Способ получения модифицированной древесины

 

Использование; в деревообрабатывающей промышленности, при использовании древесины и изделий из нее для внутренних и наружных работ. Сущность изобретения. - древесину пропитывают при 20-25°С в течение 10-15 мин смесью олигоэтоксисилоксанов с олигоэтилсилоксановой жидкостью при массовом соотношении 5:(0,5-1,5), Олигоэтоксисилоксаны имеют Т.эамерз. (-60)- -(-85)°С, вязкость при 20°С 3-5 сСт, содержат 40-42 мае. % 5Юа. Олигоэтилсилоксановая жидкость - вязкость при 20°С 14-21 сСт. т.кип. 250°С, содержание кремния 26,,7 мае. %. Затем следуют вакуумная сушка и цер мообработка при 50-55°С 45-60 мин. 3 табл. I

(!9) (3!) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (з!)5 В 27 К 3/15

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) :"".:3ДЦ !!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 Ф»

» (21) 4910531/05 (22) 18.01..91 (46) 07.07.93. Бюл. М 25 (71) Совместное советско-американское предприятие "Северная звезда" (72) С.А,Деглина, Н,Л,Рябинченко и Н.И.Бараш (73) С.А.Деглина (56) Патент ФРГ М 3222963, кл. В 27 К3/14, опублик. 1983.

Авторское свидетельство СССР

hh 1306714, кл. В 27 К 3/15, 1985. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ДРЕВЕСИНЫ

Изобретение относится к обработке древесины, в частности может быть использовано для защиты изделий из древесины от атмосферных и биологических воздействий при использовании ее для внутренних и наружных работ.

Целью изобретения является упрощение способа и повышение формостабильности, гриба- и морозостойкости древесины.

Поставленная цель достигается тем, что для получения модифицированной древесины используют в качестве гидрофобизирующего состава смесь олигоэтоксисилоксанов (КООО) с температурой замерзания от-60до

-85 С, вязкостью 20 С 3 — 5 сСт, содержащих

40-42 мас.7; Si02, с олигоэтилсилоксановой жидкостью (ОЭСЖ), имеющей вязкость при

20 С 14 — 21 сСт, температуру кипения 250 С и содержание кремния 26,6-27,7 мас.$, при массовом соотношении, соответственно

5:(0,5 — 1,5), пропитку осуществляют 10-15 (57) Использование; в деревообрабатывающей промышленности, при использовании древесины и изделий из нее для внутренних.. и наружных работ. Сущность изобретения; древесину пропитывают при 20 — 25 С в течение 10-15 мин смесью олигоэтоксисилоксанов с олигоэтилсилоксановой жидкостью при массовом соотношении 5:(0,5-1,5). Олигоэтоксисилоксаны имеют Т.замерз. (-60)+85) С, вязкость при 20 С 3 — 5 сСт, содержат 40-42 мас. $ $Юг. Олигоэтилсилоксановая жидкость — вязкость при 20 С 14 — 21 сСт, т.кип. 250 С, содержание кремния 26,6-97,7 мас. g Эатем следуют вакуумная сушка и ер-, мооб работка при 50 55ОС 45 — 60 мин, 3 табл. мин, а термообработку — при 50 — 55 С в течение 45-60 мин, Пропиточный состав может быть приготовлен как непосредственно перед обработкой древесины, так и заранее, Время хранения состава 12 мес, Компоненты, входящие в гидрофобизирующий состав, являются техническими продуктами, которые. выпускаются отечественной промышленностью. олигоэтоксисилоксаны (ГОСТ 26371-84), олигоэтилсилоксановая жидкость (ТУ 6-02-599-88).

