Keo dán và chất phủ bề mặt gỗ

Hiện tượng hấp thụ - Liên kết vật lý hay lực hấp dẫn Theo thuyết này lực bám dính giữa các phân tử chất phủ và gỗ do lực hấp dẫn gây ra, theo công thức: Trong đó: F- lực hấp dẫn N; k

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

Trang 2

BÀI GIẢNG MÔN HỌC KEO DÁN VÀ CHẤP PHỦ

Adhesives and coating

Trang 3

1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA DÁN DÍNH

1.1.1 Các giả thuyết về sự bám dính

Nguyên nhân thấm ướt và chảy loang; dính kết; hấp thụ

a Thuyết về nguyên nhân dính kết

Là tổng hợp các lực do sức căng bề mặt Khi trang sức, tại bề mặt tiếp xúc xuất hiện các lực: rắn - môi trường, rắn - lỏng, lỏng - môi trường

Trang 4

b Hiện tượng thấm ướt

Chất phủ chui vào và đóng rắn tạo lên các đinh keo Lực ma sát giữa các đinh keo này và thành mao mạch đã tạo lên lực bám dính Theo thuyết này thì bề mặt gỗ càng sần sùi, bề mặt gỗ càng nhiều

lỗ hổng thì khả năng bám dính càng cao

c Hiện tượng hấp thụ

- Liên kết vật lý hay lực hấp dẫn

Theo thuyết này lực bám dính giữa các phân tử chất phủ và gỗ

do lực hấp dẫn gây ra, theo công thức:

Trong đó: F- lực hấp dẫn (N); k – hằng số hấp dẫn; r – khoảng cách giữa hai vật; m1 và m2 – khối lượng của hai vật.

PHẦN I CƠ SỞ LÝ LuẬN CHUNG VỀ CHẤT PHỦ VÀ KEO DÁN

Trang 5

- Lý thuyết phân tử

+ Lực liên kết do lớp điện tích kép: quá trình chuyển động,

các điện tử dẫn điện chuyển động vượt khỏi ranh giới bề mặt, tạo thành lớp mây điện tử ở bề mặt gỗ Giữa lớp mây điện tử và các nguyên tử tạo thành lớp điện tích kép Khi có hai vật liệu tiếp xúc do sự chênh lệch hiệu điện thế ở hai mặt, giữa chúng có lực điện tác dụng

+ Lực VanderWaals: Khi một phân tử hay nguyên tử va vào

bề mặt gỗ, giữa chúng có lực liên kết Van der Waals

PHẦN I CƠ SỞ LÝ LUẬN CHUNG VỀ CHẤT PHỦ VÀ KEO DÁN

Trang 6

+ Thuyết tĩnh điện: Chất phủ và gỗ là những chất có cực Khi tiếp

xúc, bề mặt tiếp xúc xuất hiện lực hút tĩnh điện

+ Khuyếch tán: Khi hai vật tiếp xúc, nguyên tử của vật này

khuyếch tán vào mạng của vật kia tạo thành vùng chuyển tiếp tạo mối liên kết, phụ thuộc vào nhiệt độ tiếp xúc và trạng thái bề mặt vật liệu

+ Liên kết hoá học: Tạo bởi các nhóm OH của cellulose và

Trang 7

1.1.2 Quá trình đóng rắn của keo và chất phủ

a Kiểu bay hơi dung môi

Dung môi khuyếch tán từ màng phủ ra ngoài tạo thành màng khí bề mặt sau đó khuyếch tán ra ngoài

Kiểu này có các chất Latex, Colophan, Nitro, Clovinyl, Acrylic,

- Giai đoạn 1 (hình thành màng lỏng): Keo dán, chất phủ được đưa

lên sản phẩm Sự bay hơi dung môi làm nồng độ màng lỏng tăng lên

- Giai đoạn 2 (hình thành màng rắn): Nồng độ màng phủ tăng lên

nhanh tạo thành màng rắn từ mạng đơn phân tử

- Giai đoạn 3 (rắn hoàn toàn)

Trang 8

c Kiểu phản ứng hoá học

- Trùng ngưng: Là quá trình tạo ra các polyme của các monome vào

Có trùng ngưng đồng đều và trùng ngưng không đồng đều Các chất tham gia phản ứng trùng ngưng có các nhóm có chứa các nguyên tử: OH,

