[LT] Išradimas priklauso klijų gamybai ir gali būti panaudotas vandeniui ar drėgmei atsparių klijų gaminimui. Jame pateikta vienos komponentės vandeniui atsparių D3 klasės medienos klijų bei dvikomponenčių D4 klasės atsparių vandeniui medienos klijų kompozicijos. @D3 klasės klijų gamybai naudoja modifikuotos aliuminio nitratu polivinilacetatinės emulsijos kompoziciją, sudarytą iš (masės % ): poliviniloalkoholio 2- 7, skruzdžių rūgšties 0,1 - 0,3, geležies sulfato 0,0004-0,0006, vinilacetato 48 - 55, vandenilio peroksido 0,4 - 0,8, bedruskio vandens 40 - 51, plastifikatoriaus 5 - 15, aliuminio nitrato 2 - 3 ir amoniako vandens 0,4 - 1,0.@D4 klasės medienos klijų gamybai naudoja modifikuotą polivinilacetatinę emulsiją, turinčią tokią komponentų sudėtį, masės %: polivinilo alkoholio 4-7, skruzdžių rūgšties 0,1-0,3, geležies sulfato 0,0004 - 0,0006, vinilacetato 45 - 52, vandenilio peroksido 0,4 - 0,8, bedruskio vandens 42-50, natrio hidroksido 0,1 - 0,3, di(propilenglikolio) butilo eterio 4,5 - 5,0 plastifikatoriaus 2-3 ir modifikatoriaus 2 - 3. Be to, D4 klasės klijams gauti, modifikuotą polivinilacetatinę emulsiją sumaišo su kietikliu santykiu 100 : 5 (masės dalimis).
[EN] The present invention relates waterproof composition for adhesive, which is useful for gluing wood. This invention provides two types of adhesive: D3, which is mono-component and D4, which consists of two components. D3 adhesive is prepared from polyvinyl acetate emulsion modificated with aluminum nitrate and consisting of, in mass %: polyvinyl alcohol 2-7; formic acid 0,1-0,3; ferri sulphas 0,0004-0,0006; vinyl acetate 48-55; hydrogen peroxide 0,4-0,8; water without salt 40-51; plasticizer 5-15; aluminum nitrate 2-3; and ammonia water 0,4-1,0. D4 adhesive is based on modificated polyvinyl acetate emulsion having such composition, in mass %: polyvinyl alcohol 4-7; formic acid 0,1-0,3; ferri sulphas 0,0004-0,0006; vinylacetate 45-52; hydrogen peroxide 0,4-0,8; water without salt 42-50; sodium hydroxide 0,1-0,3; di(propylengicol) butyl ether 4,5-5,0; plasticizer 2-3; and modificier 2-3. This composition is mixed with thickener in ratio 100:5.
[0001] Išradimas priklauso klijų gamybai ir pateikia vandeniui atsparių klijų kompozicijas, kurios gali būti panaudotos baldų ir medienos gaminių, skirtų eksploatuoti drėgnomis sąlygomis, gamyboje.
[0002] Medienos klijai polivinilacetatinės (PYA) emulsijos pagrindu plačiai naudojami baldų ir kitų medienos gaminių gamyboje (M. 3. Po3eH6epr «IIojiHMepi>i ha ochobc BHHHJiaųeTaTa», JleHHHrpa#, «Xhmh3», 1983 r.). Daugelis šių klijų sausoje būklėje turi geras klijines savybes, bet jų neišlaiko esant drėgmės ar vandens poveikiui. Vandens molekulės lengvai įsiskverbia į medienos ir polivinilacetatinės emulsijos sandūrą per klijų sluoksnį ir per medieną, ko pasėkoje klijai suminkštėja, nes sumažėja jų adhezinis bei kohezinis stipris. Šie trūkumai neleidžia šių klijų panaudoti medienos gaminių, baldų, kurie bus eksploatuojami drėgnoje patalpoje ar lauko sąlygomis, klijavimui. Pagal Lietuvos standartų LST EN 204 : 2002 ir LST EN 205 : 2003 reikalavimus, klijai priskiriami tam tikrai atsparumo vandeniui klasei. Medienos klijai pagal jų didėjantį atsparumą vandeniui skirstomi į keturias klases: Dl, D2, D3 ir D4 klasės klijai.
