1. Klej i jego modulacja
(1) Rodzaje i wymagania użytkowe klejów stosowanych do płyt kompozytowych
Istnieją dwa główne rodzaje kleju do sklejki: klej białkowy i klej na bazie żywicy syntetycznej. Ponieważ wytrzymałość i właściwości wodoodporne kleju białkowego są niższe niż kleju na bazie żywicy syntetycznej, klejem powszechnie stosowanym w produkcji jest klej na bazie żywicy syntetycznej, który składa się głównie z żywicy syntetycznej, utwardzacza, wypełniacza i modyfikatora.
Żywica syntetyczna jest głównym składnikiem kleju. Do produkcji sklejki wykorzystuje się głównie żywicę mocznikowo-formaldehydową oraz żywicę fenolową. Żywica mocznikowo-formaldehydowa jest łatwa w produkcji, niska cena, dobra siła wiązania i duża szybkość utwardzania, przy pewnej wodoodporności, jest głównym klejem do sklejki. Ze względu na słabą odporność na starzenie żywicy mocznikowo-formaldehydowej stosuje się ją głównie do produktów wewnętrznych. Klej na bazie żywicy fenolowej ma wysoką siłę wiązania i właściwości przeciwstarzeniowe, ale cena jest wyższa i jest stosowany głównie do produkcji sklejki zewnętrznej.
Utwardzacz to katalizator przyspieszający utwardzanie kleju. Najczęściej stosowanym utwardzaczem do klejów mocznikowo-formaldehydowych jest chlorek amonu. Ponadto niektóre kwasy i mocne kwasy oraz sole słabych zasad można również stosować jako utwardzacze klejów mocznikowo-formaldehydowych, które można stosować samodzielnie lub w kombinacji. Czasami do utwardzacza dodaje się pewne środki buforujące, takie jak mocznik, heksametylenotetraamina, woda amoniakalna itp., aby wydłużyć okres stosowania kleju. W ostatnich latach badania kleju na bazie żywicy mocznikowo-formaldehydowej o niskiej toksyczności wykazały, że ze względu na niską zawartość wolnego formaldehydu w kleju jako utwardzacz stosuje się wyłącznie chlorek amonu, a czas utwardzania jest dłuższy, dlatego wieloskładnikowy utwardzacz służy do przyspieszenia utwardzania kleju.
Klej na bazie żywicy fenolowej ze względu na dużą aktywność żywicy, utwardza się szybko po podgrzaniu, więc klej do prasowania na gorąco na ogół nie dodaje utwardzacza, ale klej do tłoczenia na zimno dodaje sulfonian benzeny, kwas naftosulfonowy i inny środek utwardzający.
Klej stosowany do sklejki jest na ogół wypełniany, a jego celem jest zmniejszenie ilości żywicy, zmniejszenie kosztu kleju i poprawa wydajności kleju. Po dodaniu odpowiedniej ilości wypełniacza; Może zwiększyć zawartość substancji stałych kleju, poprawić lepkość, zapobiec przenikaniu kleju i cienkiego forniru przez klej oraz poprawić wydajność kleju przed kompresją; Zmniejszyć naprężenia skurczowe warstwy kleju, poprawić siłę klejenia i poprawić odporność warstwy kleju na starzenie; Zmniejszyć kruchość warstwy kleju i różnicę współczynnika rozszerzalności między klejem a drewnem spowodowaną zmianą temperatury; Zmniejsz zawartość wolnego formaldehydu, zmniejsz zanieczyszczenie środowiska; Może wydłużyć okres stosowania i poprawić warunki pracy.
