Композиция для древесных пластиков и способ ее получения

 

Изобретение относится к технологии получения огнестойких древесных пластиков. Изобретение позволяет увеличить водостойкость древесных плит в 1,3-2 раза, прочность при сжатии после эксплуатации в условиях периодических увлажнений и высушиваний в 1,7-2 раза, уменьшить потери массы при испытании на огнестойкость образцов после их обработки в течет ние 5 циклов увлажнения и высушивания в 8-10 раз за счет использования в композиции в качестве наполнителя измельченной метилированной древесины (шпона) со степенью метилирования 7,1-14,3%, наполненной по капиллярнопористой системе сульфатом бария и гидроокисью бария со степенью наполнителя 21-36,8% и 0,8-1,7%- соответственно , которую получают путем обработки измельченной древесины 40 - 60%-ным водным раствором гидроокиси бария, нагретым до 80-100°С, и диметилсульфатом в количестве 65-70мае.% от массы гидроокиси бария по сухому остатку и высушивания в два этапа при 40-50°С в течение 2-3 ч и при 100-120 0 до влажности 4-10%. Соотношение фенолформальдегидной смолы и древесного наполнителя в композиции (20-25):75:80 соответственно. 2 с.п.ф-лы, 5 табл. (Л со ел СО ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (jg 4 С 08 L 97/02, 61/1О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3924581/23-05 (22) 08. 07. 85 (46) 15. 11. 87; Бюл. № 42 (71) Институт механики металлополимерных систем AH БССР (72) С.В.Безруков и Н.А.Екименко (53) 678.632(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 975748, кл. С 08 L 61/10, 1981, Авторское свидетельство СССР

¹ 911890, кл. С 08 L 97/02, 1980.

А.И.Калниньш и др. Повышение огнестойкости плит из измельченной пластифицированной древесины. Сб.

Пластификация и модификация древесины. Рига, 1970, с.125-128. (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ДРЕВЕСНЫХ ПЛАСТИКОВ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к технологии получения огнестойких древесных пластиков. Изобретение позволяет увеличить водостойкость древесных плит в 1,3-2 раза, прочность при сжатии после эксплуатации в условиях периодических увлажнений и высушива„„SU„„1351954 А 1 ний в 1,7-2 раза, уменьшить потери массы при испытании на огнестойкость образцов после их обработки в тече-, ние 5 циклов увлажнения и высушивания в 8-10 раз за счет использования в композиции в качестве наполнителя измельченной метилированной древесины (шпона) со степенью метилирования

7,1-14,3%, наполненной по капиллярнопористой системе сульфатом бария и гидроокисью бария со степенью наполнителя 21-36,8% и 0,8-1,7%- соответственно, которую получают путем o6pa- ботки измельченной древесины 40—

60%-ным водным раствором гидроокиси о бария, нагретым до 80-100 С, и диметилсульфатом в количестве 65-70 мас.% от массы гидроокиси бария по сухому остатку и высушивания в два этапа при 40-50 С в течение 2-3 ч и при

100-120 С до влажности 4-10%. Соотношение фенолформальдегидной смолы и древесного наполнителя в композиции (20-25):75:80 соответственно.

2 с.п.ф-лы, 5 табл.

1351954 ны используют отходы шпана,, в качестве связующего — фенолаформальде"=гидн;ю смолу марки JIRC-3. Для обра"ботки используют гидраакисео бария и диметилсульфат.

Композицию готовят по следующей технологии.

Измельченную древесину обрабатывают 40-60Х-ным водным раствором гидроакиси бария, нагретым до 80—

90 С, „=-тем диметилсульфатом в количестве 65-70% ат массы гидроакиси бария по сухому остатку и сушат в два этапа: при 40 — 50 С в течение 23 ч, эа1? е =,цо влажности 4-10% при

100-120 .С, пропить?вают феналаформал)-,де)"??дна)1 смолой. сушат до влажно с . и менее 3% при ? 0-90 С. 1пи, Q. 50 С д?»метилсуль?1)ат вза—

??мадействует с древесиной " образованиее-,? ??е ? илавых эфиров пали» ахаридов II лигнина и выделением серной кислоты

2РОВ+(СИ ) So -жОСН. Н,,80 .(1)

Выделяющаяся серная кислота реагирует с гидроокисью бария с образованчем сульфата бария и воды