[0003] Žinomos AB "Achema" gaminamos įvairių markių polivinilacetatinės emulsijos, tinkamos medienos klijų gamybai. Nemodifikuotos polivinilacetatinės emulsijos atsparumas drėgmei atitinka D2 klasės klijų suklijavimo stiprį.
[0004] D3 ir D4 klasės klijai polivinilacetatinės emulsijos pagrindu iki šiol Lietuvoje nebuvo gaminami. Vakarų Europos šalyse jie gaminami pagal įvairias gamybos technologijas ir naudojant įvairias receptūras, pvz., D3 klasės klijai - Klebit 303, Kleiberit 303, Jowakol 102 70, Dana Traelim B3 ir kt. (duomenys paimti iš internetinių firmų gamintojų puslapių apie
[0005] Žinomi D4 klasės klijai - "Rakoll" firmos dvikomponenčiai klijai Duplit AL. Juos sudaro Duplit AL - polivinilacetatinė dispersijos pagrindu gauta komponentė ir kietiklis Duplit-Harter - neorganinės metalo druskos tirpalas (duomenys iš internetinio puslapio:
[0006] Taip pat žinomi dvikomponenčiai D3 klasės klijai "Lipalas KM-3", sukurti AB "Achema" Mokslinėje eksperimentinėje laboratorijoje ir KTU dizaino ir technologijų katedroje (žr., Minelga D., Barkauskas A.E. Naujos PVA dispersijos "KM 3" kai kurių savybių tyrimas//Vartojimo reikmenų technologijos ir dizainas. Konf. pran. medž.-Kaunas:Technologija,1999.-P.288-290 ). Juos sudaro modifikuota PVA dispersija MD-14 ir kietiklis K-1.
[0007] Šių D3 klasės klijų trūkumas - dvi komponentės, kas sudaro nepatogumą vartotojams ir neužtikrina jų kokybės. Esant dviem komponentėms galima netiksliai jas sudozuoti, o tai
[0008] Išradimo esmę sudaro pateikiamos D3 ir D4 klasės medienos klijų kompozicijos, kurios pasižymi atsparumu vandeniui. Siame išradime pateikiama D3 klasės klijų vienos komponentės kompozicija, kuri nesukelia problemų sudozuojant klijus, taip pagerinant suklijavimo kokybę. D3 klasės klijų pagrindą sudaro polivinilacetatinė (PVA) emulsija, o klijų D3 kompozicija gaunama į pagamintą, plastifikuotą ir neutralizuotą emulsiją pridedant 2-6 masės % modifikatoriaus - aliuminio nitrato [A1(N03)3-9H20].
[0009] D4 klasės medienos klijų kompoziciją, kurie taip pat gaminami PVA emulsijos
[0010] D3 klasės klijų pagrindas - polivinilacetatinė emulsija - gaminama iš tokių žaliavų,
[0011]
[0012] Polivinilo alkoholis, naudojamas pareiškiamų klijų gamybai, yra Mowiol 20-98 markės, gaunamas iš firmos "Kuraray Specialities Europe", plastifikatoriumi naudojami dibutilsebacinatas, dietilenglikoldibenzoatas, dipropilenglikoldibenzoatas ir trieti lengliko lbenzoatas.
[0013] { kompoziciją įeinančias medžiagas charakterizuoja CAS (Chemical Abstracts
[0014] CAS Nr. 9002-89-5
[0015] CAS Nr. 13463-43-9
[0016] CAS Nr. 108-05-4
[0017] CAS Nr. 7722-84-1
[0018] CAS Nr. 1336-21-6
[0019] Po polimerizacijos, pagaminus polivinilacetato emulsiją, ji yra plastifikuojama plastifikatoriumi bei neutralizuojama amoniako vandeniu t.y. paprastai sumaišoma su plastifikatoriumi bei amoniako vandeniu. Plastifikatorius yra reikalingas, kad sumažintų minimalią plėvelės susidarymo temperatūrą ir tuo būdu pasiekiama, kad išdžiūvus susidarytų elastinga, skaidri polimero plėvelė. Skruzdžių rūgštis atlieka reakcijos terpės pH reguliavimo funkciją.
