Карбамидоформальдегидные смолы: производство, применение и свойства

Подписаться Рекламa на статье

Карбамидоформальдегидные смолы широко используются в строительстве, деревообработке и некоторых других отраслях народного хозяйства. Промышленным способом производить их впервые начали в США в 1927 году. По водостойкости и прочности полиэфирным и эпоксидным материалам такие смолы несколько уступают. Зато и изготовление их обходится намного дешевле.

Как производят

Получают КФС смолы, как уже можно судить по названию, путем поликонденсации формальдегида с карбамидом. Представляют они собой негорючую водную суспензию, степень вязкости которой и цвет могут различаться в зависимости от марки. Производство карбамидоформальдегидных смол обычно предполагает использование специальных, снабженных рубашкой и особым перемешивающим устройством, аппаратов. Всего процесс изготовления такой продукции включает в себя три основных этапа:

  • поликонденсацию;

  • кислую конденсацию;

  • сушку.

карбамидоформальдегидные смолы

Поликонденсацию смолы проводят в щелочной среде при показателе рН реакционного раствора, равном 7.5-8. В процессе изготовления следят за тем, чтобы мольное соотношение карбамид: формальдегид составляло 1:1.6-1.9.

Кислую конденсацию проводят в среде с рН=4.5-4.8. На это этапе в связи с увеличением молекулярной массы начинает резко возрастать вязкость раствора. По окончании реакции кислой конденсации в смолу добавляют еще одну порцию карбамида. Необходимое количество этого вещества рассчитывают таким образом, чтобы мольное соотношение компонентов в готовом растворе составляло 1:1.3-1.4. На стадии сушки смолу доводят до требуемых значений условной вязкости. На заключительном этапе продукт охлаждают и модифицируют с целью снижения его токсичности.

Сфера использования

Использоваться карбамидоформальдегидная смола (формула N=CH2 С=О и NH2 HOCH2NH С=О NH2) может при производстве:

  • ДВП и ДСП;

  • фанеры;

  • шпатлевок, лаков и красок;

  • влагостойких бумаги и картона (пропитка);

  • пенопласта.

карбамидоформальдегидная смола производители

Также очень часто используется смола карбамидоформальдегидная (КФ-МХ2) в бурении. В этом случае она применяется в качестве основы тампонажных растворов. Последние, в свою очередь, представляют собой вязкие смеси, способные быстро затвердевать на воздухе. Используются тампонажные растворы в основном для закрепления обсадных колонн и для защиты их от коррозии.

Клей на основе КФС

На предприятиях деревообрабатывающей промышленности в чистом виде КФС применяют редко. Гораздо чаще служит основным элементом в используемом в столярном деле карбамидоформальдегидная смола клее. Основных разновидностей таких средств, изготавливаемых на основе КФС, существует пять:

  • КФ-Б — быстротвердеющий клей;

  • КФ-О — общего назначения (содержание формальдегида не выше 0.25 %);

  • КФ-МТ — малотоксичный, используемый для производства ДВП и ДСП;

  • КФ-Ж — с повышенной жизнеспособностью;

  • КФ-БЖ — совмещающий в себе преимущества марок КФ-Б и КФ-Ж.

карбамидоформальдегидная смола применение

Быстротвердеющие клеи КФ-Б на предприятиях деревообрабатывающей промышленности используют в основном при производстве фанеры и при облицовке мебельных щитов на однопролетных прессах. Малотокисчный продукт КФ-О применяют по большей мере лишь для склеивания бумаги. Также такой клей может использоваться при производстве фанеры. ДСП и ДВП с его применением не изготавливают. Для производства плит на основе стружки или волокна применяется продукт марки КФ-МТ.

Клей с повышенной жизнеспособностью отлично подходит для соединения всевозможных деталей мебели. В строительстве в некоторых случаях он может применяться и для укрепления слабых грунтов. Универсальные клеи КФ-БЖ чаще всего используются при изготовлении фанеры и мебели. Также их могут применять при производстве разного рода столярно-строительных изделий. В зависимости от вида отвердителя все клеи на основе КФС могут использоваться как для горячего, так и для холодного склеивания.

Иногда в строительстве, деревообработке и т. д. находят применение и особые клеи с разного рода модификационными добавками.

Свойства смолы КФ-МТ

Технические характеристики у карбамидоформальдегидных смол в зависимости от сферы применения могут быть разные. Из представленной ниже таблицы можно получить информацию о свойствах наиболее популярной смолы КФ-МТ, используемой при производстве ДВП и ДСП.