80, +Ва (ОЯ) --=-ВаЯО,, +П. О . (2)

Д?я та-.о, чтобы избежать обугливания древесных частиц, гидроакись бария ввс-. ят в древесину в несколько бал» meí ? олп че т";e че? требуется

I)o уравнению (2) . =: температура суш=* ки измельченной древесинь в то время,. когда протекает взаимодействие,„

Jt не поднимают выше 50 С-„так: как при сушке при более высокой температуре скорость реакции мети.".:ирования резка возрастаeòT. То приводит к цеструкции дреьесины выделяющейся серной кислотой, Снижение температуры сушки после обработки дичетилсульфатам нио же 40 Г пр?вводит K уменьшен?????) скорости реакции метилиравания, диметилСУЛЬО)ат ЧаСТИЧНа ИСПаРЯЕТСЯ Остав

Иэаб)ретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может бь)ть использовано,цля получения огнестойких конструкционньгх материапов на основе измельченной древесинь? .

Цель изобретения — повышение вадостойкости древесных пластиков и стабильности их прочностных и агнестой- )О ких свойств при эксплуатации в условиях периодических увлажнений и последующн)» вь?сыхашЖ, В качестве измельченной древесишаяся часть практически не реагирует с древесиной и при последующем повышении температуры до 100-120 С бурно взаимодействует с древесинай,что сопровождается ее деструкцией, Полученная метилированная измельченная древесина благодаря частичной блокировке гидроксильньп» групп обладает большей гидрафабностью, чем исходная измельчечная древесина. Образующийся сульфат бария заполняет капиллярнопористую систему древесины, что также уменьшает ее вог;опоглощение.

Пример 1. 4 35 г измельченной древесины влажностью 8% было обработано 191 r 40%-ного раствора гидо роакиси бария,, нагретого до 80 С, затем 60,2 г диметилсульфата. Обработанная измельченная древесина помещалась в су??ильный шкаф, где находилась при 48+2 С в течение 2 ч. После этога температура в сушильном шкао фу поднималась да 110+5 С и измельченная древесина высушивалась до влажности 8% ат общего веса. 575 г полученного материала обрабатывалась

265 F фенал-формальдегидной смолы марки ЛБС-3 (132,5 г по сухому остатку). Композиция высушивала.сь да влажности 10%. Образцы отпрессавывались при 160+5 С, удельном давлении 30-40 МПа в те?ение 1 мин/мм толщл?ы изделия.

Пример 2, 435 r измельченной древесины влажностью 8% было обработано 260 г 50%-ного раствора гидроокиси бария, нагретого до 85 С, затем 91,0 г диметилсульфата. Обраl ботанная измельченная древесина помещалась в сушильный шкаф„ где на;одилась при 44+2 С в течение 2,5 ч.

?1осле этого температура в сушильном шкафу поднималась до 115+5 С и измельченная древесина высушивалась до влажности 4% ат общего веса. 620 г по тученного материала было обработано 420 г фенал-фармальдегиднай смолы марки ЛИГ-3 (210 г по сухому остатку). Композиция высушивалась до влажности 5%, Образцы отпрессовывались при 160. 5 С, удельном давлении

30-40 МПа в течение 1 мин/мм толщины иэделия о

Пример 3. 435 г измельченной древесины влажностью 8% было обработано 400 г 55Х-нога раствора гидроо окиси бария,, ??агрета а до 90 С, за--тем 143,0 г диметилсульфата, Обрабо3 135 танная измельченная древесина помещалась в сушильный шкаф, где находилась при 46 2 С в течение 3 ч. После этого температура в сушильном шкафу была поднята до 105 + 5 С и измельо . 5 ченная древесина высушивалась до влажности 10%. от общего веса. 800 r полученного материала было обработано 510 r фенол-формальдегидной смолы марки ЛБС-3 (255 г по сухому остатку), Композиция высушивалась до влажности 8%. Образцы отпрессовывались при 160+5 С, удельном давлении 30—

40 МПа в течение 1 мин/мм толщины изделия.

В табл.1 приведены рецептуры композиции по изобретению в пересчете содержания компонентов в мас.%.

В табл.2 приведены составы и характеристики древесного наполнителя, использованного в примерах 1-3 табл.1.