[0020]
[0021] Klijų D3 kompozicija gaunama į pagamintą ir plastifikuotą bei neutralizuotą emulsiją pridedant 2-6 masės % (nuo bendros klijų kompozicijos masės) aliuminio nitrato [A1(N03)3-9H20].
[0022]
[0023] Pagamintų D3 klasės medienos klijų fizikiniai-cheminiai rodikliai:
[0024] D4 klasės medienos klijų gamybai naudoja polivinilacetatinę emulsiją, turinčią tokią komponentų sudėtį, masės %:
[0025]
[0026] Pagamintą emulsiją modifikuoja 2-3 masės % modifikatoriumi, skaičiuojant nuo bendro klijų kompozicijos kiekio, kurį maišant lėtai supila į 20-25 °C temperatūros emulsiją. Modifikatoriumi naudoja 17-20 masės % koncentracijos glutaraldehido-bis-natrio bisulfito junginio vandeninį tirpalą.
[0027]
[0028] Modifikuotos emulsijos MD-G fizikiniai-cheminiai rodikliai:
[0029] D4 klasės medienos klijus paruošia prieš pat naudojimą sumaišant modifikuotą polivinilacetatinę emulsijąMD-G su kietikliu K-17 santykiu 100:5 (masės dalimis).
[0030] (A1C13-6H20) - CAS Nr. 7784-13-6. (CaCl2'2H20) - CAS Nr. 10035-04-8, lydymosi temperatūra 176 °C (skyla). (COOH)2 2H20 - CAS Nr. 6153-56-6, lydymosi temperatūra 104-106 °C. Kietiklio K-17 fizikiniai-cheminiai rodikliai:
[0031] D3 klasės klijų gamybai naudojama modifikuota polivinilacetatinė emulsija (P V A), pagaminama emulsinės polimerizacijos būdu. Emulsinės polimerizacijos reakcijos iniciatorius
[0032] - oksidacinė-redukcinė sistema H202-FeS04, reakcijos terpės pH=2,8-3,2. Emulsinę polimerizaciją vykdo vandeniniame 5-8 % koncentracijos polivinilo alkoholio tirpale. Autoriai polivinilacetatinę emulsiją gamina pagal žinomą metodiką, aprašytą literatūroje: (M. 3. Po3eH6epr «nojiHMepbi Ha ochobc BHHHjiaųeTaTa», JleHHHrpan, «Xhmhh», 1983 r.).Žemiau pateikiamas medienos klijų gamybos pavyzdys detaliau iliustruoja išradimą.
[0033] Pirmiausiai vandens fazės gamybos reaktoriuje paruošia vandens fazę. Į reaktoriuje esantį bedruskį vandenį (2,8 m3), kurio temperatūra 20-25 °C, lėtai supila 182 kg pilnai hidrolizuoto polivinilo alkoholio (markės Mowiol 20-98), ir tokioje temperatūroje maišo apie 0,5 - 1 vai. Gerai išmaišytos susidariusios suspensijos temperatūrą pakelia iki 90 - 95 °C ir toliau maišo, kol polivinilo alkoholis pilnai ištirpsta. Atšaldytą vandens fazės tirpalą parūgština apie 2,1 1 skruzdžių rūgšties (85% kone.) iki pH=2,8-3,2. Taip paruoštą vandens fazę per dozatorių supila į polimerizatorių, po to supila 200 g vandeninio geležies sulfato tirpalo (apie 50 masės % koncentracijos). Mišinio temperatūrą maišant palaipsniui kelia iki 68 - 72 °C. Pasiekus šią temperatūrą, į mišinį supila apie 5 % , t.y. apie 1 1 viso polimerizacijai reikalingo kiekio 30 % vandenilio peroksido tirpalo ir po 5-10 min. pradeda dozuoti vinilacetatą. Po 10 min. vinilacetato dozavimą sustabdo. Po 5-10 min. atnaujina likusio vinilacetato kiekio (iš viso supila apie 2500 m3 vinilacetato) ir likusio vandenilio peroksido tirpalo (iš viso supila apie 20 1 vandenilio peroksido) kiekio pastovų dozavimą. Polimerizaciją vykdo apie 3-4 vai., keliant temperatūrą nuo 68° iki 80-85 °C. Gautą emulsijos pavidalo polimerą atšaldo iki 25 - 40 °C ir neutralizuoja 20-30 1 amoniako vandeniu iki pH=5-6,5. Po to į polivinilacetatinę emulsiją lėtai maišant supila plastifikatorių - dibutilsebacinatą- 250 kg.