Wypełniacze można podzielić na organiczne i nieorganiczne ze względu na skład chemiczny. Wypełniacze organiczne mogą polepszyć wiązanie żywicy, wzmocnić warstwę klejącą, poprawić moduł sprężystości i zmienić jej właściwości, takie jak mąka pszenna, mączka drzewna, mąka fasolowa, skrobia, kakao z kasztanów, proszek z łupin orzecha włoskiego, alfa hydroksymetyloceluloza i proszek z kory. Jednakże nadmierne użycie tych wypełniaczy zmniejszy działanie kleju. Wypełniacze nieorganiczne to kaolin, ziemia kredowa, azbest, gips i proszek szklany. Wypełniacze nieorganiczne nie zmieniają właściwości kleju, głównie zwiększają objętość kleju.
Powszechnie stosowane kleje do drzew mocznikowo-formaldehydowych i kleje do drzew fenolowych w produkcji sklejki są idealnymi rodzajami kleju, ale istnieją pewne niedociągnięcia w działaniu, zwykle w przypadku tych żywic lub w procesie ich syntezy w celu dodania niektórych modyfikowanych materiałów w celu poprawy ich właściwości.
Żywicę mocznikowo-formaldehydową powszechnie modyfikuje się emulsjami kauczuku, emulsjami polioctanu winylu, fenolem, rezorcyną, fenyloguanozoaminą, melaminą, alkoholem poliwinylowym i innymi materiałami. Dodanie odpowiedniej ilości emulsji gumowej do kleju mocznikowo-formaldehydowego może znacznie poprawić wytrzymałość warstwy kleju, zmniejszyć o 1/2 ilość wolnego formaldehydu w kleju, zmniejszyć lepkość kleju i wydłużyć czas działania. Klej ten stosowany jest do tłoczenia na zimno lub na gorąco. Dodanie emulsji polioctanu winylu do kleju może znacznie poprawić elastyczność i siłę wiązania warstwy kleju oraz przyspieszyć szybkość utwardzania w temperaturze pokojowej. Siła przyczepności i wodoodporność żywicy uległa znacznej poprawie poprzez dodanie podczas reakcji fenolu, rezorcyny i fenyloguanozaminy. Wodoodporność i siłę wiązania kleju mocznikowo-formaldehydowego można poprawić, a zawartość wolnego formaldehydu można zmniejszyć, stosując 30% żywicy aminoepoksydowej jako modyfikator. Klej ten może być stosowany do drewna i klejenia o dużej zawartości wilgoci w niskiej temperaturze. Dodając odpowiednią ilość polialkoholu winylowego (0,5% ~ 1%), można go stosować do formowania przed prasowaniem i jest szeroko stosowany w krajowej produkcji sklejki.
Temperatura utwardzania gumy fenolowej jest wysoka, a czas prasowania na gorąco jest długi. Po dodaniu 1,5% ekstraktu garbnikowego gumę fenolową można utwardzać w niższej temperaturze 120 ~ 130 stopni, a czas prasowania na gorąco można również skrócić. Ten sam efekt można uzyskać dodając 25% do 30% rezorcyny. Dodatek materiałów gumowych do żywicy fenolowej ma wyższą odporność na ciepło i lepkosprężystość.
(2) proces przygotowania kleju
Podczas mieszania należy zwrócić uwagę na kontrolę ilości składników, które należy dodać do kleju, kolejności dodawania materiałów, a czas mieszania powinien być wystarczający, aby różne materiały wymieszały się równomiernie, tak aby materiały wieloskładnikowe nie wytrąciły się i wytrąca się w krótkim czasie. Jakość kleju można kontrolować poprzez „lepkość po dostosowaniu kleju”. Poniżej przedstawiono kilka rodzajów procesu mieszania kleju.
Skład (wagowy) piankowego kleju na bazie żywicy mocznikowo-formaldehydowej to: 100 części żywicy, 0,5 do 1 części krwi w proszku, 0,2 na 1 część chlorku amonu i 2 do 4 części wody. Krew w proszku jest środkiem spieniającym. Przed użyciem należy go namoczyć w wodzie o czterokrotności swojej masy na 1 godzinę. Podczas mieszania żywicę dodaje się do maszyny spieniającej i miesza. Prędkość maszyny do spieniania wynosi 250-300obr./min. Wygląd tego kleju to niepłynąca, gęsta pasta, gęstość wynosi 0,3 ~ 0,4 g/cm3, a okres aktywności jest nie krótszy niż 3 godziny.
