Древесно-полимерная композиция

Авторы патента:

C08L97/02 - материалы, содержащие лигнин и целлюлозу, например древесина, смола, выжатый сахарный тростник

Владельцы патента RU 2484110:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" (СибГТУ) (RU)

Изобретение относится к композиции из измельченной древесины и полимеров, которая может быть использована в мебельной промышленности, машиностроении, для получения строительных и других материалов. Древесно-полимерная композиция содержит древесный наполнитель и отходы термопласта. В качестве древесного наполнителя используют кору хвойных пород деревьев, прошедшую последовательную экстрактивную обработку водой, или водным раствором гидроксида натрия, или изопропиловым спиртом. В качестве отходов термопласта используют отходы полистирола или поливинилхлорида. Изобретение позволяет повысить физико-механические показатели древесно-полимерной композиции, расширить сырьевые ресурсы для изготовления этой композиции и снизить ее себестоимость. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к производству композиционных материалов из измельченной древесины и полимеров и может быть использовано в мебельной промышленности, машиностроении, для получения строительных и других материалов.

Известна композиция, состоящая из первичного порошкообразного полиэтилена в количестве от 10 до 30 мас.ч. и древесные опилки - остальное [Патент РФ №2016022, кл. C08L 97/02, 1994].

Известна композиция, состоящая из вторичного полиэтилена и древесной стружки следующего состава, мас.ч.: вторичный измельченный ПЭ - от 25 до 80, древесная стружка отстальное [Свойства древесно-полимерных материалов на основе вторичного полиэтилена и измельченной древесины. И.П.Мельник, Е.В.Лебедев, В.Ф.Анненков, Е.П. Мамуля. Пластические массы, 1987, №6, с.54].

К недостаткам данной композиции следует отнести невысокое значение прочности при изгибе при недостаточно высоком содержании связующего.

Известна композиция, содержащая полиэтилен (1000 мас.ч.) и рубленый волокнистый наполнитель. Связующее дополнительно может содержать в качестве модификатора поливинилхлорид (10-950 мас.ч.) [Патент РФ №2010815, кл. C08L 23/06, 1994].

Недостатком известной композиции является низкая адгезия связующего к волокнистому материалу, сложный состав волокнистого материала.

Наиболее близким к изобретению является древесно-полимерная композиция, содержащая древесную стружку и отходы полипропилена в следующем соотношении компонентов: древесная стружка 70-82 мас.ч., отходы полипропилена 18-30 мас.ч. [Патент РФ №2056446, кл. C08L 97/02, 1996].

Изобретение решает задачу повышения физико-механических показателей древесно-полимерной композиции, расширения сырьевых ресурсов для изготовления древесно-полимерных композиций и снижения их себестоимости.

Технический результат заключается в повышении физико-механических свойств древесно-полимерных композиций.

Указанный технический результат достигается тем, что в древесно-полимерной композиции, содержащей древесный наполнитель и отходы термопласта, новым является то, что в качестве наполнителя используют кору хвойных пород деревьев, прошедшую экстрактивную обработку водой, или водным раствором гидроксида натрия или изопропиловым спиртом, в качестве отходов термопласта она содержит отходы поливинилхлорида или полистирола при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

кора хвойных пород деревьев	55-95
отходы термопласта	5-45

Использование в качестве наполнителя коры хвойных пород деревьев, прошедшей экстрактивную обработку с использованием неорганических или органических растворителей (воды, или водных растворов гидроксида натрия, или изопропилового спирта), позволяет повысить адгезию связующего к частицам наполнителя, увеличить физико-механические показатели получаемого древесного материала, уменьшить количество связующего, расширить сырьевые ресурсы.

При обработке коры водным раствором гидроксида натрия используют 3-10% водный раствор.

Физико-механические свойства древесно-полимерного материала зависят от соотношения компонентов в смеси.

При изготовлении древесно-полимерной композиции с содержанием менее 5 мас.ч. термопласта (полистирол, поливинилхлорид) происходит расслоение полученного материала, вследствие неполного склеивания частиц наполнителя между собой. При добавлении более 45 мас.ч. термопласта (полистирол, поливинилхлорид) не происходит значительного улучшения физико-механических показателей древесно-полимерного материала, однако его плотность значительно увеличивается.

На фиг.1 представлены зависимости предела прочности при статическом изгибе древесно-полимерного материала от количества, добавляемого в композицию термопласта, где 1 - древесно-полимерный материал из коры хвойных пород деревьев, прошедшей экстрактивную обработку с использованием неорганических и органических растворителей (воды, или водных растворов гидроксида натрия, или изопропилового спирта) на основе поливинилхлорида; 2 - на основе полистирола.

