Способ обработки древесины

 

" 700329

Союз Соввтсннх

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Социалнстическнх

Республик (61) Допол нительыое .к авт. саид-ву— (22) Заявлено 31.05.78 (21) 2622945/29-15 с тзрисоедынением заявки _#_e— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.11.79. Бюллетень М 44 (45) Дата опубликования описания 30.11.79 (51) М Кл >

В 27К 5. 04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 674.048 (088. 8) (72) Авторы В. С. Масляев, В. В. Колесникова, А, В. Зданевич, изобретения А. В. Пономаренко, Г. М. Телышева, А. В. Меркулова и 1О. Д. Бачурин

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) З,аявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

Изобретение относится к области химической обработки древесины, в частности к получению термостойкой, формоустойчивой, стабильной относительно размеров древесины, и может быть использовано в авиастроении для изготовления оснастки при производстве деталей из органопластиков.

Известен способ получения огнестойкой древесины, заключающийся в пропитке ее водным раствором диаммонийфосфата с добавкой фенолоспирта и последующей сушкой пропитанной древесины при 95—

100 С в течение 96 ч flj.

Однако использование водных растворов пропитывающих реагентов предусматривает разбухание древесины при пропитке и последующую усушку при длительной термообработке, что исключает возможность использования такой древесины для производства деталей.

Наиболее близким по сущности к предлагаемому является способ обработки древесины, включающий сушку древесины с последующей пропиткой кремнийорганической жидкостью (2).

Однако обработка древесины кремнийорганической жидкостью не позволяет получить материал, в достаточной мере формостабильный в условиях длительного воздействия повышенной температуры (200 С), 2 так как согласно вышеуказанному способу древесину после пропитки подвергают термической обработке при 60 С до момента стабилизации веса, в то время как образование полимерной пленки, уменьшающей пиролиз древесины, начинается при температуре не ниже 140 С. Таким образом, прп термической обработке древесины пропитанной ГКЖ-10 при 60 С будет происходить выделение влаги из древесины, неизбежно сопровождающееся усушкой и формоизменяемостью образцов.

В случае антипирирования древесины другими силоксанами по предложенному

15 способу термообработка при температуре

60 С будет способствовать вытеканию жидкости из древесных капилляров в течение длительного времени.

Целью изобретения является повышение

2ц термостойкостп с обеспечением размеростабильности древесины за счет каталитической полимеризации пропиточной жидкости в капиллярах древесины, сокращение длительности процесса обработки древесины

25 путем устранения операции термообработки пропитанных образцов, а также снижение себестоимости процесса за счет возможности многократного использования пропиточ ной жидкости и следовательно зф снижение общего расхода жидкости.

700329

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе обработки древесины. включающем предварительную сушку до остаточной влажности и пропитку кремнийорганической жидкостью, после пропитки древесину подвергают обработке насыщенными парами диэтиламипа при 60 — 65"С в течение 10 — 15 мин.

Обработка пропитанной древесины насыщенными нарами диэтиламина привод" г к поликопденсации кремнийоргапическо жидкости в поверхностном слое обра:-;цов и образованию слоя полимера, надежно защищающего древесину от пиролиза в процессе длительного воздействия температу— ры 180 — 200 С.

При использовании паров диэтиламина в качестве кагализатора поликонденсацш:: отпадает длительная стадия термообработки древесины после пропитки до момент;: стабилизации веса, что значительно сокр щает продолжительность процесса.

Кроме того, применение катализатсров поликонденсации позволяет заполимеризовать пропиточную жидкость в клеточных стенках, что препятствует усадке древесины в условиях длительного термического воздействия. Этим обеспечивается и высокая степень размеростабильности и термостойкости материала, что наблюдается в меньшей мере при термокаталитической полимеризации пропитанных образцов, когда значительное количество пропиточпой жидкости вытекает из капилляров.

Обработку древесины проводят при

60 — 65 С в течение 10--15 мин, т. с. при более высокой температуре, чем температура кипения диэтиламина. Снижение температуры приводит к уменьшению упругости паров и конденсации диэтиламина, гго не позволяет достаточно эффективно провести процесс поликонденсации полимера на поверхности древесины (увеличивается длительность процесса).

Сокращение пли удлинение обрабстки приводит к тому, что реакция иоликонденсации протекает не полно в первом случае или ее длительность нецелесообразно увеличивается во втором.

Согласно изобретению древесину в виде досок торцуют IIO длине, профуговывают по плоскости и ребру, затем сушат при

115 — 120 С до остаточной влажности

3 — 4, Это обеспечивает полное удаление свободной влаги, являющееся необходимым условием получения размеростабильной древесины. Пропитку заготовок необходимо проводить в 100 -ной жидкости марки

ГКЖ-94, что также исключает попадание влаги в материал. Пропитка проводится по методу горяче-холодных ванн (Ю. М. (ванов, А. Панфилова. Ускоренный спссоб пропитки древесины в гор яче-холодных ваннах, Ы., Госстройиздат, 1958) до мо1С

3О

46

4 5

56

6О

4 мента сквозной пропитки, который определяли EI2 контрольных образцах с жидкостью, окрашенной «Суданом-Ш». 1 емпература горячей ванны 65 — 70 С, олодной

20 — 25 С, время пропитки в горячей ванне

1 — 1,о ч, в холодной 5--6 ч.