Receptura przygotowania (wagowo) kleju na bazie żywicy mocznikowo-formaldehydowej do wstępnego prasowania jest następująca: 100 części żywicy, 0,2 ~ 1 część chlorku amonu, 0 ~ 0,4 części wody amoniakalnej , 3 ~ 6 części mąki i 6 ~ 9 części proszku z łupin orzechów ziemnych. Mieszając, najpierw dodaj żywicę do mieszalnika, następnie dodaj mąkę i mieszaj przez 10 ~ 15 minut, aż w kleju nie będzie ciasta (można też najpierw wymieszać ciasto z inną żywicą aż do uzyskania pasty, a następnie dodać wszystko żywicę dobrze wymieszać). Następnie dodać proszek z łupin orzechów ziemnych i mieszać przez 5 minut, a na koniec dodać 20% roztwór chlorku amonu i 25% wodę chlorowaną i mieszać razem przez 5 minut przed użyciem.
Receptura przygotowania kleju na bazie żywicy fenolowej (w masie) jest następująca: żywica fenolowa 100 części, ziemia kredowa 7 ~ 12 części, mączka drzewna 3 części, triformaldehyd 1 ~ 3 części, woda 2,5 ~ 5,0 części. Prędkość miksera wynosi 140 ~ 150r/min. Podczas miksowania dodawaj po kolei każdy składnik. Mieszaj za każdym razem przez 5 ~ 10 minut, a następnie mieszaj przez 20 minut po dodaniu każdej grupy.
2. ilość i jakość wymiarowania
(1) Ilość wymiarowania
Ilość kleju odnosi się do masy kleju na powierzchni jednostkowej forniru po klejeniu, wyrażonej w /㎡. Istnieją dwa rodzaje powlekania jednostronnego i powlekania dwustronnego. Sklejka surowa i najczęściej wykorzystuje dwustronną powłokę płyty rdzenia, więc ilość kleju jest obustronna.
Ilość kleju jest jednym z czynników wpływających na siłę wiązania. Zbyt duża ilość kleju zagęszcza warstwę kleju, zwiększa naprężenia, powoduje spadek siły wiązania i marnuje płyn klejący, co jest nieekonomiczne. Ilość kleju jest zbyt mała, aby utworzyć ciągłą warstwę kleju i nie sprzyja przenoszeniu kleju na inną klejoną powierzchnię.
Wielkość klejenia zależy od gatunku kauczuku, gatunku drzewa i grubości forniru. Jeśli grubość forniru wynosi 1,25 ~ 1,50 mm, klejenie na bazie żywicy fenolowej (zawartość części stałych 45% ~ 50%), ilość klejenia forniru brzozowego 220 ~ 250 g/㎡, lipa 240 ~ 260 g/㎡, popiół 280 ~ 300 g/㎡; Używając kleju na bazie żywicy mocznikowo-formaldehydowej (zawartość substancji stałych 60% ~ 65%), forniru brzozowego 240 ~ 260g/㎡, lipy 260 ~ 300g/㎡, mandżurskiego 300 ~ 350g/㎡.
(2) Czynniki wpływające na jakość wymiarowania
Jakość zaklejania można mierzyć na podstawie grubości warstwy kleju i równomierności zaklejania. Grubość warstwy kleju jest niewielka i można utworzyć ciągłą i jednolitą warstwę kleju, co wskazuje, że jakość zaklejania jest dobra.
