CC BY
71
ДЕРЕВООБРАБОТКА И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
4. Филиппов, М.М. Шунгитовые породы Карелии: черная Олонецкая земля, аспидный сланец, антрацит, шунгит / М.М. Филиппов. - Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2004. -488 с.
5. Луговская, И.Г. Минералого-технологические критерии оценки тонкодисперсного рудного и нерудного сырья: дисс. ... д-ра техн. наук / И.Г. Луговская. - М.: ФГУП ВИМС, 2007. - 48 с.
6. Цицишвили, Г.В. Природные цеолиты / Г.В. Ци-цишвили, Т.Г. Андроникашвили, Г.Н. Киров, Л.Д. Филозова. - М.: Химия, 1985. - 224 с.
7. Мосин, А.В. Новый природный материал шунгит в водоподготовке. Сантехника. Отопление. Кондиционирование / А.В. Мосин. - М., 2012. - № 3. www. С-О-К./articles/novyy-prirodnyy-mineral-shungit v-vodopodgotovke.
References
1. Patent № 2437911. RU. « The adhesive composition .» Authors: Brutyan K,G,, Varankina G,S,, Chubinskii A.N., Redkov VA., Kondratiev V.P.
2. Panov N.G., Pitukhin A.V, Rozhkov S.S., Tsvetkov VE., Sanaev VG., Firyulina O.V Particle board on the basis of urea-formaldehyde resin modified by nanosized shungite. Forest News, Moskow State University of Forest. - 2012 . - № 2 ( 85 ), p.135 -139.
3. Golub S.L., Lugovskaya I.G., Anufrieva S.I., Dubinchuk VT., Ulyanov A.V, Burjak A.K. Composition and sorption properties of the schungite.//Sorption and chromatographic processes. 2006, Volume 6, issue 5. s.748 - 763.
4. Filippov M.M. Shungite Karelia.: Olonetsk black earth, slate , anthracite, shungite. Petrozavodsk: Karelian Research Centre of Russian Academy of Sciences, 2004. - 488 p.
5. Lugovskaya I.G. Mineralogical and technological evaluation criteria of fine ore and nonmetallic minerals. Abstract of doctoral thesis. Moscow: FSUE SIMS, 2007. - 48 p.
6. Tsitsishvili G.V, Andronikashvili T.G., Kirov G.N., Filo-zova L.D. Natural tseolity. - M.: Chemistry, 1985. - 224 p.
7. Mosin A.V. New natural material - shungite using for water clining. Plumbing. Heating. Conditioning. M.: № 3, 2012. www. S-O-K./articles/novyy-prirodnyy-mineral-shungit v-vodopodgotovke.
МОДИФИЦИРОВАННЫЕ АМИНОАЛЬДЕГИДНЫЕ
олигомеры в производстве декоративной бумаги для бумажно-слоистых пластиков
С.М. ТАРАСОВ, доц. каф. хим. технологии древесины и полимеровМГУЛ, канд. техн. наук,
В.И. АЗАРОВ, проф., зав. каф. хим. технологии древесины и полимеров МГУЛ, д-р техн. наук,
А.М. ИВАНОВА, асп. каф. хим. технологии древесины и полимеров МГУЛ
В настоящее время наблюдается рост потребления декоративной бумаги для производства ДБСП - декоративного бумажно-слоистого пластика. ДБСП является экологически чистым и практичным в эксплуатации материалом. Благодаря таким свойствам, как долговечность, стойкость к истиранию, влаго- свето- морозостойкость, ударопрочность, пожаростойкость, данный материал находит широкое применение в строительстве и производстве мебели. Все чаще ДБСП применяют в качестве материала для отделки помещений.
Декоративно-слоистый пластик изготавливается с различным по цветовой гамме покрытием, может иметь глянцевую или матовую поверхность, бывает однотонным или сочетает несколько тонов. Изготавливаются даже мерцающие декоративно-слоистые пластики. Наличие большого ассортимента фактур и цветов способствует широкому пот-
[email protected] реблению ДБСП и одновременно увеличивает спрос на декоративную бумагу, являющуюся неотъемлемой частью данного материала.
Главной функцией декоративной бумаги является придание пластику привлекательного вида. В этих целях применяется сильно наполненная, отбеленная бумага, обладающая большой укрывающей способностью и светостойкостью. Так как декоративная бумага является лицевой стороной пластика, то она окрашивается или покрывается рисунком. Соответственно к ней предъявляются требования хороших печатных свойств, способности к им-прегнированию, а также хорошей впитывае-мости и прочности во влажном состоянии [1].
