Опилочно-стружечная плита

Изобретение относится к производству плитных материалов типа древесноволокнистых плит из древесного сырья без использования связующих веществ и может быть использовано для изготовления изделий в строительной и мебельной отраслях. Опилочно-стружечная плита содержит опилки хвойных пород, подвергнутые кавитационной обработке с образованием активных реакционных центров, игольчатую стружку хвойных пород, 25-30-процентный раствор гидроксида натрия и воду. Изобретение обеспечивает получение плитного материала из опилок хвойных пород, обладающего высокими физико-механическими и адгезионными свойствами, и является экологически чистым. 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к производству плитных материалов типа древесноволокнистых плит из древесного сырья без использования связующих веществ и может быть использовано для изготовления изделий в строительной и мебельной отраслях.

Известен плитный материал, изготовленный без использования связующего [1]. В состав древесной плиты входят: опилки древесины или частицы соломы злаковых с влажностью 3-8%, фракцией до 1,25 мм и 2 см соответственно подвергнутые кавитационной обработке, вода (гидромодуль равен 10), вариативно может входить в состав серная кислота до 1% к массе растительного сырья. Пресс-массу в виде растительного сырья (древесные опилки, солома злаковых и др.) подвергают кавитационному воздействию в течение различных промежутков времени (15-120 мин). Процесс сопровождается самопроизвольным разогреванием смеси до 95°С. После обработки смесь подвергается горячему прессованию. При прессовании пресс-массы получается композиционный материал с физико-механическими показателями, удовлетворяющими требованиям стандартов.

Недостатками данного материала являются высокая плотность и низкая водостойкость. При плотности плит более чем в 1,5 раза выше в сравнении с материалами, изготавливаемыми с добавлением синтетических связующих, их механические показатели имеют равные значения. При длительном воздействии воды на материал, полученный без добавления адгезивов, происходит его полное разрушение.

Наиболее близким к заявляемому изобретению являются плитные материалы, содержащие, разволокненные в гидродинамическом диспергаторе с радиально направленными каналами, древесные частицы до размеров: длина не менее 1,5 мм, толщина от 0,01 до 0,05 мм и ширина от 0,03 до 0,06 мм с активными реакционными центрами [2]. Сырьевая смесь состоит на 15% из древесных опилок, обработанных 40-60 раз, и на 85% воды без добавок. Плитный материал получают следующим образом. Древесные частицы (опилки) хвойных или лиственных пород влажностью от 8 до 100% смешиваются с водой с массовым соотношением, м.ч.: от 10 до 20 и от 80 до 90 соответственно. После чего масса подвергается кавитационной обработке в гидродинамическом диспергаторе с образованием активных реакционных центров. Обработанные частицы механически отжимают до влажности 180%. Далее происходит формирование ковра. Полученный ковер на сетчатом поддоне прессуется в горячем плоском прессе при температуре от 190° до 220°С и удельном давлении от 1,0 до 1,6 МПа.

Недостатками данного материала являются низкие физико-механические показатели плитного материала и длительность процесса прессования по причине высокой влажности сырьевой смеси.

Изобретение решает задачу разработки оптимального состава плитных материалов с использованием армирующих элементов, которые позволят повысить их физико-механические показатели.

Технический результат заключается в разработке экологически чистого плитного материала с высокими физико-механическими свойствами из опилок хвойных пород, обработанных в гидродинамическом диспергаторе, с добавлением армирующих элементов (игольчатой стружки хвойных пород) и повышение адгезионных свойств смеси за счет добавления раствора гидроксида натрия (NaOH) концентрацией 25-30%.

Указанный технический результат достигается тем, что опилочно-стружечная плита, содержащая опилки хвойных пород, подвергнутые кавитационной обработке с образованием активных реакционных центров, и воду, дополнительно содержит игольчатую стружку хвойных пород и 25-30-процентный раствор гидроксида натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Опилки 9,50-18,00
Стружка 3,00-12,00
Гидроксид натрия (NaOH) 0,15-0,40
Вода 70,00-87,00

В качестве исходного сырья для изготовления плит использовались древесные частицы (опилки хвойных пород) размерами от 0,5 до 10 мм с влажностью более 30%, которые подвергались гидродинамической обработке. После активации в полученную древесную массу вносились армирующие элементы (игольчатая древесная стружка хвойных пород), концентрация которых в массе (в абсолютно сухом состоянии) древесных плит варьировалась в пределах от 3 до 12 мас.%. Подготовленная древесная композиция подвергалась горячему прессованию по установленным режимным параметрам: температура прессования - 195°С, давление прессования 2,5 МПа, удельная продолжительность прессования 2,5 мин/мм. Полученная плита имеет плотность 900 кг/м3.

