Способ изготовления древесноволокнистого материала

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5024625/1 2 (22} 30.0192 (46) 15.11.93 Бюл. Мю 41-42 (75) Царев Г.И„Ефимов ВЛ„ Цветкова Г.Н. (73) Царев Геннадий Иванович (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДРЕВЕСНОВОЛОКН ИСТОГО МАТЕРИАЛА (57) Использование: в деревообрабатывающей промышленности. Сущность изобретения: из дре(Ю) RU (11) 2ОО2881 Cj. (51) 5 92133 12 весного материала готовят волокнистую массу.

Осуществляют горячее прессование, термообрабатывают, вводят связующие. В качестве связующего используют аддукт сульфатного мыла и водорастворимых солей многовалентных металлов, например сульфатов меди, цинка, магния, железа или алюминия Связующее берут в количестве 1 — 14% от абссухой волокнистой массы. Термообработку материала проводят при 155-170 С. 1 табл. 1 ил.

2002881 тем пропитки отформованного плитнога материала.

Аддукт сульфатного мыла и водарастворимых солей многовалентных металлов получают следующим образом.

Сульфатное мыло отделяют от черного сульфатного щелока методами отстаивания, аэрации, флотации или высаливания серной кислотой или сульфатом натрия, затем в специальной емкости обрабатывают при температуре от 20 до 90 С водным раствором многовалентных металлов, например растворами сульфатов меди, цинка, магния, железа или алюминия. Расход вадорастворимых солей металлов составляет 0,1—

35,0, преимущественно 10, от массы мыла. Обменная реакция взаимодействия растворов жирных и смоляных кислот суль-фатного мыла и водорастворимых солей поливалентных металлов при 70 С происхо- 2 дит мгновенно с выпадением водонерастворимаго аддукта. Образующийся при этом аддукт сульфатного мыла и многовалентных ионов металлов либо осаждается на дно(например, в случае использования солей >ке- 2 леза), либо поднимается на поверхность (например, в случае использования солей меди). После выделения аддукт промывают водой, подсушивают под вакуумом и в расплавленном виде (например, при темпера- 3 туре 90-1000C) перемешивают в специальные сборники, откуда подают на смешение с древесной массой или на пропитку отпрессованного материала.

Для подтверждения возможности реа- 3 лизации изобретения промышленным способом и для экспериментального доказательства его эффективности проводили сравнительные испытания различных режимов изготовления древесно-валокни- 4 стых плитных материалов.

Пример 1 (прототип). Из технологической щепы (ГОСТ 15815-83) приготовляют древесное волокно, сушат его и смешивают с продуктом взаимодействия нейтрализа- 4 ванного таллового масла с сульфата меди в количестве 0,7-1,5 от массы абсолютно сухой плиты в пересчете на катион меди.

При этом продукт взаимодействия нейтрализованного таллового масла с сульфатам 5 меди вводят в древесную массу перед формированием ковра или путем пропитки атпрессованного плитного материала.

Волокно сушат до влажности 8%, формируют сухим способом ковер (высотой доста- 5 точной для получения плиты после горячего прессования 10 мм) и подвергают ега горячему прессованию при 190 С в течение 20 мин. Затем полученные после горячего прессования плиты подвергают термообработке при температуре 155 — 1700С, охлаждают и направляют на дальнейшую обработку.

Качественные показатели полученных при этом плит приведены в таблице.

5 Пример 2 (прототип). Условия опыта аналогичны примеру 1, но в качестве свяэу ощего используют аддукт нейтрализованных жирных кислот таллового пека и сульфата меди при расходе аддукта 8 к

10 массе абсолютно сухого волокна, Качественные показатели полученных при этом плит приведены в таблице.

Пример 3. Условия опыта аналогичны примеру 2, но в качестве связующего ис15 пользуют аддукт сульфатного мыла и сульфата меди при расходе аддукта 8 к массе абсолютного сухого волокна.

Качественные показатели полученных при этом плит приведены в таблице, 0 Пример ы 4 — 6. Условия опытов аналогичны примеру3, но в качестве связующего используют аддукт сульфатнаго мыла и водарастворимых солей соответственно меди, алюминия, цинка и магния.

5 Качественные показатели полученных при этом плит приведены в таблице.