Как видно, с увеличением содержания термопласта увеличивается прочность ДПМ, как при использовании полистирола, так и при использовании поливинилхлорида. Следует отметить, что значительное увеличение прочности наблюдается при добавлении полимера до 45%. Увеличение содержания полимера от 5 до 45% приводит к увеличению прочности на 60 МПа. При дальнейшем увеличении содержания полимера от 45 до 65% прочность увеличивается незначительно на величину от 5 до 15 МПа.

Пример 1. Древесно-полимерная композиция изготавливается следующим образом. В лабораторной дробилке измельчают отходы полистирола до фракции 1,0/0 и смешивают в смесителе с частицами коры хвойных пород деревьев, прошедшими экстрактивную обработку 3% водным раствором гидроксида натрия. Соотношение компонентов древесно-полимерной композиции, состав 1, мас.ч.: частицы коры - 95; отходы полистирола - 5. На поддоне формируется ковер высотой 20-85 мм. Прессование производится при давлении 4,0 МПа, температуре 195°С и удельной продолжительности прессования 2,32 мин/мм.

Пример 2. Изготовление древесно-полимерной композиции, режим прессования принимается аналогично примеру 1. Используют 5% водный раствор гидроксида натрия. Соотношение компонентов древесно-полимерной композиции (состав 2) мас.ч.: частицы коры - 85; отходы полистирола - 15.

Пример 3. Изготовление древесно-полимерной композиции, режим прессования принимается аналогично примеру 1. Соотношение компонентов древесно-полимерной композиции, состав 3, мас.ч.: частицы коры - 75; отходы полистирола - 25.

Пример 4. Изготовление древесно-полимерной композиции, режим прессования принимается аналогично примеру 1. Используют 10% водный раствор гидроксида натрия. Соотношение компонентов древесно-полимерной композиции, состав 4, мас.ч.: частицы коры - 55; отходы полистирола - 45.

Физико-механические свойства полученных древесно-полимерных материалов по составам примеров 1-4 приведены в таблице 1.

Пример 5. Древесно-полимерная композиция изготавливается следующим образом. В лабораторной дробилке измельчают отходы поливинилхлорида до фракции 1,0/0 и смешивают в смесителе с частицами коры хвойных пород деревьев, прошедшими экстрактивную обработку изопропиловым спиртом. Соотношение компонентов древесно-полимерной композиции, состав 5, мас.ч.: частицы коры - 95; отходы поливинилхлорида - 5. На поддоне формируется ковер высотой 20-85 мм. Прессование производится при давлении 4,0 МПа, температуре 195°С и удельной продолжительности прессования 2,32 мин/мм.

Пример 6. Изготовление древесно-полимерной композиции, режим прессования принимается аналогично примеру 5. Используют 5% водный раствор гидроксида натрия. Соотношение компонентов древесно-полимерной композиции, состав 6, мас.ч.: частицы коры - 85; отходы полистирола - 15.

Пример 7. Изготовление древесно-полимерной композиции, режим прессования принимается аналогично примеру 5. Соотношение компонентов древесно-полимерной композиции, состав 6, мас.ч.: частицы коры - 75; отходы полистирола - 25.

Пример 8. Древесно-полимерная композиция изготавливается следующим образом. В лабораторной дробилке измельчают отходы поливинилхлорида до фракции 1,0/0 и смешивают в смесителе с частицами коры хвойных пород деревьев, прошедшими экстрактивную обработку водой. Соотношение компонентов древесно-полимерной композиции, состав 8, мас.ч.: частицы коры - 55; отходы поливинилхлорида - 45. На поддоне формируется ковер высотой 20-85 мм. Прессование производится при давлении 4,0 МПа, температуре 195°С и удельной продолжительности прессования 2,32 мин/мм.

Физико-механические свойства полученных древесно-полимерных материалов по составам примеров 5-8 приведены в таблице 2.

Использование для изготовления древесно-полимерной композиции коры хвойных пород деревьев, прошедших экстрактивную обработку с использованием неорганических или органических растворителей (воды, или 3-10% водных растворов гидроксида натрия, или изопропилового спирта) и отходов полистирола или поливинилхлорида позволяет повысить физико-механические свойства ДПМ, уменьшить количество связующего, расширить сырьевые ресурсы.