Предварительная обработка опилок с прохождением через диспергатор не менее 40 раз позволяет обеспечить высокое содержание активных центров на поверхности древесных частиц. Добавление щелочи в древесную массу приводит к ее качественным изменениям, а именно к большей степени деструкции древесинного вещества и в данном случае не только образованием свободных гидроксильных, но и карбоксильных групп. В данном случае древесная масса может выступать как связующее для крупных частиц, как стружка.

По указанным технологическим параметрам были изготовлены плиты с содержанием армирующих элементов (игольчатая древесная стружка) в количестве от 20 до 40% (древесная масса/стружка). В качестве модифицирующего агента использовался гидроксид натрия в количестве от 0,15 до 0,4% к общей массе материала в абсолютно сухом состоянии.

Плитный материал, приготовленный на основе предлагаемой композиции, обладает следующими свойствами: предел прочности при статическом изгибе 13,59-19,87 МПа, предел прочности при растяжении перпендикулярно пласти 0,25-0,4 МПа, объемное разбухание за 24 часа 9,8-25%.

Для обоснования сущности предлагаемого изобретения приведены примеры получения плитного материала.

Пример 1. Очищенные от посторонних механических включений древесные опилки хвойных пород в количестве 311,06 г (9,57 мас.%) смешивают с 2799,57 г (86,16 мас.%) воды (гидромодуль равен 10), затем подвергают обработке в гидродинамическом диспергаторе с радиально направленными каналами в течение 20 мин, кратность 40. После обработки в полученную древесную массу вносят игольчатую древесную стружку хвойных пород в количестве 133,31 г (4,10 мас.%), смесь перемешивают. Удаление избыточной влаги проводят способом отжима в холодном прессе до влажности 190%. В полученную массу вносят 5,62 г (0,17 мас.%) модифицирующего агента - 25% раствора гидроксида натрия и перемешивают. Из готовой массы в форме 250×250×100 мм с сетчатым поддоном формируют пакет путем холодной подпрессовки. Затем пакет извлекают из формы и отправляют в горячий пресс. Прессование проходит на металлических поддонах при следующих значениях: температура прессования - 195°С; давление прессования 2,5 МПа, удельная продолжительность прессования 2,5 мин/мм. После цикла прессования плиту извлекают из пресса и охлаждают. Плита имеет размеры 250×250×8 мм.

Пример 2. Операции проводились аналогично примеру 1, при этом 355,63 г (14,42 мас.%) очищенных от посторонних механических включений древесных опилок хвойных пород смешивают с 2015,21 г (81,75 мас.%) воды, (гидромодуль равен 15), затем подвергают обработке в гидродинамическом диспергаторе в течение 20 мин. После обработки в полученную древесную массу вносят древесную игольчатую стружку хвойных пород в количестве 88,97 г (3,61 мас.%), перемешивают. Удаление избыточной влаги проводят способом отжима в холодном прессе до влажности 190%. В полученную массу вносят 5,47 г (0,22 мас.%) модифицирующего агента - 27% раствора гидроксида натрия и перемешивают. Далее процесс ведут как в примере 1.

Пример 3. Операции проводились аналогично примеру 1, при этом 266,76 г (17,58 мас. %) очищенных от посторонних механических включений древесных опилок хвойных пород смешивают с 1067,04 г (70,34 мас.%) воды (гидромодуль равен 20), затем подвергают обработке в гидродинамическом диспергаторе в течение 20 мин. После обработки в полученную древесную массу вносилась древесная игольчатая стружка хвойных пород в количестве 177,84 г (11,72 мас.%), перемешивают. Удаление избыточной влаги проводят способом отжима в холодном прессе до влажности 190%. В полученную массу вносят 5,40 г (0,36 мас. %) модифицирующего агента - 30% раствора гидроксида натрия и перемешивают. Далее процесс ведут как в примере 1.

Физико-механические показатели плит, полученных по примерам 1-3, представлены в таблице 1.

Производство полученного плитного материала более экологично, не требует больших производственных мощностей и может быть реализовано в условиях малых производств.

Источники информации

1. RU 2541323 С1, МПК C08L 97/02, В27К 9/00, B27N 3/04, опуб. 10.02.2014, бюл. №4.

2. RU 2541323 С1, МПК C08L 97/02, B27N 3/04, опуб. 10.02.2015, бюл. №4.

Опилочно-стружечная плита, содержащая опилки хвойных пород, подвергнутые кавитационной обработке с образованием активных реакционных центров, и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит игольчатую стружку хвойных пород и 25-30-процентный раствор гидроксида натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Опилки 9,50-18,00
Стружка 3,00-12,00
Гидроксид натрия (NaOH) 0,15-0,40
Вода 70,00-87,00



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительных материалов и изделий, а именно к способу приготовления асфальтобетонной смеси. Способ приготовления асфальтобетонной смеси, содержащей битум в количестве 3-9 мас.%, гидролизный лигнин фракции от 0 до 2,5 мм влажностью 10-50% в количестве 3-10 мас.% и минеральный материал, включающий щебень в количестве 30-70 мас.% и песок из отсевов дробления - остальное, включает одновременную подачу гидролизного лигнина и разогретого до 130-150°С битумного вяжущего в смеситель с разогретым до 130-150°С минеральным материалом.