КФ-МТ

Характеристика

Показатели

Коэффициент рефракции

1.462...1.465

Доля сухого остатка

66 % от массы

Условная вязкость при +20 оС

30...50 по ВЗ-4 сразу после изготовления, 150 — через 60 суток

Допустимая массовая доля свободного формальдегида

0.3 %

рН

6.5...6.8

Желатинизация при добавлении 1% NHCL (при t=100/20 оС)

35...55 / 8

От других марок КФ-смол КФ-МТ отличается прежде всего уменьшенной вязкостью при относительно высоком сухом остатке. Такие характеристики позволяют вводить ее в смесители с безвоздушным распылением. Использование же такого оборудования, в свою очередь, делает возможным значительное снижение влажности обработанных смолой древесных частиц и, соответственно, уменьшение время прессования плит.

карбамидоформальдегидная смола клее

Пропиточные смолы (СКФП)

Эта разновидности КФС используется при изготовлении влагостойких картона и бумаги. Иногда ее применяют также для пропитки декоративных рулонных пленок, фанеры ДСП и ДВП. Ниже в таблице представлены характеристики этого продукта.

СКФП

Характеристика

Показатель

Сухой остаток

45...53 %

Условная вязкость

13-15 по ВЗ-246 с соплом 4 мм

Доля свободного формальдегида

Не более 0.5 %

рН

7.3-8

Время желатинизации при 100 С

2-5

Характеристики смолы, используемой для производства ЛКМ

Для этой цели обычно применяется продукт марки К-421-02 Представляет собой меламинокарбамидоформальдегидная смола прозрачную жидкость и имеет следующие свойства:

К-421-02

Характеристика

Показатель

Условная вязкость по ВЗ-246

40-55

Доля свободного формальдегида

Не более 0.3 %

Углеводородная совместимость

Не ниже 157 мг/л

Кислотное число КОН

Не более 1.0

Совместимость с ксилолом 1:1

Полная

Высыхание смеси с резиновой смолой или касторовым глифталем

Не более 45 мин

Свойства КФ-МХ2

Карбамидоформальдегидные смолы, используемые для изготовления тампонажных растворов, также должны полностью соответствовать ГОСТ.

КФ-МХ2

Характеристика

Показатель

Доля сухого остатка

69 %

Доля свободного формальдегида

Не более 0.5 %

Смешиваемость с водой в отношении 1-20 (t=20 оC)

Полная

РН

8-9

Желатинизация

40-80

Карбамидоформальдегидный пенопласт: сфера использования

Этот продукт используется в основном в строительстве в качестве утепляющего материала. Применяться он может для изоляции от холода:

  • стен;

  • подкровельного пространства;

  • межэтажных перекрытий и потолков.

карбамидоформальдегидная смола формула

В сравнении с обычным пенополистиролом, пенопласт КФС имеет одно немаловажное преимущество. Материал этот совершенно негорючий. Карбамидоформальдегидные смолы относятся к группе термоактивных веществ. То есть обратные реакции в них происходить не могут по определению. Соответственно и КФС-пенопласт во время пожара не образует расплава. Единственное — под воздействием высоких температур он немного теряет в массе, выделяя неопасные для здоровья человека азот и углекислый газ. Срок службы у пенопласта этой разновидности примерно такой же, как и у экструдированного пенополистирола — около 80 лет. Использоваться этот материал может как в виде плит, так и в жидком состоянии. В последнем случае масса просто заливается в полости разного рода строительных конструкций.

Как делают пенопласт КФС

Впервые этот интересный материал появился в конце 30-х годов в Германии. В Европе при возведении зданий и сооружений он используется очень широко. В 30 % случаев при утеплении разного рода ограждающих конструкций применяется именно этот материал. В последнее время все более популярным КФС-пенопласт становится и в России.

Технология изготовления этого утеплителя относительно проста. В продаже даже существует специальное, относительно недорогое оборудование, приобрести которое, в принципе, может любой желающий. Работают такие установки следующим образом:

  • в одну из емкостей наливается водяной раствор ортофосфорной кислоты и пенообразователя;

  • в другую емкость помещается собственно сама карбамидоформальдегидная смола;

  • в бочке открываются краны.

Для смешивания компонентов материала используется мощный насос. Карбамидоформальдегидная смола и поток пены перегоняются им в специальный смеситель. Полученную в этой емкости массу заливают в полости строительных конструкций через шлаг с соплом.

