Связующее для древесных плит

 

Изобретение относится к получению СВЯ35ПОЩИХ и может быть использовано в производстве древесных плит Цель изобретения - снижение токсичности , стоимости и горючести плит. В качестве силикатов используют растворимые стекла общей формулы SiOj, где Me - катионы щелочных металлов , причем мольное соотношение у/х берут в пределах 1,0-3,0. Связующее содержит, мас.%; растворимое стекло (по сухой массе) 28,0-39,0, карбамид 1,5-7,5; вода 53,5-70,5. Плиты имеют среднюю плотность 890- 1000 кг/м , предел прочности при статическом изгибе 54,1-57,3 МПа, класс токсичности Е-1, трудногорючие. 2 табл.

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК . (19) (И) А1 (д1) 4 С 04 В 28/26

KK6K." (- "»4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3851848/29-33 (22) 30.01.85 (46) 29.02.88. Бюл. Ф 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт деревообрабатывающей промышленности (72) Н Е.Николаев и В.Ю.Мирецкий (53) 662.998.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 411108, кл. С 08 1. 61/54, 1972.

Авторское свидетельство СССР

У 1104124, кл. С 04 В 23/24, 1982. .(54) СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ДРЕВЕСНЫХ ПЛИТ (57) Изобретение относится к получению связующих и может быть использовано в производстве древесных плит

Цель изобретения — снижение токсич-. ности, стоимости и горючести плит.

В качестве силикатов используют растворимые стекла общей формулы хМе O

Si0z, где Ме — катионы щелочных металлов, причем мольное соотношение у/х берут в пределах 1,0-3,0. Связующее содержит, мас.Ж; растворимое стекло (по сухой массе) 28,0-39,0, карбамид 1,5-7,5; вода 53,5-70,5.

Плиты имеют среднюю плотность 890Ъ

1000 кг/м, предел прочности при ста тическом изгибе 54,1-57,3 МПа, класс токсичности Е-1, трудногорючие.

2 табл.

1377262 ла с образованием свободной щелочи и геля кремневой кислоты по реакции

Na S i O +H 0 NaOH+H S i 0

Выделившаяся гидроокись натрия связывается с избытком карбамида с образованием нейтральной натриевой соли карбамида, которая остается в составе плит как таковая. Другая часть карбамида вступает в химическое взаимодействие с гелем кремневой кислоты с образованием нерастворимых полисиликатамидов по типу реакции сополиконденсации по схеме:

Ю 1 О 81 084 М i ОÎ1 Ъ О Si-ОН -О-Si-О-Si-КК- -NH-3О ОЭ.

+,.„, Ь 6 Ь Ь Ь Ь

HEN 1

Ь.»

Изобретение относится к получению связующих и может быть использовано в производстве древесных плит.

Целью изобретения является сниже5 ние токсичности, стоимости и горючести плит.

При введении в состав растворимого стекла карбамида меняется концен- 10 трация водородных ионов, а именно от 11 0 до 13,0. Такое изменение рН в условиях горючего прессования приводит к гидролизу растворимого стект.е. происходит химическая модифика ция растворимых стекол. Имеющиеся в полисиликатамидах активные -NH- 25 группы легко вступают в химическое взаимодействие с -ОН-группами компонентов древесины, что способствует значительному улучшению физико-механических свойств плит. Полисиликата- 30 мид — нерастворимое в воде соединение, так как его отверждение происходит с образованием химических свя1 зей -Si — NH — С вЂ” — Si — Я вЂ” С.7 и т.д.

В случае отверждения геля кремневой кислоты без карбамида, в связи с тем, что карбамид полностью вступит в реакцию с этиленгликолем, что характерно для известного технического 40 решения, процесс отверждения геля кремневой кислоты происходит путем образования водородных связей, при этом образуются водорастворимые полисиликаты которые практически не 45 взаимодействуют с компонентами древесины, При изготовлении огнезащыценных древесных плит по известному техническому решению. гель кремневой кис- лоты и его отвержденные составляющие легко вступают во взаимодействие с

50 антипиреном, образуя соли щелочных металлов, которые катализируют процесс горения плит и делают невозможныи получение огнезащищенных древес55 ных плит.