Необходимая прочность и влагостойкость достигается введением в декоративную бумагу карбамидных, меламиновых олигомеров или полиамидов. В отношении производства бумажно-слоистых пластиков очень распространены карбамидоформальдегидные олигомеры
112
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2014
ДЕРЕВООБРАБОТКА И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
Таблица 1
Рецептуры модифицированных КФО
Компонент Количество, масс. % Примерные рецептуры олигомеров (количество масс. %)
А В
Карбамид 29-36 32 (основная загрузка - 26; дополнительная загрузка - 6) 29 (основная загрузка - 23; дополнительная загрузка - 6)
Формальдегид 35-42 39 35
Меламин 11-12 11 11
Глицерин 2-4 4 4
Силикат натрия 1-12 6 12
Катионный крахмал 3-5 5 3
ПАВ 3-6 3 6
Содержание катионного крахмала, % по сух. вещ.
Ф КФО, модифицированный меламином и катионным крахалом ■ КФО, модифицированный также силикатом натрия (1 % по сух. вещ.)
А КФО, модифицированный также силикатом натрия (6 % по сух. вещ.)
)( КФО, модифицированный также силикатом натрия (12 % по сух. вещ.)
Рис. 1. Изменение массовой доли свободного формальдегида олигомеров, модифицированных силикатом натрия и ПАВ, в зависимости от содержания в них катионного крахмала
ввиду своих положительных свойств: бесцветности, светостойкости, низкой стоимости и способности окрашиваться в яркие тона [2].
Наполнителем для декоративной бумаги служит чаще всего пигментированная двуокись титана, заполняющая поры бумаги и делающая ее непрозрачной [3]. Масса наполнителя для декоративной бумаги довольно большая - 20-35 вес %. Таким образом, если обратить внимание на стоимость диоксида титана, можно сделать вывод: производство декоративной бумаги является довольно за-
тратным. Так, особо чистый (99,999 %) диоксид титана в рутильной и анатазной форме, по данным Википедии, стоил в сентябре 2006 г. 0,5-1 долл. за грамм, а технический диоксид титана - 2,2-4,8 долл. за кг в зависимости от марки и объема покупки.
В данной статье мы рассмотрим возможность применения разработанного нами модифицированного карбамидоформальде-гидного олигомера для проклейки декоративной бумаги, предназначенной для производства бумажно-слоистого пластика.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2014
113
ДЕРЕВООБРАБОТКА И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
Содержание катионного крахмала, % по сух. вещ.
Рис. 2. Изменение времени желатинизации олигомеров, модифицированных силикатом натрия и ПАВ, в зависимости от содержания в них катионного крахмала
Содержание катионного крахмала, % по сух. вещ.
Рис. 3. Изменение вязкости олигомеров, модифицированных силикатом натрия и ПАВ, в зависимости от содержания в них катионного крахмала
Кратко отметим, что в [4] нами было описано получение КФО, модифицированных ПАВ, катионным крахмалом и силикатом натрия. Исследования в данной области показали положительные результаты в отношении сроков хранения и свойств полученных олигомеров, поэтому следующим нашим шагом стало получение КМФО, модифицированных подобным образом.
Итак, разработанный нами модифицированный карбамидоформальдегидный
олигомер, содержащий меламин, катионный крахмал, силикат натрия, глицерин и некоторые ПАВ, является полупрозрачной легкоподвижной жидкостью.
Каждый компонент олигомера играет определенную роль в композиции. Катионный крахмал придает олигомеру положительный заряд, облегчает его закрепление на целлюлозном волокне и снижает токсичность олигомера. Меламин обеспечивает КФО по-
114
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2014
ДЕРЕВООБРАБОТКА И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
Таблица 2
Свойства декоративной бумаги
Свойства бумаги Без обработки Обработанная модифицированным КФО (при расходе олигомера 30 кг/т)
Поверхностная впитываемость, г/м2 40 32
Влагопрочность, % 7 30
Разрывная длина, м 5000 5800
Содержание катионного крахмала, % по сух. вещ.
Рис. 4. Изменение содержания метилольных групп олигомеров, модифицированных силикатом натрия и ПАВ, в зависимости от содержания в них катионного крахмала
вышенную водостойкость. ПАВ замедляют агрегацию частиц олигомера и повышают сроки его хранения. Силикат натрия снижает содержание свободного формальдегида в олигомере так, что обычными методами формальдегид не определяется или же определяются следы его присутствия. Последнее особенно важно в случае проклейки данными олигомерами декоративной бумаги, так как она должна отвечать требованиям по содержанию летучих фракций.
Рецептуры полученных олигомеров приведены в табл. 1.
На рис. 1-4 представлены графики зависимостей основных свойств полученных олигомеров.
Из графиков видно, что олигомеры, полученные с использованием силиката натрия, имеют очень низкую долю свободного формальдегида, несколько меньшее количес-
тво метилольных групп по сравнению с более простыми олигомерами, модифицированными катионным крахмалом, повышенное время желатинизации и более высокую вязкость.