Дополнительные опыты па изучению влияния температуры термообработки после горячего прессования показатели, что

0 при проведении термообработки с температурой менее 150 С происходит снижение прочностных показателей плит на изгиб на . 2-4 МПа и увеличение водопоглощения на

4 — 6, а увеличение температуры термооб5 работки выше 170 С не приводит к существенному улучшению качественных показателей плит.

Дополнительные опыты по изучению влияния количества аддукта сульфатного

0 мыла и водарастворимых солей мнаговален1ных металлов показали, что положительный эффект наблюдается при расходе аддукта от 1 да 14, причем оптимальным является расход аддукта 6 — 10 . При увели5 чении расхода аддукта более 14, наблюдается вытекание расплава аддукта на плиты пресса, что является недопустимым для его нормальной эксплуатации.

Аналогичные результаты были палуче0 ны и при использовании аддукта сульфатного мыла и водорастваримых солей магния, олова, хрома и других поливалентных ме- таллов. При зтам экспериментально установлено, что использование аддукта на

5 основе меди и хрома существенно повышает биостойкость древесноволокнистых плит.

Кроме того, использование различных ионов поливалентных металлов позволяет регулировать дополнительные свойства

2002881

25 плитного материала, например их цвет. Так экспериментально установлено, что аддукт на основе ионов железа имеет темно-пурпурный цвет, на основе цинка и алюминия— белый цвет, а на основе меди — ярко-зеленый.

Для доказательства различия фиэикохимических свойств аддукта сульфатного мыла и мнаговалентных ионов металла от эналогичных продуктов взаимодействия та»л алого масла и T3 IlloBblx жирных «ислот с аналогичными ионами многовалентных металлов проводили спектральный анализ аддукта и аналогичных продуктов, На чертеже изображены результаты спек грал ьнога анализа аддукта сульфатног о мыла и сульфата меди (график 1) и продуктов взаимодействия таллового масла (график 11) и талловых жирных кислот (график и ) с сcульфатом меди.

Анализ полученных результатов явно свидетельствует о различии физико-химических свойств, что объясняет различие физико-механических показателей подученных с их использованием плит. ! л К-спектроскопию проводили на установке с использованием в качестве раствори" еля хлороформа. Исследовали свойства сравп ваемь х продуктов в зависимости от препускания ИК-световых волн в диайазоне чзс-ur (5 — 20) 100 см, Анализ спектрограмм показывает различное пространственное строение сравниваемых продуктов и преобладание

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА, вклю» чающий приготовление волокнистой массы, горячее прессование, термообработку и введение связующего на основе соли многовалентного металла смоляных и жирных талловых кислот, отличающийся тем, чта в.качестве связующего используют аддукт сульфатного мыла и водорастворимой некоторых функциональных групп. Так, существенное различие спектров в диапазоне (16-18) 100 см показывает повышенное содержание в аддукте сульфатного мыла иэопропинных группировок, а в диапазоне (12-13) 100 см — меньшее содержание в аддукте гидроксильных и карбоксильных групп.

Дополнительные исследования плитного май:риала на токсичность показали полное отсутствие выделения токсичных химических соединений, характерных для традиционных плитных материалов (например, фенола и/или формальдегида и др.).

Поэтому предлагаемый древесно-волокнистый материал можно использовать в качестве строительного и мебельного материала для жилых помещений, например для изготовления декоративных панелей или встроенной мебели, в то время как использование для этих целей традиционных древесно-волокнистых плит, изготовленных с использованием традиционных связующих на основе фенолформальдегидных и карбамидных смол, ограничено по причине их низкой водостойкости и токсичности.. (56) Авторское свидетельство СССР

М 1308481, кл. В 27 К 3/04, 1987.

30 Авторское свидетельство СССР

hL 1423660, кл. В 21 J 3/00, 1988.

Авторское свидетельство СССР

М 1663079, кл. О 21 J 3/00, 1991. соли многоввлентнйх металлов, преимущественно сульфатов меди, цинка, магния, железа и алюминия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что аддукт сульфатного мыла и водорастворимой соли многовалентного металла используют в количестве 1 - 14 от абсолютно сухой волокнистой массы.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что термообработку материала осуществляют при 155- 170 С, 2002881

ХО

Составитель В,Шиманская

Техред М.Моргентал Корректор Н Ревская

Редактор А.Зробок

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента t t3035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/6

Заказ 3220

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Га —àðèíà,,101