеси (начальные степени конденсации) и образования трудно реализуемых "хвостов", во втором вследствие большой потери растворителя и отходов заполимеризовавшегося смолопродукта (в случае применения реактивной смолы).

Нужно отметить, что смешение некоторых волокнистых материалов, например, хлопка весьма затруднительно и в смысле механического оформления процесса.

Автором предложен способ смешивания волокнистого наполнителя с растворами искусственных смол в органических растворителях или их эмульсиями или же смесями смолообразующих веществ, позволяющий достигнуть более совершенного смешивания даже при применении длинноволокнистого наполнителя. При этом во всех случаях применяется количество раствора, эмульсии или смолообразующей смеси компонентов, соответствующее требуемому содержанию искусственной смолы в пластической массе (в противоположность обычным методам, требующим для пропитки ткани или длинного волокна избытка пропитывающего материала).

Способ состоит в том, что операция смешивания выполняется путем спрессования волокнистого наполнителя с раствором или эмульсией искусственной смолы или же со смесью смолообразующих компонентов (в соответствующей форме), последующего измельчения полученного блока и сушки измельченного (грубо) материала. Применяемое давление обеспечивает равномерное проникание жидкой фазы в массу волокнистого наполнителя и заполнение внутренних полостей растительных клеток. Величина применяемого давления зависит от природы волокна (древесная целлюлоза, линтер, хлопок), количества и вязкости жидкой фазы и может колебаться от 10-15 до 200-300 кг/см². В некоторых случаях (например, при очень малом количестве жидкой фазы) для равномерности пропитывания необходимо применять повторное спрессовывание в блок измельченного материала. Количество вводимой жидкой фазы без ущерба для равномерности пропитывания может быть снижено до 10-15% от веса волокнистого материала. При применении обычных методов таковой эффект может быть достигнут лишь при использовании раствора смолы низкой концентрации (3-5%), что связано с большим расходом растворителя. Описанный метод особенно удобен в тех случаях, когда из пропитанного раствором или эмульсией смолы или смолообразующей смесью компонентов волокнистого материала желательно получить окрашенный многоцветный продукт типа "фантазия". В этом случае применение последовательного спрессования различно окрашенных партий волокнистого материала дает возможность самого сложного комбинирования расцветок.

Пример 1. 100 ч. волокнистого материала (хлопок, линтер, древесная стружка) закладываются в стальную матрицу, снабженную поддоном и пунсоном, в которую затем заливается 100 ч. 4%-го спиртового раствора искусственной смолы) феноло-альдегидного резола, карбамидо-альдегидного растворимого продукта, глипталевой смолы и др.) и смесь прессуется на холоду в блок под давлением 50 кг/см². Полученный блок грубо измельчается на мельчителе системы Вернер и Пфлейдерер и высушивается. Полученная масса применяется для штамповки изделий обычным способом.

Пример 2. 100 ч. волокнистого материала помещаются в матрицу, в которую затем добавляется смесь из 30 ч. фенола, 75 ч. формалина и 1 ч. аммиака (или 20 ч. карбамида, 5 ч. тиокарбамида, 30 ч. формальдегида и 0,3 ч. соляной кислоты). Далее масса прессуется под давлением 30 кг/см². Полученный блок грубо измельчается и вновь прессуется под давлением 50 кг/см², оставляется стоять на 1 сутки при комнатной температуре, после чего вторично измельчается, высушивается в сушильном шкафу и перерабатывается на изделия обычным способом путем прессования.

Пример 3. Отдельно (согласно примерам 1 или 2) готовится несколько образцов массы, окрашиваемой в различные цвета посредством добавления необходимых красителей к раствору смолы или смеси смолообразующих компонентов. После измельчения полученных блоков образцы смешиваются в определенной пропорции и вновь прессуются в блок. После измельчения и просушки последнего получается многоцветная масса, образующая окрашенные изделия после прессования в соответствующие формы.

Способ смешивания волокнистого наполнителя и искусственных смол, применяемых в виде растворов или эмульсии или же в виде смеси смолообразующих компонентов, отличающийся тем, что смешивание волокнистого наполнителя и раствора или эмульсии или смеси смолообразующих компонентов выполняют путем спрессовывания массы в блок, который затем размельчают, повторяя эти операции один или несколько раз.