Таблица 1
Показатель	Состав на основе поливинилхлорида
1	2	3	4
Плотность, кг/м³	1000	1010	1095	1180
Предел прочности при статическом изгибе, МПа	15,1	25,1	45,8	63,2
Водопоглощение за 24 ч, %	10,2	6,6	4,5	3,5
Разбухание за 24 ч, %	8,6	4,2	3,5	2,3

Таблица 2
Показатель	Состав на основе полистирола
1	2	3	4
Плотность, кг/м³	1000	1010	1095	1180
Предел прочности при статическом изгибе, МПа	19,1	26,6	50,3	74,2
Водопоглощение за 24 ч, %	8,2	5,8	3,5	2,9
Разбухание за 24 ч, %	9,1	6,9	2,6	2,0

Древесно-полимерная композиция, содержащая древесный наполнитель и отходы термопласта, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя используют кору хвойных пород деревьев, прошедшую экстрактивную обработку водой, или водным раствором гидроксида натрия, или изопропиловым спиртом, в качестве отходов термопласта она содержит отходы поливинилхлорида или полистирола, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

кора хвойных пород деревьев	55-95
отходы термопласта -
полистирол, поливинилхлорид	5-45

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к изготовлению прессованных древесных биокомпозиционных материалов. .

Биоразлагаемая термопластичная композиция // 2473578

Изобретение относится к биоразлагаемой термопластичной композиции для создания материалов и изделий, способных подвергаться биоразложению в природных условиях. .

Способ уменьшения эмиссии альдегидов и летучих органических соединений из древесных материалов // 2470050

Изобретение относится к способу получения древесных материалов из продуктов измельчения на основе лигноцеллюлозы, с уменьшенной эмиссией летучих органических соединений и альдегидов.

Способ получения древесно-полимерной композиции на основе жесткого поливинилхлорида // 2465292

Изобретение относится к способу получения жесткой поливинилхлоридной композиции с использованием в качестве органического наполнителя древесной муки для изготовления высоконаполненных древесно-полимерных материалов.

Способ изготовления древесно-наполненного композиционного материала // 2464162

Изобретение относится к производству древесно-наполненных композиционных материалов на основе отходов лесоперерабатывающих производств и минеральных вяжущих. .

Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных материалов // 2458016

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам смесей для изготовления теплоизоляционных изделий, используемых в конструкциях стен, полов, перегородок.

Состав для изготовления огнезащищенных древесностружечных плит // 2452616

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, касается технологии изготовления композиционных древесных материалов и может быть использовано при изготовлении огнезащищенных древесностружечных плит (ОДСП).

Биоразлагаемая композиция на основе полиэтилена и природных продуктов переработки древесины // 2451697

Изобретение относится к биологически разрушаемой термопластичной композиции. .

Древесно-полимерная композиция на основе жесткого поливинилхлорида // 2450037

Изобретение относится к технологии жестких поливинилхлоридных (ПВХ) композиций с использованием в качестве органического наполнителя древесной муки, модифицированной кремнезолем, для изготовления высоконаполненных древесно-полимерных материалов.

Дисперсии воска в форме наночастиц, способ их получения и способ гидрофобизации материалов с их использованием // 2449887

Изобретение относится к дисперсиям воска в форме наночастиц, применяемым для гидрофобизации материалов на основе лигноцеллюлозы и/или целлюлозы. .

Композиция для изготовления материалов из древесины, содержащая олефины, применение олефинов для придания гидрофобности сырьевым древесным материалам и способ изготовления материалов из древесины // 2492196

Изобретение относится к композиции для изготовления материалов из древесины, содержащей олефины и сырьевые древесные материалы, применению олефинов для придания гидрофобности сырьевым древесным материалам и способу получения материалов из древесины из сырьевых древесных материалов

Багассовый композит, способ его приготовления и материал для внутреннего применения, использующий его // 2493180

Изобретение относится к технологии производства композитов, в частности багассового композита, имеющего натуральную структуру и рисунок, аналогичные натуральной древесине, который может быть использован для внутреннего применения вместо других различных материалов и обработанной древесины. Композит включает в себя 55-75 вес.% волокон из багассы с размером частиц 40-120 меш и отношением длины к диаметру от 3:1 до 5:1 и 25-45 вес.% термопластичного полимера. Багассу приготавливают из побочного продукта в процессе рафинирования сахара из сахарного тросника. Размягчают выделенные волокна добавлением воды и перемалывают. Затем смешивают с термопластичным полимером и экструдируют волоконно-полимерную смесь для получения композита. Изобретение обеспечивает получение высокопрочного экологически чистого композита, позволяющего использовать его длительное время без деформации и изменения цвета. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 7 пр.