С применением синтезированных олигомеров на лабораторном листоотливном аппарате была изготовлена декоративная бумага массой 80 г/м2. Для изготовления образцов применяли 100 % беленую целлюлозу хвойных и лиственных пород в соотношении 50:50, степень помола 3 5 °ШР В суспензию целлюлозы добавляли сульфат алюминия до установки рН = 6,5-7, затем вводили рассчитанное количество диоксида титана и модифицированного карбамидоформальдегидного олигомера. Расход олигомера составил 5-50 кг/т бумаги.
В качестве проклеивающего вещества выступали карбамидоформальдегидные олигомеры, модифицированные силикатом натрия в количестве 12 % по сухому веществу.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2014
115
ДЕРЕВООБРАБОТКА И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
Рис. 5. Изменение разрывной длины декоративной бумаги в зависимости от расхода модифицированного олигомера
Рис. 6. Изменение влагопрочности декоративной бумаги в зависимости от расхода модифицированного олигомера
Рис. 7. Изменение поверхностной впитываемости декоративной бумаги в зависимости от расхода модифицированного олигомера
116
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2014
ДЕРЕВООБРАБОТКА И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
В табл. 2 приведены свойства проклеенной и непроклеенной декоративной бумаги.
На рис. 5-7 приведены графики изменения свойств декоративной бумаги в зависимости от количества олигомера, вводимого в массу при изготовлении отливок.
Как видно из табл. 2 и рис. 5-7, кар-бамидоформальдегидный олигомер приводит к повышению влагопрочности и разрывной длины бумаги, т.е. улучшает механические показатели бумаги. Несколько уменьшается поверхностная впитываемость бумаги.
Однако применение разработанного нами олигомера в качестве проклеивающего агента, по нашим предположениям, позволяет не только придать декоративной бумаге требуемые свойства, но и обеспечивает частичную замену дорогостоящего диоксида титана на нанодисперсный наполнитель, образующийся в результате взаимодействия силиката натрия с сернокислым глиноземом. При этом силикат алюминия в нанодисперсном виде осаждается на целлюлозном волокне, заменяя часть дорогостоящего наполнителя. Кроме того, определенным плюсом применения модифицированного олигомера в качестве проклеивающего агента для декоративной бумаги является то, что, будучи активным по отношению к диоксиду титана, он улучшает удерживаемость пигмента.
Как доказал эксперимент, непрозрачность полученных образцов декоративной бумаги ни в чем не уступает непрозрачности бумаги, полученной без использования проклеивающих олигомеров.
Подводя итог вышесказанному, заметим, что использование карбамидоформаль-дегидного олигомера, модифицированного силикатом натрия в качестве проклеивающего материала для декоративной бумаги, является перспективным по следующим причинам:
- позволяет экономить дорогостоящий диоксид титана;
- ведет к получению декоративной бумаги с улучшенными показателями влагопрочности, при сохранении непрозрачности и хорошей впитываемости бумаги.
Библиографический список
1. Бараш, Л.И. Слоистые пластики, декоративные поверхности / Л.И. Бараш. - СПб.: Химиздат, 2007. - 256 с.
2. Вирпша, З. Аминопласты / З. Вирпша, Я. Бжезинь-ский, пер. с польск. - М., 1973.
3. Иванов, С.Н. Технология бумаги. Изд. 3-е. / С.Н. Иванов. - М.: Школа бумаги, 2006. - 696 с.
4. Тарасов, С.М. Модификация аминоальдегидных олигомеров водорастворимыми солями кремниевой кислоты / С.М. Тарасов, В.И. Азаров, А.М. Иванова // Вестник МГУЛ - Лесной вестник - № 3 (86) - 2012. - С. 130-137.
АЭРОИОНИЗАЦИОННЫЙ СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПЛЕНКООБРАЗОВАНИЯ ЛАКОКрАСОЧНЫХ ПОКрЫТИЙ
на древесине и древесных материалах
М.В. ГАЗЕЕВ, доц. каф. механической обработки древесины УГЛТУ
В общем процессе пленкообразования лакокрасочных покрытий (ЛКП) можно выделить три стадии: 1) начальную - интенсивное испарение растворителя с поверхности ЛКП; 2) гелеобразование - до момента возникновения трехмерной сетки и потери отверждающимся материалом текучести и растворимости; 3) конечную - стадия отверждения, позволяющая дальнейшую обработку ЛКП. В зависимости от природы пленкооб-разователей процесс перехода лакокрасочных
[email protected] материалов (ЛКМ) из жидкого состояния в твердое с образованием покрытия на поверхности подложки может происходить в результате физического процесса высыхания (испарения растворителя или разбавителя) или отверждения, при котором совместно с испарением растворителей протекают химические реакции с мономерами или олигомерами, а также при поглощении кислорода из воздуха [1, 2]. В результате отверждения образуются твердые, нерастворимые покрытия
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2014
117