Свойства смолы, используемой для производства пенопласта

Для этой цели в строительстве обычно применяется продукт марки КФЖ-ПВ. Это жидкая смола белого или светло-коричневого цвета, технические характеристики которой должны в точности соответствовать требованиям ГОСТ.

КФЖ-ПВ

Характеристика

Показатель

Сухой остаток

51 %

Свободный формальдегид

Не более 0.25 %

Условная вязкость по ВЗ-246

17-25

рН

7.5-8.5

Желатинизация при 100 оС

45-80

Смешиваемость с водой в отношении 1:2

Полная

Гарантийный срок хранения

20-25 дней

Как маркируются КФ-смолы

Таким образом, нашла очень широкое в промышленности и сфере строительства карбамидоформальдегидная смола применение. Маркируется этот продукт, согласно требованиям ГОСТ-14192. На этикетке емкости с КФС или в накладной должны присутствовать:

  • наименование предприятия-изготовителя с его товарным знаком;

  • масса нетто;

  • марка смолы;

  • дата изготовления;

  • номер партии;

  • обозначение самого стандарта.

смола карбамидоформальдегидная класс опасности

Как должна быть упакована смола

Крупные деревообрабатывающие и строительные предприятия закупают этот продукт обычно в очень больших количествах. В этом случае смола карбамидоформальдегидная КФ доставляется к месту назначения в железнодорожных цистернах. Партии продукта поменьше разливаются в стальные бочки. Последние перед применением, согласно ГОСТ-13950, должны быть тщательно промыты. Стандарты допускают заливку смолы в том числе и в многооборотные бочки с небольшими наружными дефектами.

Методы испытания

Принимают карбамидоформальдегидные смолы на предприятиях партиями (с одинаковыми характеристиками и массой не более 200 тонн). Для проверки качества продукта проводятся испытания. На первом их этапе производят:

  • забор точечных проб металлической трубкой;

  • соединение всех проб с размещением в стеклянной банке;

  • наклеивание этикеток с обозначением даты и места отбора пробы.

Собственно сами испытания могут включать в себя визуальный осмотр, а также определение в лабораторных условиях:

  • массы сухого остатка каждой пробы;

  • массовой доли свободного формальдегида;

  • концентрации водородных ионов;

  • времени желатинизации;

  • смешиваемости с водой;

  • предела прочности.

Как правильно транспортировать и хранить

Перевозиться смола карбамидоформальдегидная (класс опасности этого вещества — II) может на всех видах транспорта. При температуре воздуха ниже 0 оС допускается использование только емкостей с теплообменниками или теплоизоляционными покрытиями. В последнем случае разогрев производится путем подачи горячей воды в рубашку цистерны. Температура КФС после проведения этой процедуры не должна превышать 25 оС. Производить разогрев продукта паром запрещается.

смола карбамидоформальдегидная кф мх2 в бурении

Летом, при t воздуха от 25 оС, перевозить смолу можно не дольше чем в течение 10 суток. Хранят продукт при температуре не ниже 5 оС и не выше 20 оС в плотно закрытой таре. Не разрешается держать бочки или цистерны со смолой под прямыми солнечными лучами. Также ГОСТ предписывает хранить тару с этим продуктом под навесом, не допуская воздействия на нее атмосферных осадков.

Карбамидоформальдегидная смола: производители и марки

На сегодняшний день в России производится порядка 500 тыс. тонн КФС в год. Самыми крупными отечественными компаниями, занимающимися выпуском этой продукции, являются:

  • «Югорский леспромхолдинг»;

  • «Шатура»;

  • Череповецкий и Поволжский фанерно-мебельные комбинаты;

Также занимаются у нас в стране изготовлением такой продукции, как карбамидоформальдегидная смола, производители российско-финские. Специализируются на производстве этого материала, к примеру, ЗАО «Метадинея» и входящая в европейский концерн Swiss Krono Group компания «Кроностар-Восток». Помимо этого, КФС является одной из разновидностей продукции, выпускаемой такими гигантами химической промышленности, как «Акрон» и «Метафакс».


Зачем нужен крошечный карман на джинсах?
Одежда
Что форма носа может сказать о вашей личности?
Психология
Что нужно делать после интимной близости: 9 правил
Сексуальность
Непростительные ошибки в фильмах, которых вы, вероятно, никогда не замечали
Фильмы
11 странных признаков, указывающих, что вы хороши в постели
Сексуальность
Как выглядели звезды Голливуда в самом начале своей карьеры: 27 поразительных фото
Женские вопросы