Испытания образцов проводят в соответствии с действующими методиками:

Предел прочности при изгибе ГОСТ 16.483.3-84

Удельная ударная вязкость ГОСТ 16.483.3-84

Изменение линейных размеров ГОСТ 18.068-72

Грибостойкость ГОСТ 16712-71

1826937

Набухание в воде ГОСТ 16,483.20-84

Водопоглощение ГОСТ 16.483,20-84

Морозостойкость определяют в камере, Изобретение иллюстрируют примеры 1 — 3, Пример 1. Готовят пропиточные составы, включающие кремнийорганический олигомер (КОО) и олигоэтоксисилоксановую жидкость (ОЭСЖ) в соотношении соответст-, венно 5. (0,5-1,5), В пропиточный состав погружают заготовки древесины березы размером 10 х 10 х 150 мм, которые выдерживают в пропиточном составе в течение 15 мин при 230С, Обработанные таким образом образцы древесины высушивают путем вакуумирования при остаточном давлении

3 — 5 кПа в течение 10 — 15 мин, после чего осуществляют полимеризацию (термообработку) гидрофобизирующего пропиточного состава путем выдержки образцов при 55 С в течение 50 мин. Полученные модифициро- 20 ванные образцы древесины подвергают физико-механическим и другим испытаниям.

Пропиточные cocTBBbl и свойства модифицированной. древесины березы приведены в табл. 1. 25

Как следует из результатов, приведенных в табл, 1, применение предлагаемого пропиточного состава, взятого при соотношении компонентов КОО:ОЭСЖ 5:(0,5 — 1.5), позволяет повысить по сравнению с прото- 30 типом формостабильность обработанной древесины, более чем в 2 раза увеличить морозостойкость и грибостойкость иэделия, более чем в 2-2,3 раза уменьшить водопоглощение древесины и ее набухание в воде. 35

При этом продолжительность пропитки древесины уменьшается в 4 раза, время полимеризации и термообработки пропиточного состава уменьшается с 2 — 3 ч при 95 С (для прототипа) до 50 мин при 55 С. При этом 40 образцы древесины не требуют предварительной просушки, кроме того из технологического процесса исключается дополнительная термообработка модифицированной древесины, которая осуществ- 45 лялась при 95-100 С в течение 2-3 ч. Время пропитки сокращается с 65 до 15 мин.

Пример 2. Образцы модифицированной древесины (сосна) готовят как в примере 1, Пропиточный состав включает 500 мас.ч. 50 кремнийорганических олигомеров и 100 мас,ч. Олигоэтилсилоксановой жидкости.

Пропитку древесины осуществляют при

23 С в течение t5 мин и определяют влияние температуры и времени полимеризации 55 пропиточного состава на свойства модифицированной древесины. Результаты испытаний представлены в табл. 2. Как следует из данных табл, 2, наилучший комплекс свойств модифицированной древесины достигается в случае пропитки древесины предлагаемым составом при температуре полимеризации пропиточного состава 50—

55 С и времени полимеризации 45 — 60 мин.

Пример3. Образцы древесины(сосна) готовят по примеру 1. Пропиточный состав включает 500 мас.ч, КОО и 100 мас,ч. ОЭСЖ, Время полимеризации (термической обработки модифицированной древесины) составляет 60 мин при 55 С, при этом определяют влияние температуры и времени пропитки на свойства модифицированной древесины. Результаты испытаний приведены в табл. 3, Как следует из данных, представленных в табл. 3, предложенный метод модификации древесины позволяет сократить время пропитки материала модифицирующим составом с 35 мин (для прототипа) до 15 — 20 мин и снизить температуру и ропитки с 30 до

20 — 25ОС, Таким-образом, предлагаемый способ получения модифицированной древесины гидрофобизирующим и ропиточным составом позволяет значительно упростить существующую в настоящее время энергоемкую технологию обработки древесины: исключить операцию предварительной длительной сушки древесины, исключить длительный процесс термообработки древесины при высокой температуре (до 100 С) после ее модификации, существенно уменьшить время пропитки древесины и время полимеризации пропиточного состава, Формула изобретения

Способ получения модифицированной древесины, включающий и ропитку древесины гидрофобизирующим составом, содержащим кремнийорганическое соединение, вакуумную сушку и последующую термообработку, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и повышения формостабильности, гриба- и морозостойкости древесины, в качестве гидрофобизирующего состава используют смесь олигоэтоксисилоксанов с температурой замерзания от-60 до -85 С, вязкостью при 20 С

3 — 5 сСт, содержащих 40-42 мас.7; SiOz, с олигоэтилсилоксановой жидкостью, имеющей вязкость при 20 С 14 — 21 сСт, температуру кипения 250 С и содержание кремния

26,6 — 27,7 мас. . при массовом соотношении соответственно 5:0,5 — 1,5, пропитку осуществляют 10-15 мин, а термообработку — при

50-55 С в течение 45-60 мин.