Gồm: P-F, U-F, M-F, P-E, P-A, epoxy, P-U,

- Trùng hợp: Phản ứng của các monome giống hoặc khác nhau (liên

kết không no hoặc vòng oxit) tạo ra polyme, không có sản phẩm phụ

Gồm: Polyvinylclorua, polyestyrene (PS), polyvinylal kohol (PVAL)

Trang 9

1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mối dán

- Các yếu tố về vật liệu keo dán, chất phủ

- Các yếu tố môi trường

- Các yếu tố về công nghệ dán

Trang 10

1.2 PHÂN LOẠI KEO DÁN VÀ CHẤT PHỦ

a Căn cứ vào nguồn gốc

- Tự nhiên: tinh bột, dầu lanh, gai, sơn ta, nhựa thông, dầu tếch, cao

su,

- Động vật: Da, sữa, xương, máu

- Tổng hợp: được tạo ra từ các phản ứng hoá học.

+ Trùng ngưng: P-F, U-F, M-F, P-E, P-A, epoxy, P-U,

+ Trùng hợp: Polyvinylclorua, peclovinyl, polyvinylaxetat (PVAc), polyacrylat, polymetacrylic (PMMA), polyestyrene (PS), polyvinylal kohol (PVAL),

- Các chất nitrate của cellulose

b Căn cứ vào dạng sản phẩm

- Dạng lỏng: Từ nhựa hóa học,

- Dạng bột: sữa, xi măng,

- Dạng hạt: Da, Xương,

- Dạng tấm, lá: giấy tẩm keo, tấm trang sức,

Trang 11

c Căn cứ vào khả năng chịu nhiệt, chịu nước

- Chịu nước, nhiệt kém: Cánh kiến, nitrocelluose,

dầu thông,

- Chịu nước, nhiệt: P-E, P-U, U-F, U-M-F, M-F,

amine, bitum, polyester, acrylic,

-Chịu nước, nhiệt cao: Sơn ta, P-F, epoxy,

silicone,

d Căn cứ vào khả năng biến đổi khi chịu nhiệt

- Nhiệt dẻo: PVC, PVAc, PVA,

- Nhệt rắn: P-E, P-U, U-F, U-M-F, M-F,

Trang 12

2.1 KEO UREA-FORMALDEHYDE (U-F)

- Là loại keo được tạo ra do phản ứng trùng ngưng trong môi trường kiềm yếu khi tỷ lệ mol giữa Urea và Formaldehyde là 1:1.1 đến 1:1.5

- Tốc độ phản ứng đa tụ keo phụ thuộc vào: tỷ lệ mol, độ pH, nhiệt độ, tốc độ khuấy, độ tinh khiết của nguyên liệu,

- Keo U-F có nhiều ưu điểm: nguyên liệu có sẵn, rẻ tiền, ít độc hại, dễ sản xuất, màu sáng và có thể nhuộm màu, cường độ dán dính tốt, có thể đóng rắn ở nhiệt độ thường và nhiệt độ cao (20-

1500C) Chất đống rắn Keo UF là NH4Cl hoặc axit oxalic.

- Trong CBG hiện nay Keo U-F được dùng khoảng 90%.

PHẦN II: MỘT SỐ LOẠI KEO DÁN, CHẤT PHỦ CƠ BẢN VÀ ỨNG DỤNG

Trang 13

2.2 KEO MELAMINE-FORMALDEHYDE (M-F)

- Là loại keo được tạo ra do phản ứng trùng ngưng giữa M và Formaldehyde trong môi trường kiềm yếu khi tỷ lệ mol là 1: (1.5 - 3.0) Lượng formaldehyde càng lớn độ nhớt của dung dịch lớn, khả năng bảo quản càng tốt, tốc độ đóng rắn càng nhanh, tính chịu mài mòn của lớp trang sức tốt Chất đống rắn Keo UF

là NH 4Cl hoặc axit oxalic

- Ưu điểm: chịu nước, chịu nhiệt rất tốt ( 200 0 C), chịu va đập, cường độ dán dính lớn, màu sáng và có thể nhuộm màu, chịu các dung môi hữu cơ, chịu acid loãng và bazơ loãng, có thể đóng rắn ở nhiệt độ thường và nhiệt độ cao Keo M-F được dùng nhiều trong công nghiệp sơn, sản xuất giấy tẩm keo, tấm Formica,

- Nhược điểm là giá thành cao và giòn, khi trang sức rất dễ để lại các vết nứt chân chim Nguyên nhân: tính ổn định hoá học kém, có nhiều liên kết hydro Keo đã đóng rắn, vẫn tồn tại một số gốc - CH2OH tự do chưa tham gia phản ứng, làm cho keo vẫn có khả năng hút ẩm và hút nước, khi độ ẩm của không khí thay đổi, lớp keo đã đóng rắn hút nước trong không khí hoặc thải nước vào trong không khí, làm cho thể tích lớp keo thay đổi, tạo nên ứng suất dư, cuối cùng tạo nên các vết nứt kiểu mai rùa ở lớp keo đã đóng rắn.

Trang 14

2.3 KEO PHENOL-FORMALDEHYDE (M-F)

Nhựa P-F được dùng rộng rãi làm chất kết dính trong ván nhân tạo, công nghiệp sơn và làm giấy tẩm keo (được dùng tỷ lệ khoảng 10% so với các loại nhựa khác)

Nhựa P-F có rất nhiều tính chất tốt, như: độ bền dán dính rất cao, chịu nước, chịu nhiệt, chịu mài mòn Tuy nhiên, nhựa P-F cũng có nhiều nhiều điểm, như: tính độc hại cao hơn rất nhiều nhựa U-F, màu sắc tối, đóng rắn phải bằng nhiệt hoặc phải dùng acid mạnh, giá thành cao

Nhựa P-F chủ yếu là hai loại nhựa tan trong cồn và nhựa tan trong nước Nhựa tan trong cồn là loại nhựa trùng ngưng một lần, nhựa tan trong nước là loại nhựa trùng ngưng hai lần Nguyên liệu để tạo nhựa của hai loại nhựa giống nhau, chỉ khác chất xúc tác Nhựa tan trong cồn

NaOH

Trang 15

2.4 NHỰA EPOXY

Là nhựa tổng hợp, chứa nhóm epoxit:

Ưu điểm: Bám dính tốt, độ cứng cao, chịu uốn, chịu va đập, chịu

acid, kiềm, ăn mòn hoá học, nước, nhiệt rất tốt, dùng trang sức các sản phẩm gỗ dùng ở nơi độ ẩm cao

Epoxy đóng rắn nhiệt khi có nhựa P-F, ankyl, amine Chất phủ epoxy - phenol chịu ăn mòn tốt nhất dùng để sơn đường ống hoá chất, thùng chịu kiềm, acid, cách điện Chất phủ epoxy-amine không bị biến vàng ở nhiệt độ cao Chất phủ epoxy-ankyl-amine độ dẻo cao, chịu nước rất tốt.

Trang 16

2.5 POLYURETANE (P-U)

Để tạo sơn PU, sử dụng izoxianate gốc thơm (toluenziixianat)

nHO – R - OH + nO = C = N - R’ – N = C = O  (- O –R – O – CONH - R’- NHOC -)n

 Polyureathane thấm vào trong gỗ có thể phòng ngừa sự nứt của gỗ,

từ đó mà tránh được bản thân màng phủ sản sinh rạn nứt

 Màng phủ trơn phẳng, sáng bóng, đầy đặn

 Độ cứng cao, chịu mài mòn, chịu dung môi, chịu hoá chất

 Chịu nước, chịu nhiệt, có thể sử dụng nó trong môi trường 120 

1400C

Trang 17

 R - NCO có độc, có hại với sức khoẻ con người

 Rất mẫn cảm với ẩm và nước, dung môi khi sử dụng không được có nước Cần phải tránh sử dụng bột màu có nước hoặc bột màu kiềm, không thể tiến hành trang sức trong điều kiện độ ẩm môi trường cao

 Độ cứng của màng phủ lớn, đánh bóng khó khăn, do đó nên tiến hành mài nhẵn trước khi màng phủ khô hoàn toàn Vá sửa màng phủ tương đối khó khăn

Trang 19

2.7 PVA

PVA được tạo ra khi trùng hợp Vinylaxetat với sự có mặt của các chất xúc tác Đây là nhựa nhiệt dẻo rất phù hợp để dán gỗ, giấy, sứ, thủy tinh, Mối dán có tính đàn hồi cao Lượng keo tráng 120-200g/m2.

Trang 20

2.10 Sơn trong gốc Nitro

Sơn trong bay hơi dung môi gốc Nitro gọi tắt là sơn Nitro Màng phủ trong quá trình khô phân tử lượng không có sự thay đổi do đó màng phủ đã khô vẫn có thể hoà tan trong dung môi.

Ưu điểm:

 Màng phủ sau khi đánh nhẵn có thu được độ sáng bóng rất cao, mặt

trang sức trong suốt, phẳng nhẵn, bền lâu, do đó thường dùng để trang sức lớp mặt.

 Độ cứng màng phủ cao, chịu mài mòn, có cường độ cơ học nhất định, tính chất cơ lý đều vượt qua màng Vecni cánh kiến, nhưng không được như màng phủ Polyureathane.

 Màu nhạt, có thể làm màu nhạt hoặc màu nguyên gốc.

 Màng phủ khô nhanh.

 Màng phủ sau khi cứng hoá lại có thể hoà tan trong dung môi do đó

việc vá sửa tương đối thuận lợi.

Trang 21

2.10 Sơn trong gốc Nitro

Nhược điểm:

 Tính chịu nhiệt, chịu lạnh, chịu khí hậu kém, thông thường màng phủ gia nhiệt đến 700C đều bị phân giải

 Có thể chịu nước và Acid loãng nhưng không chịu kiềm

 Hàm lượng chất khô thấp, do đó để đạt được độ dày màng phủ theo yêu cầu phải tiến hành trang sức nhiều lớp từ đó làm tăng thêm chu kỳ gia công

 Thành phần bay hơi chiếm khoảng 80%, khi màng phủ khô sẽ tạo thành sự ô nhiễm không khí

Trang 22

2.9 Keo Alkyl Phtetale

Allyl phthalate là một loại nhựa nhiệt rắn được phát triển và sử dụng rộng rãi vào những năm 60 Nhựa Alkyl phthalate được công ty FMC của Mỹ bán ra sớm nhất dưới dạng thương phẩm có tên là “DAPUN” gọi tắt là “DAP”.

Nhựa có tính chất bền chắc nhiệt rắn, và cũng có loại nhiệt dẻo dễ dàng trong gia công, có thể dán dính ở nhiệt độ thấp và áp suất thấp Giấy tẩm nhựa sau khi dán trang sức có tính chất vật lý rất tốt, có tính cách nhiệt cao, tính chịu nhiệt cao, hơn hẳn so với keo PF, Epoxy và MF; chịu ô nhiễm hoá chất cao, không bị ăn mòn bởi Acid, Bazơ và các dung môi hữu cơ, tính hút ẩm kém, ổn định kích thước tốt, chịu thời tiết khí hậu, không sản sinh rạn nứt, chịu mài mòn tốt, mặc cho khi độ ẩm cao tính chịu xung kích tốt.

Do tính gia công và tính năng vật lý của giấy tẩm nhựa DAP là rất tốt, nên có thể nói

nó là một loại nhựa trang sức bề mặt ván nhân tạo thích hợp.

Phản ứng để tạo thành các đơn thể DAP ở điều kiện xúc tác ở áp suất thường hoặc cao áp được mô tả như dưới đây:

Trang 23

3.1 MỘT SỐ GIẢI PHÁP

3.1.1 Một số yêu cầu của keo dán, chất phủ

Yêu cầu về chất lượng keo dán, chất phủ cần căn cứ vào yêu cầu của sản phẩm Một số yêu cầu chung như sau:

Hàm lượng khô cao; khả năng dàn trải tốt; bám dính tốt; khô nhanh; bền với môi trường; giá thành phụ hợp;…

3.1.2 Các hướng nâng cao chất lượng

-Chống ẩm

-Chống cháy

-Chống nấm mốc, côn trùng

-Tăng cường các tính chất khác

Các phương thức: Nâng cao chất lượng ván nền; cho hóa chất vào

trong keo; biến tính các loại keo và chất phủ

PHẦN III: MỘT SỐ GiẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG KEO DÁN, CHẤT PHỦ

Trang 24

4.1 Giấy tẩm keo

Được tạo bởi các loại giấy gốc được tẩm nhựa và sấy

Các loại nhựa: U-F, M-F, U-M-F, P-F, có độ đa tụ thấp.