В табл.3 приведено соотношение реагентов, используемых при обработке древесины по примерам табл.1. 25

В табл,4 и 5 приведены сравнительные свойства композиции по изобретению и известной, Огнестойкость и прочность на сжатие определяют на образцах древесно- gp

ro пластика без обработки, и на образцах, прошедших 5 циклов обработки, каждый из которых включает 7 сут. пребывания в воде при 20+2 С с последующей сушкой при 100+5 С в течение

5 ч для образцов, предназначенных к испытаниям на сжатие и 20 ч для образцов, предназначенных к испытаниям на огнестойкость ° Перед испытаниями все образцы кондиционируют при тем- 4О пературе t=20 2 Ñ и влажности 50 5% в течение двух недель.

Формула изобретения

1. Композиция для древесных пластиков, включающая фенолформальдегид1954 ную смолу и химически обработанную измельченную древесину, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения водостойкости древесных пластиков и стабильности их прочностных и огнестойких свойств при эксплуатации в условиях периодических увлажнений и последующих высыханий, она в качестве химически обработанной измельченной древесины содержит древесину со степенью метилирования 7,216,3% и степенью наполнения сульфатом бария и гидроокисью бария 21,036,8% и 0,8-1,7% соответственно,при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фенолформальдегидная смола 20-85

Измельченная древесина 75-80

2. Способ получения композиции для древесных пластиков пропиткой измельченной древесины фенолоформальдегидной смолой с предварительной обработкой измельченной древесины химическими реагентами и высушиванием при нагревании, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения водостойкости древесного пластика и стабильности его прочностных и огнестойких свойств в условиях периодических увлажнений и последующих высушиваний, измельченную древесину обрабатывают последовательно

40-55%-ным водным раствором гидроокиси бария, нагретым до 80-90 С и диметилсульфатом в количестве 65

70 мас.% от массы гидроокиси бария по сухому остатку с последующим высушиванием в два этапа — при 42-48 С в течение 2-3 ч, и при 100-120"С до влажности 5-10%, при весовом соотношении фенолформальдегидной смолы и обработанной измельченной древесины 20-25:75-80.

1351 954

Таблица1

Рецептуры композиции по изображению

Содержание компонентов, мас.Ж

Компоненты

Древесный наполнитель

76,0

75,0

80,0

Фенолоформальдегидная смола марки ЛБС-3 (по сухому остатку) 25,0

24,0

20,0

Таблица 2

Состав древесного наполнителя в пересчете на абсолютно сухой наполнитель

Содержание компонентов, мас.X

Компоненты по примерам

1 2 3

70 4

10,6

78 2

7,2

61 5

16,3

Иетилированная измельченная древесина

Сульфат бария

28,5 36,8

21,0

Гидроокись бария

1,7

Содержание по примерам

Реагенты

1 2 3

Диметилсульфат, г /m /

Сульфат бариями г

60,2 91 0 143,0

87,8 130,0 220,С

100Х

69Х 70X, 65X

В числителе указано содержание метилированной измельченной древесины, в знаменателе— степень метилирования, т,е. количество введенных метоксильных групп в мас.X от массы абсолютно сухой измельченной древесины (без учета минеральных наполнителей) !

Таблица 3

Соотношение реагентов, используемых при обработке

1351954

Таблица 4

Сравнительные свойства композиции по изобретению и известной

Показатель по известному способу

Предел прочности при сжатии, МПа

110

114 119 124

110 112 121

Потеря прочности, X

Водопоглощение, 7:

3,0 за сутки

15,8 до насьпцения

Т а б л и ц а 5

Огнестойкость древесных пластиков (в числителе— свойства образцов без обработки, в знаменателе - после

5 циклов увлажнения и высушивания)!

Свойства по изобретению по известному способу

Продолжит ельность, с

150 150

150

150 зажигания

20-36

9-42

1 6-41

17-18 горения

422-803

14-46

6-40

4-6

7-22

5-42

8-31

8-30

8-36 тления

0 8-2 9

-А А

20,9-79,6

5 8-8 9 4 5-12

5,2-9,7 4-7,0

Потеря массы, %

1 1-5 2

1,7-4,9

Трудного рюч

Трудно- Трудно трудно горюч горюч горюч

Горючесть

Предел прочности при сжатии МПа (после 5 циклов увлажнения и высушивания) Значения показателя композиций по изобретению

112 3

1,5 1,0 0,8

7,7 5,2 4,8

Значения свойств композиции

Примеры (f