Древесно-наполненная пластмасса и способ ее получения // 2493184

Изобретение относится к технологии получения древесно-полимерных композиций и может быть использовано в промышленности строительных материалов, мебельной промышленности, машиностроении и других отраслях промышленности. Древесно-полимерная композиция состоит из, мас.%: древесно-растительного наполнителя 70-90, термопластичного полимерного связующего 8-25, содержит натриевую соль полиэтиленполиаминометиленфосфоновой кислоты 0,5-1,0 и целевые добавки - остальное. Термопластичное полимерное связующее выбрано из группы виниловых полимеров на основе винилхлорида или его сополимеров с винилацетатом, полимеров на основе этилена, пропилена, их сополимеров, полимеров на основе метилметакрилата, полиэтилентерефталата, полистирола или их смеси. Изобретение позволяет повысить прочностные свойства композиции, упростить состав и способ получения. 2. н.п. ф-лы, 2 табл.

Гидрофильный пластилин // 2500700

Изобретение относится к гидрофильному пластилину. Гидрофильный пластилин является продуктом глубокой утилизации концентрированных замочных вод крахмало-паточных производств, обладающий достаточными пластичными свойствами. Гидрофильный пластилин получают термической обработкой при 90°С с одновременным перемешиванием смеси сухого просеянного верхового торфа влажностью не выше 20% и сгущенного кукурузного экстракта, образующегося на крахмало-паточных производствах при замачивании кукурузного зерна в теплой с температурой 45-52°С воде, содержащей до 0,35% сернистой кислоты в пересчете на SO2 и содержащего менее 2% жирных кислот и уваренного до концентрации сухих веществ не ниже 48%. Компоненты смеси взяты в соотношении 1:(4-6), соответственно. При содержании в сгущенном кукурузном экстракте жирных кислот более 2% компоненты перед смешиванием предварительно разогревают при разных температурах. Получаемый пластилин является пластичным и растворяется в воде. 2 табл.

Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий // 2508260

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам сырьевых смесей для изготовления теплоизоляционных изделий, используемых в конструкциях стен, полов, перегородок. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий включает, мас.%: древесный заполнитель, измельченный до прохождения через сетку №5, 77,0-79,0; жидкую фенолформальдегидную смолу 7,0-8,0; гидролизный лигнин 5,0-6,0; отходы ткацкого производства 5,0-6,0; карбоксиметилцеллюлозу 3,0-4,0. Для получения изделий смесь подвергают горячему прессованию при давлении 1,3-1,5 МПа и температуре порядка 160оС. Технический результат заключается в получении изделий с пониженным содержанием токсичного компонента: фенолформальдегидной смолы. 1 табл.

Композиция для производства древесностружечных плит // 2515839

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при производстве древесностружечных плит. В составе композиции для внутреннего слоя используется 10-40% стружки из отходов гниющих заготовок и 20% стружки из отходов оцилиндровки круглых лесоматериалов, а также 40-70 мас.% стружки, полученной из технологической щепы марки ПС, с применением связующего на основе низкомольной карбамидоформальдегидной смолы и эмульсии. При этом связующее состоит из низкомольной карбамидоформальдегидной смолы 60-62%-ной концентрации и водного раствора хлористого аммония 20%-ной концентрации. Эмульсия состоит из следующих компонентов, мас.%: парафин - 21, буроугольный воск - 14, эмульгатор - 1, вода - 64. Результатом является снижение материалоемкости производства древесностружечных плит, энергоемкости процесса прессования, повышение производительности прессового оборудования и снижение токсичности, а также получение плит, соответствующих требованиям ГОСТ 10632-2007 для марки П-А. 1 табл., 1 пр.