1826937

Таблица пропнточные соглавы (мас ч) и свойства модненцированной древесины

1 00 сж. тоpбр.

ОС

5ч

Показатель аа и/и

Количество поглощенного пропнточчс состава, 2 Продолжительность пропнткн, мин

3 Предел прочности при изгибе. МПа

l.

4 Удельнаа УдаРнаЯ влзкость. кДж/м(5 Изменение линейных размеров. 3

6 (Морозостойкость при 45 С. ч

7 Разбухание в воде. 10 сут, т> т"

8 Грнбастойкость, балл

9 Водопоглощение при 30 С. $

10.5 28,9

45.0

28.0

29,5

28.4

1,6 l2.0

+Дополнительный прогрев прн t (00 С. I--150 мин

Таблица 2

Влияние температуры и времени полимеризации пропиточного состава íà csoAcrsa обработанной древесины

Температура (t. ЯС) и время полимеризации ((, мнн) Прототип

I(o изоб етению

Зап ельное значение стирол 100

ПЗГСЖ 6, т-60. (-аао (й п/и

Показатель 0 (60 ("53

1 "50

t-55 (45 (=40

"70

t 65 (35

ОЗС7К 1ОО

1-60

KOO 500 т-55 ("60

Количество поглощенного пропиточного состава. %

Продолжительность поопитки. мин

Предел прочности при изгибе. МПа

Удельная ударная вязкость. к/1(к/мз

Изменение линейных размеров, Т, Морозостойкость пр» 45яC. ч

Разбухание в воде. 10 сут, f, Грибплт чткость, bann

Водопоглощение при 30лС. ф, чДополнительный прогрев при (1 00 С, (150 мин таблица 3

Влияние температуры и времени пропитан на свойства обработанной древесины температура (t nc) и время полимеризации ((, мин) Прототип

Зап е ельное значение

По из теням стирол 100

ПЗТСЖ 6 т-30..

1&5

Показатель (е и/п т 20 (15

1 23 (12

t 15 (20

t-25 (»10

t-30 ! 6

КО0 500 ОЗСж 100 ть23 ("23

I(2 I 15

Количество поглощенного пропиточного

Разбухание в воде. 10 cyr. 2, Грибостойкость, балл .

Водопоглощение при 30 С, гл Полнмеризация при тбО C. (480 мин, термообработка и ри t-100 С, (150мин.

Составитель С. Деглина

Техред M.Мортентал Корректор: g,Патрушева

Редактор А. Хорина

Заказ 2327 Тираж Подг(исное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

3 4

6

8

3

6

В состава.

Предел прочности при изгибе. МПа

Удельная ударная вязкость, кДж/мт

Изменение линейных размеров, 7 (Лорозостой кость при 45 С. ч

92;2

141,2

96,0

1,41

13.0

91.0

140,4

95.5

12

1.37

I2.8

93.0

139.8

97.4

l.15

12,4

93.0

143.7

99 В

82

1.12

l 1.5

98.5

141.0

99.0

0.48

11,5

94.8

140,0

101.5

81

1.05

11.4

61.5

132.Э

96.5

57

4.65 а

26.8

82.0

132.0

96.0

4,88

27.8

64.0

135.0

94.2

52

Э;85

1 7,9

60.0

135.5

93.3

5.5

20.0

61.8

35 (29.5

92.0

4Э

4,97

29.0

59,0

1Э6,0

99.0

45

4,90

289

123,0

68,0

23

Э2

8,0

43.3

125,0

64 8

22

8.50

43,5

69

658

136.9

95.3

28

32

4.88

28,0

136,9

95.3

28 5

4.88

28.0