По окончании пропитки древесину вынимают из ванны, дают стечь избытку жидкости в течение 10 — 15 мин и помещают в герметичную по„шмеризацпонную камеру с насыщенными парами диэтил амина при температуре 60 — 65 С, где выдерживают древесину 10 — 15 мин до окончания реакции полимеризации, бурно протекающей на поверхности древесины. Время выдержки древесины определяется визуально.

Использование паров диэтиламина в качестве катализатора полимеризации кремнийорганической жидкости позволяет ликвидировать длительную операцию термообработки древесины после пропитки, а также дает возможность многократного использования пропиточной жидкости, так как введение катализатора в пропиточный состав или обработка им материала перед пропиткой приводит к полимернзации жидкости в ванне при пропитке методом горяче-холодных ванн.

Изменение способа холодной пропитки не позволяет добиться сквозной пропитки, что сказывается в конечном счете на размеростабильности образцов.

По окончании обработки парами диэтиламина камеру продувают воздухом до полного удаления паров, Заготовки древесины обрабатывают на рейсмусном станке для снятия тонкого поверхносного слоя полимера и отправляют для выклейки оснастки, использующейся при производстве деталей из органонластов на различных связующих.

Пример. Образец древесины с размерами 129,2Х57,2Х44,2 мм высушивают до постоянного веса (соответствует 3 — 4 влажности), пропитывают в 100%-ной крсмнийорганичсской жидкости марки

ГКЖ-94 по методу горяче-холодных ванн (выдерживают образец при температуре жидкости 70 С в течение 1 ч с последующим снижением температуры жидкости до

20 С и продолжительностью выдержки в холодной ванне 5 ч). Привес образца составляет 70 от веса высушенной древесины.

После стока избытка жидкости с поверхности образца его помещают в термостат с насыщенными парами диэтиламина при температуре 65 С и выдерживают

10 мин до окончания реакции, характеризуется образованием на поверхности древесины полимерной пленки.

Испытания проводят в режимах эксплуатации деревянных моделей при производстве деталей из органопластов — подверга700329

Изменение размеров (Л1) образца, обрабатанного предлагаемым способом, мм

Изменение размеров (Л1) контрольного образца, мм

Изменение всса (ЛР), О/о

Изменение (ЛР) веса, 0/О

Период измерения образцов

1! I 12 13

После полимеризации

После 70 ч термообработки

Суммарные результаты — 30,0 — 5,4 — 35,4 — 0,0 0,0

0,0 0,4 — 0,2 — 1,4 — 25,0 — 40,0 — 65,0 — 0,0 — 0,4 — 0,3 — 0,7 — 0,3 — 0,2

0,0 — 0,4 — 0,5 — 1,6

0,0

0,0

Составитель М. Мясникова

Редактор Н. Хубларова Техред А. Камышникова Корректор Т. Добровольская

Заказ 6843 Изд К0 618 Тираж 591 Подписное

ЦНИИПИ НПО «Поиск» Гооударственного комитета СССР по делам изобретений и открьпгий

b18085, Москва, Ж-Э5, Рауаккая наб., д. 4/6

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома

5 ют длительной термообработке при 175

+-5 С циклами по 6 ч. После каждого цикла проводят взвешивание и замеры образцов в трех направлениях: I„ /2, /„-— штангенциркулем, и по изменению этих размеров определяют усадку в процессе полимеризации и термообработки.

Термическую деструкцию образцов определяют по потере веса образцов в процессе термической обработки (/o от веса пропитанных образцов).

Для сравнения размеростабильности и термостойкости пропитанной древесины проводят испытания контрольного образца, который в отличие от опытного после пропитки подвергают термической полимеризации при 140 С в течение 18 ч. Полимеризация контрольного образца считается оконченной с образованием на поверхности древесины полимерной пленки.

Результаты измерений образцов, обработанных предложенным способом, и контрольного приведены в таблице.

Из таблицы видно, что в процессе термической и каталитической полимеризации происходит приблизительно одинаковая потеря веса. Однако в контрольном образце при температуре 140 С усадка гораздо значительнее, в то время как каталитическая полимеризация протекает при стабильных размерах.

В дальнейшем при испытаниях образцов в условиях циклического воздействия — 175+5 С (общее количество времени термообработки 70 ч контрольный образец подвергается значительной термической де6 струкцпи (общая потеря веса за 70 ч 40 /о от веса пропитанного образца). Образец, подвергнутый каталитической полимеризации, теряет лишь 5,4 /о веса и сохраняет практически постоянные размеры.

Таким образом, использование предлагаемого способа обработки древесины обеспечивает, по сравнению с существующими способами, определенные преимущества и создает возможность получения материала на основе древесины, сочетающего термои формоустойчивые свойства с возможностью обработки режущими инструментами, 15 исключает загрязнение сточных вод предприятия.

Экономический эффект от использования предложенного способа составит в ус20 ловиях заготовительных цехов Киевского авиационно-производственного объединения по предварительным расчетам 112 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Способ обработки древесины, включаю40 щий сушку древесины с последующей пропиткой кремнийорганической жидкостью, отл пч ающийся тем, что, с целью повышения тсрмостойкости, обеспечения размеростабильностп древесины, снижения рас,,д хода пропиточной жидкости и сокращения продолжительности процесса, древесину после пропптки подвергают обработке насыщенными парами дпэтилампна при 60 — 65 C в течение 10 — 15 м|ш.

50 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 178087, кл. В 27К 3!20, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

55 Иа 489637, кл. В 27К 3!34, 1974.