Głównymi czynnikami wpływającymi na jakość klejenia są: jakość samego kleju oraz warunki klejenia. Jakość kleju, zwłaszcza lepkość kleju, powinna spełniać wymagania procesu. Jeśli lepkość jest zbyt duża, nie jest łatwo równomiernie skleić; Jeśli lepkość jest zbyt mała, łatwo jest spowodować penetrację kleju podczas klejenia, tak że powierzchnia forniru nie będzie mogła tworzyć ciągłej warstwy. Podczas klejenia, oprócz kleju spełniającego wymagania, inne operacje technologiczne powinny również spełniać wymagania, takie jak powlekanie wałkiem, powinny zapobiegać nierównomiernemu zużyciu wałka i wpływać na jednorodność klejenia oraz zapewniać jednolitą powłokę i pewną ilość kleju.
3. Metoda wymiarowania i sprzęt
Klejenie forniru to proces, podczas którego pewna ilość kleju jest równomiernie nanoszona na powierzchnię forniru. W przypadku klasy cienkiej sklejki stosowanej w lotnictwie, w celu zapewnienia jakości i wygody konstrukcji, folię samoprzylepną wykorzystuje się bezpośrednio do klejenia, co jest bardzo kosztowne. Obecnie klej stosowany do sklejki elastycznej to głównie klej w płynie, który można podzielić na powlekanie wałkami, natryskiwanie, wytłaczanie i natryskiwanie ciśnieniowe w zależności od używanego sprzętu.
(1) Metoda powlekania wałkiem
Metoda powlekania wałkiem polega na nałożeniu na płytę płynnego kleju dołączonego do wałka. Metodą tą jest najczęściej dwustronne klejenie forniru, które można zastosować jako sklejarkę dwuwalcową lub sklejarkę czterowalcową.
Płynny klej w górnym wałku powlekarki dwuwalcowej przenoszony jest przez dolny wałek. Podczas nakładania kleju okleina przechodzi przez środek dwóch rolek, a klej na obu rolkach nakładany jest na okleinę poprzez stykanie się ze sobą. Wielkość ilości kleju reguluje się głównie poprzez regulację odległości pomiędzy górnymi i dolnymi rolkami oraz docisku górnych rolek. Kształt i liczba rowków na rolce również wpływają na wielkość zaklejania. Wysokość płynnej powierzchni kleju powinna sięgać 1/3 średnicy dolnego wałka.
Dwuwalcowa maszyna do klejenia jest sprzętem stosunkowo zacofanym, ilość klejenia nie jest łatwa do kontrolowania, płyta zwykle nie jest łatwa do zgniecenia, długość obwodu rolki musi być większa niż długość deski, więc rolka średnica jest duża. Konstrukcja jest jednak prosta i łatwa w utrzymaniu, dlatego nadal jest wykorzystywana w naszej produkcji.
Powlekarka czterowalcowa w pewnym stopniu eliminuje wady powlekarki dwuwalcowej, a powlekarka czterowalcowa ma oprócz dwóch rolek powlekających dwa walce wytłaczające, które są parą walców stalowych pokrytych chromem lub twardą gumą . Prędkość liniowa rolki wytłaczającej jest o 15% ~ 20% niższa niż rolki powlekającej, która odgrywa rolę zgarniającą. Odległość między nim a rolką jest regulowana, aby kontrolować ilość zaklejania. Pod wałkiem gumowym znajduje się zbiornik czyszczący, do którego odprowadzane są ścieki służące do mycia wałka gumowego. Ponieważ powlekarka czterowalcowa i dolna część powlekarki dostarczają klej w tym samym czasie, rozwiązano problem nierównego powlekania powlekarki dwuwalcowej.
Aby utrzymać dobrą wydajność procesu maszyny klejącej, należy zwrócić uwagę na jej konserwację, regularne czyszczenie ciepłą wodą, na przykład miejscowe utwardzanie, można zastosować zanurzenie pędzlem w stężeniu 3% ~ 5% roztworu sody kaustycznej. W przypadku powlekania żywicą mocznikowo-formaldehydową należy ją zobojętnić kwasem octowym, a następnie przemyć wodą. Gdy rowek wałka ulegnie pewnemu zużyciu, należy go ponownie naprawić, aby zapewnić równomierne nałożenie kleju i odpowiednią ilość kleju.
