Придание древесине и древесным пластмассам высокой термопластичности при температурах выше 100- 120° имеет большое практическое значение.
Ранее были предложены способы придания древесине термопластичности и получения на базе термопластичного древесного шпона слоистых древесных пластмасс. При этом предусматривались две раздельные операции.
1.Пластификация древесины с целью придания ей термопластичности.
2.Пропитка пластифицированного (термопластичного) шпона резольными смолами с целью повышения физико-механических свойств и до.стижения прочной склейки древесного пластика.
Однако применение при этом способных переходить в неплавкое и нерастворимое состояние резольных смол несколько снижало термопластичность древесины, так как после прессования смола, пропитывающая древесный шпон, в значительной степени теряла плавкость и текучесть.
17 Свод в. 4.
Достаточно высокая термопластичность древпластика может быть достигнута лишь в том случае, если слои термопластичного шпона склеены смолой, также обладаюш;ей термопластичностью в определенном интервале температур. В том же случае, когда древпластику необходимо придать повышенную эластичность или сочетать свойство размягчаемости при повышенной температуре с остаточной эластичностью при нормальной или пониженной температурах, склеивающая пластифицированный шпон смола также должна обладать соответствующими качествами. Однако чисто термопластичные смолы не являются идеальной склеивающей смолой для древесных термопластиков, так как в этом случае нельзя достигнуть удовлетворительной прочности склейки и температуроустойчивости клеевого шва.
Для получения древесного слоистого термопластика в качестве склеивающего вещества предлагается применять неплавкую, но эластичную в рабочем интервале температур смоляную композицию. Предлагаемый
257
способ получения пластифицированной древесины и пластических масс обладает следующими преимуществами.
1.Пластификатор древесины вво дится в применяемую для склейки смолу, что исключает необходимость предварительной пластификации шпона.
2.Пластификатор, вступая во взаимодействие со смолой, придает ей повыщенную эластичность в определенном интервале температур, что устраняет снижение термопластичности вследствие перехода резола в стадию резита.
3.Разработанный способ может быть с успехом применен не только для получения термопластичной древесины и слоистых древесных пластмасс, но также для придания листовым слоистым пластмассам на основе бумаги (гетинакс), ткани (текстолит) или стеклоткани (стеклотекстолит), повышенной эластичности и термопластичности.
Пример 1. Спирторастворимая или водорастворимая резольная фенолформальдегидная или крезолфор.-мальдегидная смола смешивается с 10-50% (от веса резола) новолачной смолы, полученной на основе фенола, крезола, ксиленолов или смеси древесных фенолов. Древесный шпон пропитывается при нормальной температуре, полученной смоляной ком, позицией. В древесину вводится 15- 25% смолы от веса абсолютно сухого древесного вещества, после чего дре.весина или шпон высушивается до влажности б-8% (температура сушки 40-60°).
Высушенный шпон прессуется при температуре 145-155° С, причем, если процент введенного новолака превышает 20, время выдержки под прессом увеличивается на каждые 10% смолы на 25%.
В процессе прессования 50-60% новолака вступает в реакцию с резолом, причем роль формальдегида в этом случае, повидимому, выпол.няют молекулы резольной смолы, содержащие метилольные группы. Получающаясй резольно-новолачная смола отличается от обычного резола тем, что даже после длительного нагрева 258
при температуре 140-150° С она не теряет эластичности в интервале температур 120-150° С. Свободный новолак (50-40% от веса введенного в смесь новолака) является пластификатором древесины и позволяет значительно повысить ее термопластичность. Пластифицирующее действие новолака на древесину основано на том, что эта смола способна реагировать с лигнином межклеточного вещества и клеточных стенок с образованием термопластичных «внутридревесных смол. Вследствие такого взаимодействия лигнин освобождается от связи с целлюлозой, чем обеспечивается возможность передвижения фибрил при повышенных температурах и при приложении давления. Полученный таким образом слоистый древпластик имеет высокие физикомеханические свойства (ое 2200- 2800, Е 20010 и т. п.) и может быть применен для получения сложных деталей методом термогнутья и термоштамповки листового материала при температуре 120-150° С.
Пример 2. К спирторастворимой (или водорастворимой) резольной смоле добавляется 10-40% одного из ацеталей поливинилового спирта, содержащего 10-25% свободных гидроксильных групп. Далее, все операции выполняются, как указано в примере 1, с той разницей, что продолжительность выдержки под прессом при температуре 145-155° С увеличивается, начиная с добавок поливинилацеталя, в количестве 25-30%.
Введенный ацеталь также способен реагировать с метилольными группами резольной смолы с образованием неплавкой эластичной смолы в то время, как непрореагировавшая содержащая ОН- группы часть этого вещества способна взаимодействовать с карбонильными группами лигнина с образованием плавкой эластичной смолы. Освобождение лигнина от связи с целлюлозой в этом случае также приводит к повышению термопластичности древесины.
Листовой слоистый пластик, полученный на основе эластичной смолы и термопластического наполнителя
древесного шпона, может легко формоваться термогнутьем или термоштамповкой при низких давлениях и температурах порядка 12(-140° С.
Пример 3. Измельченные отходы термопластичного шпона, полученного согласно примерам 1 и 2, применяются для прессования сложных деталей малого и среднего габарита. Прессование осуществляется под давлением 150-300 кг// при температуре 145-155°С. Преимущество применения отходов термопластичного шпона заключается в том, что этот материал вследствие своей высокой термопластичности позволяет применять значительно меньшие давления и получать более сложные детали чем в случае отходов от производства балинита или дельта-древесины. Кроме того, необходимо отметить, что отходы пластифицированного по примерам 1 и 2 шпона позволяют получать прессдетали значительно большей ударной прочности.
Пример 4. Брусковая древесина толщиной 10-50 AIM. (и более) пропитывается спиртовыми или водными растворами новолачной смолы или упомянутых в примере 2 ацеталей, содержащих не менее 10 и не
более 25% свободных гидроксильных групп. Длительность пропитки при температуре 20° С равна примерно 3-6 часам на I шл толщины. Пропитка может быть ускорена применением метода вакуумдавления. Полученная древесина высушивается при температуре 20° С или при повышенной температуре (40-50° С и влажность 80-820/0) до влажности 8-12%, процент вводимой смолы должен быть не ниже Ю и не превышать 25.
Достигаемые в этом случае радиусы кривизны при постоянной влажности древесины зависят от процентного содержания пластификатора-смолы, температуры штамповки и т. п. Для (-мм брусков достигается отношение толщины: радиус 1:3 - 4.
Предмет изобретения
Способ получения термопластичных слоистых пластиков и термопластичной древесины с применением резольных смол, отличающийс я тем, что исходное сырье склеивают или пропитывают резольной смолой, смешанной с 10-50% новолачной смолы или поливинилацеталя с 10-25% свободных гидроксильных групп.