Санитарно-химические испытания плит, полученных на предлагаемом связующем, показали, что в воздухе камеры, где испытывались плиты, формальдегид отсутствует, содержание аммиака составляет 0,2-0,4 мг/мЗ и практически соответствует уровню предельно допустимой концентрации, других токсичных веществ не обнаружено.

Пример. В растворимое стекло, например натриевое, вводят карбамид в виде 407-ного водного раствора, полученную смесь перемешивают в реакторе с мешалкой в течение 5-7 мин при комнатной температуре. Полученным связующим обрабатывают путем распыления сухое древесное волокно в смесителе. Приготовленную композицию сушат, формируют в ковры и подвергают горячему прессованию.

1. е

Таким образом, роль жидкого стек-. ла в модифицированном виде в составе композиции плиты сводится к роли до-. бавки, придающей. плитам прочность, "а карбамид является модификатором и связующим гидроокись агентом, ингибирующим реакции образования хорошо растворимых карбонатов. Приведенные функции жидкого стекла и карбамида выполняются только при их количеств6м составе, соответствующем промежуточным значениям концентрации, так как только при промежуточных значениях концентраций этих компонентов происходит химическая реакция между ними по механизму реакций поликонденсации. При значениях концентраций, больших или меньших предельных значений, такая реакция не происходит

1377262

Таблица

Содержание,X (по сухой массе, кроме воды), в составе

1 2 3

34,0 39

28,0

4,5 7,5

1,5

Карбамид

Вода

Мольное соотношение х/у

70,5 61,5 53,5

1,0

2,0 3,0

28,0

12,0

18 0 15 0

12,5 13,0

14,0 12,5 рН

Вязкость по В3-4,с

17,0

Таблица2

Наименование показателей Состав связующего плит

1 2

3 Прототип

Предел прочности при статическом изгибе, МПа 54, 1 57,3 55,6 45,9-52,2

Водопоглощение, Ж 21,8 27,0 30,0 21,0-27,0 иэ-за нарушения законов стехиометричес ких соотношений уравнений реакций,что и приводит к низким физико-механическим и огнестойким показателям плит.

Избыток карбамнда ингибирует реакции взаимодействия продуктов поликонденсации с компонентами древесины из-за связывания активных -NH-групп аммиака, образующихся при избытке карба- 10 мида в условиях горячего прессования, недостаток карбамида также ингибирует реакции взаимодействия продуктов поликонденсации между карбами-дами и жидким стеклом с компонентами древесины но из-за нехватки этих активных центров.

Состав связующего и физико-механи ческие свойства плит на их основе

q:ïðèâåäåíû в табл.1 и 2.

Наименование компонентов связующего и его характеристики

Растворимое стекло, содержащее катионы Na+ или К, или Ьi или NH

Растворимость продуктов отверждения связующего в воде,X

Экономический эффект для цеха мощностью 25 тыс.м в год .плит составит 1030000 руб.

Формула изобретения

Связующее для древесных плит, включающее силикаты, карбамид и воду, отличающееся тем, что, с целью снижения токсичности, стоимости и горючести плит, в качестве силикатов содержит растворимые стекла общей формулы хМе 0 Si0 где Ме — катионы щелочных металлов, причем мольное соотношение у/х берут в пределах 1,0-3,0 при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Растворимое стекло (по сухой массе) 28,0 — 39,0

Карбамид 1в5 7э5

Вода 53,5 — 70,5

1377262

Продолжение табл.2

Наименование показателей плит

Состав связующего ((T

1 2 3 Прототип

15 3

15,0 14,9 15,0-17,1

Набухание, 7

Потеря массы по огневой трубе, %

5,9 48,0-67,0

6,7

7,4

Класс горючести по классификации ВНИИПО

Трудногорючее

Горючее

Коэффициент горючести, К

0,4 0,45 0,39 Выше 2,8

Индекс распространения пламени", I

0 80,0

Нетоксичны

Токсичность

Токсичны

Класс токсичности (по Европейской классификации) E-4

Е-1

Показатели для огнезащищенных плит, при изгоМ товлении которых в измельченную древесную массу дополнительно вводят фосфорсодержащий антипирен в количестве 10-157 от общего количестна пресмассы.

ФФ

Порода древесины: смесь лиственных и хвойных пород в соотношении 1: 1

Составитель Н.Щекина

Техред А.Кравчук

Корректор С.Шекмар

Редактор А.Лежнина

Заказ 813/ 16

Тираж 594 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4