[0034] \ pagamintą polivinilacetatinę emulsiją supila 160 kg modifikatoriaus - aliuminio
[0035] Modifikuotą polivinilacetatinę emulsiją, skirtą D4 klasės klijų gamybai, gamina tokių
[0036] D4 klasės medienos klijų gamybos technologija skiriasi tuo, kad pagamintas aukščiau nurodytas polivinilacetatinės emulsijos kiekis neutralizuojamas apie 15 1 natrio hidroksido 10 % koncentracijos tirpalu iki pH=5,5-6,0. Po to į emulsiją maišant supila reikalingą kiekį plastifikatoriaus - 270 kg di(propilenglikolio) butilo eterio.
[0037] Kietiklis K-17 gaminamas reaktoriuje, kuriame galima palaikyti reikalingą technologinio režimo metu temperatūrą. Į 138 kg bedruskio 20-25 °C temperatūros vandens maišant lėtai supila 6 kg polivinilo alkoholio (Mowiol 4-98). Mišinio temperatūrą palaipsniui kelia iki 95 °C, kol pilnai ištirpsta polivinilo alkoholis. Po to, polivinilo alkoholio tirpalą atšaldo iki 35-38 °C temperatūros ir suberia reikalingus likusių komponentų kiekius: 147 kg aliuminio chlorido (su 6 molekulėmis vandens), 3 kg kalcio chlorido (su 2 molekulėmis vandens) ir 6 kg oksalo rūgšties (su 2 molekulėmis vandens). Tirpalą pašildo iki 60 °C temperatūros, kol ištirpsta supiltos druskos. Gautą šviesiai gelsvos ar rausvos spalvos tirpalą atšaldo iki kambario temperatūros.
[0038] Žemiau pateikiami klijų tyrimo duomenys yra standarto reikalavimai. Pagaminti D3 ir D4 klasės klijai pilnai atitinka standartų reikalavimus.
[0039]
[0040] 3 seka -7 paros 18-22 °C temperatūroje ir esant santykinei oro drėgmei 60-70 %, 4 paros 20-23 °C temperatūros vandenyje. 4 seka-7 paros 18-22 °C temperatūroje ir esant santykinei oro drėgmei 60-70 %, 4 paros 20-23 °C temperatūros vandenyje, 7 paros 18-22 °C temperatūroje ir esant santykinei oro drėgmei 60-70 %.
[0041]
[0042] 6 vai. verdančiame vandenyje, 2 vai. 20-23°C temperatūros vandenyje, 7 paros 18-22
[0043] Medienos klijų (sąlyginiu pavadinimu "Lipalas 3" ir "Lipalas 4") atitikimas atsparumo drėgmei klasėms patikrintas pagal standartus LST EN 202:2002 ir LST EN 205:2003. Medienos klijai sertifikuojami Baldų sertifikavimo centre ir, pagal atliktus tyrimus, atitinka D3 ir D4 atsparumo drėgmei klasėms.
[0044] Klijų D3 suklijavimo stiprio bandymų rezultatai - bandymas pagal 3 seką (įvairių gamybinių partijų):
[0045] Klijų D4 suklijavimo stiprio bandymų rezultatai - bandymas pagal 3 seką (įvairių gamybinių partijų):
[0046] Klijų D4 suklijavimo stiprio bandymų rezultatai - bandymas pagal 5 seką (įvairių gamybinių partijų):
• 1. Medienos klijų kompozicija polivinilacetatinės emulsijos pagrindu, b e s i s k i r i an t i tuo, kad polivinilacetato emulsija yra modifikuota aliuminio nitratu [A1(N03)3-9H20] ir 0turi tokią komponentų sudėtį, masės %: