Пропиточный состав для термохимического модифицирования древесины

 

ПРОПИТОЧНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ТЕРМОХИМИЧЕСКОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ , содержащий продукт взаимодействия производных фенола с формальдегидом , этиловый спирт и воду, о тличающийся тем, что, с целью повьппения стабильности состава , конечной температуры сушки пропитаншта им древесных заготовок до 90 С и эластичности древесины, состав в качестве продукта взаимодействия содержит продукт взаимодействия сланцевых водораств.оримых суммарн

СООЭ СОВЕТСКИХ

Wlg

РЕСПУБЛИК а 92 (22) - . (51) С 08 1. 61 1О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3484250/23 — 05 (22) 17.06.82 (46) 15.01.85. Бюл. 0 2 (72) К.P.ÊHéñëåð„ П.Г.Кристьянсон, Т.-M.Ô.Сюльд, Т.К.Капс, M À.Рийстом, В.Х.Рокк, Т.О.Матвере и Ю.Э.Правок (71) Таллинский политехнический институт и Деревообрабатывающий комбинат "Вийснурк" (53) 678.632(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 575218, кл. B 27 К 3/34, С 08 1. 61/14, опублик. 1977.

2. Патент США Н - 3832251, кл. 156-60, опублик. 1974 (прототип). (54)(57) ПРОПИТОЧНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ТЕРМОХИМИЧЕСКОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ, содержащий продукт взаимодействия производных фенола с формальдегидом, этиловый спирт и воду, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения стабильности состава, конечной температуры сушки прогитанн. х им древесных заготовок а. до 90 С и эластичности древесины, состав в качестве продукта взаимодействия содержит продукт взаимодействия сланцевых водорастворимых суммарнЫх фенолов с содержанием гидроксильных групп 12,0-13,3 мэкв/г с гексаметилентетрамином и дополнительно содержит сланцевые водорастворимые суммарные фснолы, продукт взаимодействия сланцевых водорастворимых суммарных фенолов с содержанием гидроксильных групп 12,013,3 мэкв/г с мочевиной, гексаметилентетрамин, мочевину и этиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Сланцевые водорастворимые суммарные фенолы 100

Продукт взаимодействия сланцевых водорастворимых суммарных фенолов с содержанием гидроксильных групп 12,0-13,3 мэкв/г с гексаметилентетрамином 38-210

Продукт взаимодействия сланцевых водорастворимых суммарных фенолов с содержанием гидроксильных групп 12,0-13,3 мэкв/г с мочевиной 52-400

Гексаметилентетрамин 28-40

Мочевина 33-70

Этиленгликоль 8-23

Этиловый спирт 35-600

Вода 285-1085

11345

2,6-3, 1

28,0-30,3

2,4-Диметилрезорцин

4,6-Диметилрезорцин

2,5-Диметилрезорцин

5-Этилрезорцин

2-Этил-5-метилрезорцин

0,7-0,8

1 1-1,5

5,8-6,4

10,2-10,7

1,7 — 1 8

Изобретение относится к термохимическому модифицированию древесины, используемой для изготовления канта и нижней пластины лыжи, а также других иэделий, где требуется улучшение физико-механических свойств и атмосферостойкости древесины.

Для пропитки древесины применяют низкомолекулярные продукты поликонденсации фенола и формальдегида, а 10 также разнообразные смеси, содержащие фенол, дигидроксибензол, меламины или мочевину.

Известен пропиточный состав, содержащий фенолоспирт и мочевино-фор- 15 мальдегидную смолу 1 13.

Однако отверждение этих составов требует высокой температуры, приводящей к короблению и растрескиванию модифицированной древесины. Кроме того, для этих составов характерна неравномерная пропитка древесины и присутствие свободного формальдегида как в пропиточной смеси, так и в модифицированном материале. 25

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является пропиточный состав для термохимического модифицирования древесины, содержащий продуктЗ0 взаимодействия производных фенола с формальдегидом, этиловый спирт и воду Р23.

Однако низкая стабильность пропиточного состава препятствует повыше- 35 нию температуры сушки пропитанной древесины выше 50 С и изготовлению состава с содержанием сухого вещест.ва выше 307 (50X-ное содержание сухого вещества достигается только при изготовлении состава в небольших количествах) . Кроме того, хрупкость модифицированной укаэанным составом древесины затрудняет ее механическую обработку при изготовлении канта и нижней пластины лыжи.

Цель изобретения — повышение стабильности состава, конечной температуры сушки пропитанных или древесных заготовок до 90 С и эластичности древесины.

Эта цель достигается тем, что пропиточный состав для термохимического модифицирования древесины, содержащей продукт взаимодействия производ- ных фенола с формальдегидом, этиловый спирт и воду, в качестве продукта взаимодействия содержит продукт взаи82 2 модействия сланцевых водорастворимьж суммарных фенолов с содержанием гид роксильных групп 12,0-13,3 мэкв/г с гексаметилентетрамином и дополнительно содержит сланцевые водорастворимые суммарные фенолы, продукт взаимодействия сланцевых водорастворимых суммарных фенолов с содержанием гидроксильных групг 12,013,3 мэкв/г с мочевиной, гексаметилентетрамин, мочевину и этиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Сланцевые водорастворимые суммарные фенолы 100

Продукт взаимодействия сланцевых водорастворимых суммарных фенолов с содержанием гидроксильных групп 12,013,3 мэкв/г с гексаметилентетрамином 38-210

Продукт взаимодействия сланцевых водорастворимых суммарных фенолов с содержанием гидроксильных групп 12,013,3 мэкв/г с мочевиной 52-400

Гексаметилентетрамин 28-40

Мочевина 33-70

Этиленгликоль 8-23

Этиловый спирт 35-600

Вода 285-1085

Необходимая активность в условиях отверждения достигается использованием в качестве фенольного компонента высокореактивных сланцевых водорастворимых суммарных фенолов с содержанием гидроксильных групп 12,013,3 мэкв/г. Под термином сланцевые водорастворимые суммарные фенолы следует понимать продукт, получаемыи при термической переработке горючих сланцев, имеющих месторождение в Эстонской ССР, Состав сланцевых водорастворимых суммарных фенолов, мас.7:

Одноатомные фенолы 8,6-10,4

Резорцин 1,6-2,3

2- и 4-Метилрезорцины

5-Метилрезорцин (134582

5,7-7,5

1,3-1,7

2, 1-3,0

1,9-2,7

1О

50-55

Таблиц ° 1

Состав, нас.ч., ло лринерлн

Комловентн

3 ухого вецева 30 насЛ

I 4

Сухого веце« ства 15 мас.2

1 2

yxoro веце- Cyxoro вецева 60 нас Л ства 45 нас.

Слаицавие водорастворимюе суннарлне фенолн

33

Нече вива

Гексаметилеитетранил

40

28

52

116

66

14

Этилеигликолв, его гомологи или глицерин

19

320

Этилома1 слирт

180

2060

285

350

1085

3965

4,5-Диметилрезорцин

5-Этинилрезорцин

2-Метил-5- тилрезорцин 1;9-2,0

2,4,5-триметилрезорцин

5-Пропилрезорцин

4-Метил-5-этилрезорцин 1, 1-1,5

Другие алкилрезорцины 18,4-22,6 в том числе:

Четыре основных компонента

5-замещенные алкил- 15 резорцины 60-68

Содержание гидроксильных групп 12,013,3 мэкв/г

Особенностью сланцевых водораст- у(3 воримых суммарных фенолов является их более высокая реакционная способность по сравнению с реэорцином.

Причиной этого является присутствие

5-замещенных алкилрезорцинов в сос- 25

Иоеашекс слаицевик водорастворимьк суммарных фенолов с мовевилой

Хомилекс сланцевых водораствоpseeac суюеарлыс фенолов с гексанетилеитетрамиион 210 таве указанных сланцевых суммарных фенолов.

В пропиточном составе вместо зтиленгликоля возможно использование его гомологов нли глицерина.

Синтез пропиточного состава проводят следующим образом.

В реактор, снабженный мешалкой, термометром, холодильником и охлаждающе-нагревающей рубашкой вводят из резервуаромерников (0 мас.ч. сланцевых водорастворимых суммарных фенолов, 33-70 мас.ч. мочевины, 28-40 мас.ч.. гексаметилентетрамина, 52-400 мас.ч. комплекса сланцевых водорастворимых суммарных фенолов с мочевиной и 38-210 мас.ч. комплекса сланцевых фенолов с гексаметилентетрамином, добавляют 8-23 мас.ч. этиленгликоля, 35-600 мас.ч. этилового спирта и 285-1085 мас.ч. воды.

Состав перемешивают при 30-35 С

d до гомогенизации. Соотношение компонентов в пропиточном составе приведено в табл. 1.

1134582

Улучшение показателей пропиточно-, го состава (не содержит свободного формальдегида, имеет высокую стабильность и высокое содержание сухого вещества) достигается, в основном, 5 за счет того, что состав является равновесной системой, содержащей молекулярные комплексы сланцевых водорастворимых суммарных фенолов с мочевиной и гексаметилентетрамином в водно-спиртовом растворе.

Преимуществом состава является увеличение содержания сухого вещества в пропиточном составе до 60 мас.7.

Это достигается тем, что входяшая в равновесный раствор смесь молекулярных комплексов сохраняет гомогенность и при небольшом количестве растворителя, т.е. водно-спиртового раствора (смесь этилового спирта ® с этиленгликолем, его гомологом или глицерином в воде), при этом состав не содержит свободного формальдегида.

При этом нецелесообразно испоиьзование состава с содержанием сухого вещества ниже 15 мас.Ж, так как состав не имеет модифицирующего эффекта ° Вследствие же резкого повышения вязкости вьппе 60 мас.7 эффект 30 модификации не повышается.

Увеличение конечной температуры сушки заготовок из пропитанной древесины до 90 С обусловлено стабильность предлагаемого пропиточного состава.

Повьппение эластичности модифицированной древесины достигается тем, что в условиях сушки и прессования пропитанной древесины происходит gg реакция поликонденсации гексаметилентетрамина со сланцевыми водорастворимыми суммарными фенолами и мочевиной, в результате которой выделяется аммиак, оказывающий совместно с высоко-45 кипящим спиртом пластифицирующее действие на древесину.

Показатели

Известный про питочный сос тав (21

Предлагаемый пропнточный сосСодержание свободного формальдегида, мас.l 1,5-2 Не содержит

Содержание сухого вещества, мас.7

5-50

15-60

Срок хранения пропиточного состава при 2025 С, дни

10-12 18-20

Температура сушки заготовок из пропитанной о древесины, С

20-50

20-90

Термохимическое модифицированне древесины предназначенным составом можно производить в открытой ванне или методом вакуума-давления в автоклаве.

Модифицированная древесина подвергается сушке при 50-90 С, обеспечивающей предварительную поликонденсацию использованного состава.

Процесс поликонденсации проводят при 100-180 С под давлением 0,26,0 MIIa. Физико-механические показатели модифицированной древесины приведены в табл. 3.

Технологичность полученного состава сохраняется в течение 20 дней при 20-25 С.

Характеристика свойств пропиточного состава представлена в табл, 2.

Таблнца2

1134582

1 О сЧ

A ° ао с, с 1 О

< 1

Л CQ СО сч

Π— О

ao o

Ю л о с/ о л Ю Ц) СО с 1 л л оэ о

1 л (1

IXI

cd

v о о х о

& х

И о

С4 О л л л сЧ О с 1 CO л л с) О о ю сЧ О л л О

О Л О О

o cn « сЧ т с О

I !

I о ГЪ

Ь | 4 о

& сс3 сс1 и & о и а, о

1 О! эZ

1 IQ о

o v о а а л

Ю л л л о

1 о

I c т» ч

СО О

° о

«1 О л сЧ Q O a сЧ %- а л О со - 0

1 cd л

О е

И ц z о о v л Д

Я gд ф

О 4 1."

gq m О

Х К 10

А IXI ц )х Се

0 ж e m

kt Х Ж Ж

Cd V Х

Е И

u u u х ! и v о э

v >g э о

r. x

Х cd

Е Ж

I. о

14 8 х

1 о

Ю

1 л

1 чЭ

Ф

Ю

Ф

&» ю

v X о v

Я э 4 х х

Э .с1

3 &

m v х о о х

Р, 0 о .ц

О И

1134582

Составитель Я. Гинзбург

Редактор Т.Колб Техред М.Надь Корректор E.Ñèðoõìàâ

Заказ 10027/23 Тираж 475 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Увеличение,содержанйя сухого ве®ества в кропиточном составе, а также увеличение конечной температуры сушки заготовок из пропитанной древе- сины позволяет соответственно повы- 5 сить производительность процессов модифицирования и сушки древесины.

Улучшение санитарно-гигиенических чсловий модифицирования достигается тем, что предлагаемый пропиточиый состав не модержит свободного формальдегида;