(2) Metoda klejenia
Klej to wysokowydajna, jednostronna metoda zaklejania, wprowadzona z przemysłu farbiarskiego. Klej wchodzi do głowicy kleju i wypływa pod pewnym ciśnieniem z dolnej spoiny, tworząc warstwę kleju o jednakowej grubości. Po przejściu forniru przez sito klejowe na powierzchni płyty pozostaje warstwa kleju. Grubość warstwy kleju natryskiwanej na okleinę zależy od szybkości rozpływu, lepkości, napięcia powierzchniowego materiału i prędkości podawania okleiny. Zwiększenie szybkości przepływu kleju, poprawa lepkości kleju i zmniejszenie prędkości podawania forniru może zagęścić warstwę kleju, a temperatura kleju powinna być nieco wyższa niż 20 stopni, w przeciwnym razie grubość warstwy kleju nie będzie jednolita . Ta metoda jest odpowiednia dla ciągłej i automatycznej linii produkcyjnej, ale wpływ na nierówny fornir jest słaby.
(3) metoda wytłaczania
Urządzenie do wytłaczania kleju składa się ze zbiornika magazynującego klej i rzędu cylindrycznych otworów na klej przepływowy, rozmieszczonych w dolnej części zbiornika. Metoda wytłaczania kleju polega na nałożeniu na płytę kleju o wysokiej lepkości lub piance przez mały otwór wyciskacza kleju. Płyta przechodzi pod wyciskarkę kleju, a klej spływa pasami i opada na deskę. Kierunek paska gumy powinien być prostopadły do kierunku włókien płyty. Około połowa powierzchni pokrytego forniru jest wolna od kleju, a płyn klejowy można rozprowadzić w pełnej warstwie gumy podczas wstępnego prasowania lub też pasek gumy na okleinie można spłaszczyć wałkiem pokrytym warstwą gumy silikonowej. W przypadku stosowania kleju piankowego średnicę otworu wytłaczającego można zwiększyć, aby uniknąć zablokowania otworu.
Główną zaletą metody wytłaczania jest oszczędność kleju, ale należy zapobiegać zatykaniu otworu po kleju podczas użytkowania.
(4) Metoda klejenia natryskowego
Metoda klejenia natryskowego polega na zastosowaniu wysokiego ciśnienia na klej (3 ~ 6 MPa), tak aby był on natryskiwany z dyszy kleju z dużą prędkością, a natryskiwany klej obracał się do przodu, dzięki czemu dyspersja była dobra. Aby uzyskać jednakowy wymiar, dysza natryskowa powinna być jak najmniejsza (średnica 0,3 ~ 0,5 mm), ale łatwa do zablokowania, co wymaga oczyszczenia z kleju, ale zwróć także uwagę na lepkość kleju. Metoda natryskowa ma większą skuteczność, jednak trudno jest kontrolować ilość kleju. Działanie metody klejenia natryskowego jest podobne do metody klejenia natryskowego, którą również nanosi się przed włożeniem płyty.
Trzy metody zaklejania: natryskiwanie, wyciskanie i natryskiwanie to nowe metody zaklejania w ostatnich latach. Ich wspólną cechą jest wysoka wydajność produkcji, dobra jakość sortowania oraz łatwa do uzyskania ciągłość kalibrowania i kęsów. Obecnie skala produkcji sklejki w Chinach jest niewielka, specyfikacje produktu są zmienne, a maszyna do klejenia rolkowego jest nadal szeroko stosowana. Powlekanie wałków nadaje się do obsługi ręcznej, ale nie sprzyja realizacji mechanizacji i ciągłości.