Применение посредников в производстве древесноволокнистых плит // 2520456

Изобретение относится к древесным и/или композитным древесным материалам, в частности древесноволокнистым плитам, широко используемым в качестве исходного материала во многих перерабатывающих отраслях. Описывается применение материала, выбранного из группы производных фенола формулы IV, V , VI и их смеси в качестве посредника при производстве содержащих лигноцеллюлозу формовых изделий, в частности древесноволокнистых и/или композитных материалов. Особо предпочтительными материалами в группе производных фенола формулы IV являются ацетосирингон при R1, R2, R3 = метил, и сирингальдегид при R1, R2 = метил, R3 = H; в группе формулы V - ацетованилон при R1, R2 = метил, R3 = H, ванилин при R1 = метил, R2, R3 = H и этилванилин при R1 = этил, R2, R3 = H; в группе формулы VI- метилсирингат при R1, R2=метокси, R3=метил и ванилиновая кислота при R1, R3=H, R2=метокси. Указанный материал применяют совместно, по меньшей мере, с одним окисляющим фенол ферментом при соотношении, равном ≥ 0,5 ед/мл фермента на 1 ммоль посредника до ≤ 40 ед/мл фермента на 1 ммоль посредника. Описываются также способ изготовления содержащих лигноцеллюлозу формовых изделий с использованием указанного материала и формовое изделие, полученное при этом. Изобретение обеспечивает упрощение технологии древесноволокнистых плит при сохранении их физико-химических показателей. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 6 пр.

Способ получения высоконаполненной древесно-полимерной композиции на основе поливинилхлорида // 2527468

Изобретение относится к технологии получения поливинилхлоридных (ПВХ) композиций с использованием в качестве органического наполнителя древесной муки для изготовления высоконаполненных древесно-полимерных материалов. Способ получения высоконаполненной древесно-полимерной композиции заключается в предварительной обработке древесной муки водным раствором связующего агента - кремнезоля с последующим тщательным перемешиванием и сушкой до постоянной массы при температуре 100±2°С и дальнейшим смешением обработанной древесной муки, ПВХ, комплексного термостабилизатора и модификатора ударной прочности. При этом ПВХ предварительно обрабатывают связующим агентом, содержащим 0,1-2,5 мас.ч. кремнезоля, тщательно перемешивают, сушат до постоянной массы при температуре 60±2°С, а древесную муку обрабатывают связующим агентом, содержащим 0,1-4,9 мас.ч. кремнезоля. Содержание ингредиентов следующее, мас.ч.: ПВХ - 100, древесная мука - 50-220, комплексный термостабилизатор - 4,5-7, модификатор ударной прочности - 4,8-9, связующий агент - 0,2-7,4. Древесно-полимерные материалы на основе полученной высоконаполненной поливинилхлоридной композиции обладают улучшенным показателем текучести расплава, а также повышенной прочностью на растяжение и термостабильностью. 1 табл.

Древесно-полимерная композиция для профильно-погонажных изделий // 2530356

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к древесно-полимерным композициям на основе поливинилхлорида, которые могут быть использованы для получения профильно-погонажных изделий. Древесно-полимерная композиция для профильно-погонажных изделий на основе поливинилхлорида и древесной муки включает комплексный стабилизатор, акриловый модификатор перерабатываемости, хлорированный полиэтилен и стеариновую кислоту, а также может содержать металлсодержащую смазку и акриловый модификатор ударной прочности. Изобретение позволяет повысить качество профильно-погонажных изделий, перерабатываемость полимерного материала в профильно-погонажные изделия экструзионным способом за счет улучшения термостабильности и ударной вязкости, а также снизить энергопотребление экструзионного оборудования. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Состав для получения строительного покрытия и способ его нанесения // 2531176

Изобретение относится к получению строительных изделий, в том числе покрытий, и может быть использовано для утилизации крупнотоннажных отходов производства лесной, химической и металлургической промышленности. Состав для получения строительного покрытия и изделий содержит наполнитель и магнезиальное связующее - шлам карналлитовых хлоратов. Согласно изобретению для обеспечения возможности быстрого нанесения состава, смешанного с водой, на покрываемую поверхность в качестве наполнителя используют распушенную целлюлозу и/или распушенный древесный опил в отношении наполнитель к связующему от 30/70 до 80/20%. Предложен способ нанесения состава на поверхность, включающий смешивание состава с водой в процессе распыления воды через воздушную смесь наполнителя и связующего, образующих состав. Для приготовления состава целлюлозную вату или распушенный древесный опил в сухом виде смешивают с измельченным шламом карналлитовых хлоратов. На месте монтажа выдувной машиной смесь подается воздухом по шлангу, на выходном конце которого расположена насадка с форсунками, распыляющими под высоким давлением воду. Смачиваясь, смесь прилипает к любой поверхности за счет отличной адгезии вяжущего. Оптимальное количество воды - порядка 50% от веса магнезиального связующего. Не менее 20% воды необходимы для реакции связующего, а при более 150% нанесенное покрытие слишком долго сохнет. Изобретение позволяет расширить сырьевую базу и снизить затраты на изготовление. 2 н.п. ф-лы.