Изобретение относится к деревоперерабатывающей промышленности, а именно к технологии получения древесноволокнистых материалов для производства плит. Древесноволокнистый материал для плит содержит древесное волокно и связующее.

Группа изобретений относится к применению модифицированных наночастиц оксида кремния в древесно-стружечных плитах, к древесно-стружечной плите и к способу ее изготовления.

Изобретение относится к производству лигноцеллюлозных полимерных композиционных материалов и изделий на их основе и может быть использовано для получения строительных, конструкционных и отделочных материалов, а также для изготовления мебели, товаров бытового и промышленного назначения.
Группа изобретений относится к экструдированному композиционному материалу, способу его получения и к применению. Композиционный материал содержит древесноволокнистый материал и полимер.

Изобретение относится к биокомпозиционной плите, способу ее изготовления, а также к ее применению. Плита содержит a) по меньшей мере один вид природных волокон и b) по меньшей мере один термореактивный биополимер, причем плита имеет остаточную влажность в пересчете на ее общую массу меньше 8,0 мас.%.

Изобретение относится к производству лигноцеллюлозных полимерных композиционных материалов и изделий на их основе. Выполняют сушку компонентов, их подготовку и смешение, формирование изделий при нагревании термопластичного полимера.

Настоящее изобретение относится к технологии получения древесно-полимерных композиций. Описан способ получения теплоизоляционного материала на основе древесных и термопластичных отходов, включающий смешение наполнителя, связующего и химической добавки, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют древесную технологическую щепу толщиной 4±2 мм, в качестве связующего используют термопластичные пластмассы, состоящие из полиэтилентерефталата (ПЭТ), полистирола (ПС), полиэтилена низкого давления (ПЭНД) и полиэтилена высокого давления (ПЭВД) полимеров, в качестве химической добавки используют вспенивающий агент азодикарбонамид (ADC), предварительно смешанный со связующим, при этом смешение наполнителя и связующего с химической добавкой осуществляют при температуре 215±15°C, при соотношении всех компонентов смеси, масс.%: ПЭТ 11-13, ПС 12-14, ПЭНД 11-13, ПЭВД 10-13, азодикарбонамид 1-2, технологическая щепа 55-45, после смешения всех компонентов полученную смесь заливают в формы, формы закрывают крышкой, фиксируют запорами и выдерживают в течение 20-30 мин.
Изобретение относится к водной связующей композиции, содержащей, по меньшей мере, один синтетический полимер и от 1 до 99 мас.% люпинового белка на основе соотношения сухих веществ.

Группа изобретений относится к адгезивной композиции, компонентному объекту, содержащему адгезивную композицию, к способу получения адгезивной композиции, к композиции, полученной способом по изобретению, к способу склеивания адгезивной композицией.

Группа изобретений относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к производству древесноволокнистых плит. Экологически безопасная плита образована из биодеградируемой композиции смолы, содержащей смолу на основе полимолочной кислоты, сшивающий агент и древесное волокно.
Изобретение относится к композиции, включающей специально ориентированное лигноцеллюлозное волокно, связанное с помощью полимера с неорганическим гидратом, таким как гипс.

Группа изобретений относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к производству плит из древесной муки. Плита содержит смолу на основе поперечно-сшитой полимолочной кислоты и древесную муку.

Изобретение относится к деревоперерабатывающей промышленности, а именно к технологии получения древесноволокнистых материалов для производства плит. Древесноволокнистый материал для плит содержит древесное волокно и связующее.

Изобретение относится к области строительных отделочных материалов и касается способа изготовления слоя для производства строительной панели. Слой является по существу неотвержденным.

Группа изобретений относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к производству плит из древесного волокна. Плита содержит смолу на основе поперечно-сшитой полимолочной кислоты и древесное волокно.

Изобретение относится к производству лигноцеллюлозных полимерных композиционных материалов и изделий на их основе. Выполняют сушку компонентов, их подготовку и смешение, формирование изделий при нагревании термопластичного полимера.

Изобретение относится к способу получения огнестойкого целлюлозного материала, применяемого в качестве строительных плит, и устройству для его осуществления. Способ включает переработку волокон целлюлозы с получением смеси волокон с последующим приготовлением увлажненной смеси из смеси волокон и огнезащитного раствора.
Изобретение относится к отделочным строительным материалам и касается ламинированной декоративной плиты. Содержит сердцевину из волокнистого или стружечного материала.

Изобретение относится к способу изготовления древесных плит, включающему помещение древесного сырья в емкость с водой, которое подвергают кавитационной обработке.
Наверх