PHẦN IV: MỘT SỐ LOẠI VÁN TRANG TRÍ

Hình 4.1: Quy trình công nghệ sản xuất giấy tẩm keo

Trang 25

Giấy gốc Các yêu cầu cụ thể đối với giấy gốc:

 Bề mặt phải trơn nhẵn không có tạp chất, có tính năng in ấn tốt, bột màu dán dính chặt với giấy rất tốt, mà không được ngấm vào bên trong của giấy.

 Tính dán dính tốt, có thể được dán chặt lên bề mặt gỗ nền ván nhân tạo.

 Có khả năng thấm nhất định đối với chất phủ trang sức, nhằm phòng ngừa

sự tách tầng của lớp giấy Nhưng tính thấm không được quá lớn, nếu không làm mất đi tính che phủ của giấy trang sức.

 Phải có được tính che phủ nhất định.

 Phải có đủ ứng suất kéo nhất định, giữ cho giấy gốc trong quá trình in vân hoa không bị rách nát mà yêu cầu ứng suất không được thấp hơn 25N/mm.

 Giấy gốc có màu phải có tính chịu ánh sáng tốt, yêu cầu khi trang sức chất phủ lớp lót cũng như lớp mặt không bị hoen ố mầu, không làm ảnh hưởng đến việc cứng hoá của màng cao phân tử.

Thông thường giấy gốc được dùng có độ mỏng nằm trong khoảng 17 29g/

m 2 Nếu màng phủ lớp mặt là nhựa không bão hoà thì nên dùng giấy Titan trắng 80g/m 2

PHẦN IV: MỘT SỐ LOẠI VÁN TRANG TRÍ

Trang 26

- Giấy gốc

Bảng 4.1: Các chỉ tiêu kỹ thuật của các loại giấy gốc

Các loại giấy gốc Chỉ tiêu kỹ thuật

Trang 27

4.2 Ván lạng gỗ

Ván lạng dễ rách, hút ẩm, mốc; có độ ẩm 4%, độ nhẵn 4-8 Chiều dày 0.05-3mm, thông dụng 0.6 - 0.8mm

- Ván tổ hợp: Là ván mỏng được lạng ra từ hộp gỗ mà hộp này lại được

dán lại từ những ván bóc cùng chiều thớ của những loại gỗ thông thường.

- Ván ghép (phiến): Là ván mỏng được lạng ra từ hộp gỗ mà hộp này được

dán ghép từ những phiến gỗ quý theo hoa văn đã định.

- Ván nhuộm màu: Đem ván mỏng gỗ phổ thông nhuộm màu giống như

Trang 28

Căn cứ vào độ dày phân loại:

CHƯƠNG III: CÁC LOẠI VÁN TRANG TRÍ

Căn cứ vào phương pháp chế tạo để phân loại :

Trang 29

CHƯƠNG III: CÁC LOẠI VÁN TRANG TRÍ

Các loại gỗ sản xuất: Xoan đào, Lát, Cẩm lai, Vạng trứng, Pơmu, Trám,

Bằng lăng, Sao, Giổi, Vên vên, Dầu, Cồng, Thâm đỏ, Gội, Trường mật,

Gỗ dùng tạo ván mỏng có yêu cầu sau:

+ Gỗ sớm muộn phải rõ ràng, tổ chức tia gỗ thô hoặc dày đặc mà trên mặt cắt xuyên tâm hay tiếp tuyến hình thành nên vân thớ gỗ đẹp.

+ Phải dễ dàng trong khi tiến hành bóc lạng; dán dính và gia công quét phủ.

+ Đường kính lỗ mạch của gỗ cây lá rộng không nên quá lớn, nếu không khi sản xuất ván mỏng rất dễ bị rách nát, khi dán lại dễ thấm thấu keo;

+ Cần phải có đủ khối lượng nhất định.

Định dạng
Số trang	32
Dung lượng	1,46 MB