Связующее для древесных плит

Связующее для древесных плит

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ДРЕВЕСНЫХ ПЛИТ, включающее карбамид, этиленгликоль и воду, отличающе вся тем, что, с целью повышения прочности и снижения набухания плит, оно дополнительно содержит силикат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: 8-10 Карбамид 4-5 Этиленгликоль Силикат натрия (по сухому остатку ) 40-50 Вода Остальное сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .ИЧ»

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГТ1Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 3482093/29-33 (22) 02.08.82 (46) 23.07.84 ° Бюл. Р 27 (72) В.П.Панов, Т.В.Мальцева, В.П .Стрелков,Г.Н.Вахтеров и Н.Н.Елхова (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский институт деревообрабатывающей промышленности (53) 666.968 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11 734173, кл ° С 04 В 43/00. . 2. Конейнин В.А. Фосфатные материалы в строительстве (обзор) .

ЦИНИС Госстроя СССР. M., 1978, с. 29.

3, Мальцева Т.В. и др. Модификация свойств древесно-волокнистых плит продуктами взаимодействия карбами" да со спиртами. — Лесной журнал, 1981, 11 6, с. 86-90.

o SUe 1 24 А Гд) С 04 В 4 3/12 С 04 В 19/04 (54).(57) СВЯЗУ10ЩЕК дЛя дркВКСНЫХ

ПЛИТ, включающее карбамид, этиленгликольиводу, отличающе е с я тем, что, с целью повышения прочности и снижения набухания плит, оно дополнительно содержит силикат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Карбамид 8-10

Этиленгликоль 4-5

Силикат натрия (по сухому остатку) 40-50

Вода Остальное

1104 !24 1 соотношением групп NH u OH и соответственно .карбамида и этиленгликоля 1:1-3:1 33.

Однако плиты, изготовленные с известным связующим, характеризуются недостаточно высокими прочностными свойствами, сравнительно большим водопоглощением и набуханием.

Целью изобретения является повышение прочности и снижение набухания

Изобретение относится к производ ству строительных материалов и может быть использовано в технологических линиях производства древесно-волокнистых и древесно-стружечных плит.

Известен состав связующего для теплоизоляционных изделий, включающий лигносульфонат, водорастворимую соль алюминия, щелочной реагент и воду j1 J.

Недостаток этого связующего заключается в том, что оно не обеспечивает плитам водостойких свойств, а введение специальных гидрофобизирующих добавок снижает прочностные свойства плит.

Известен также состав для приготовления связующего, используемый в производстве теплоизоляционных из- 2О делнй и включающий жидкое стекло, минеральные вещества и ортофосфорную кислоту $2 1.

Однако это связующее также имеет низкие водостойкие и прочностные 2 свойства, которые ограничивают область применения плитных материалов на основе известного связующего в народном хозяйстве. Например, такие плиты не могут быть рекомендо- Зо ваны для внешней обшивки панелей в стандартном деревянном домостроении а для внутренней обшивки они

9 могут быть использованы только в местах где исключается контакт влаги

Э

ЗS с плитой.

Кроме того, использование ортофосфорной кислоты в качестве отвердителя усложняет технологию введения связующего в процессе производства 4О плит.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является связующее для

I древесных плит, являющееся продуктом 4> конденсации карбамида и этиленгликоля плит .

Поставленная цель достигается тем, что связующее для древесных плит, включающее карбамид, этиленгликоль и воду, дополнительно содержит силикат натрия при следующем соотношении компонентов, мас .7.:

Кар бамид 8-10

Этиленгликоль 4-5

Силикат натрия (по сухому остатку 40-50

Вода Остальное

При нагревании карбамида с этиленгликолем первичным продуктом реакции я вля ется ур ета н

НО-СН

H2N CO NH + — Н М СО.ОК+ НК 4

2 2 3

НО-СН2

В условиях воздушного формования древесно-волокнистые ковры, поступая в пресс, сохраняют на волокнах продукты гидролиза, образованные в процессе пропарки, в основном ксилозу, т.е. на древесных волокнах находятся реакционноспособные функциональные группы: альдегидные, карбоксильные, гидроксильные. Все функциональные группы, находящиеся на поверхности волокон, будут принимать участие в образовании межволоконных связей в процессе прессования древесных плит

NH2 И 0 М= CHR1

СО + C — з СО Е2

0 Е я=с щ, 3 СО НОСН, НС

0R. о-eo ° м, СН2

Нгс СН2

I ос о сн, сн он

1104124

Однако данный продукт содержит свободные гидроксильные группы, которые способны вступать во взаимодействие с силикатом. натрия (жидкое стекло) при нагревании

CHg

OHM — СН .О.СО Н М СО.О.СН CH OM+Na+ 2НОН—

3 2

I с..о

Я СО.О СН ОБ

С Н2

- МаОСН О. СО M M CO О.СН СН2 ° ОИа+ 4Н ЙО

Н2С . 2

Я.СО О СН Ока

Введение карбамида, этиленгликоля в жидкое стекло вызывает коагу35 ляцию последнего только при взаимодействии с компонентами древесного комплекса в период горячего прессования древесных плит, что не вызы40 вает технологических трудностей при введении связующего в древесную массу, и скорость отверждения связующего на основе жидкого стекла, карбамида, этиленгликоля такова, 4$ что образование клеевых связей завершается в течение цикла горячего прессования древесно-волокнистых плит, уретановые смолы обладают пленкообразующими свойствами, эластичностью, высокой прочностью, что приводит к повышению показателей физико-механических свойств плит.

Технология получения связующего и древесных плит с его применением следующая. Силикат натрия, этилен- 55 гликоль, карбамид, вода дозируется в бак с мешалкой и перемешивается

10-20 мин.

Смола, образующаяся в результате поликонденсации, характеризуется наличием большого числа метиленовых связей и концевых метилольных групп.

Испытания на водостойкость показали, что продукт, полученный при совместной конденсации карбамида, этиленгликоля, компонента древесины (ксилоза) в условиях изготовления древесно-волокнистых плит, не

Выделяющаяся при данном взаимодействии кремневая кислота углубляет конденсационные превращения уретаноподобного соединения и переходит в водонерастворимый гель.

Испытания на водостойкость продукта, полученного при конденсации карбамида, этиленгликоля, силиката натрия, компонента древесины (ксилозы) показали, что он является водостойкнм. является водостойким, что не позволяет использовать его в качестве свя зующего для древес но-волокнистых плит.

Шепа хвойных или лиственных пород древесины пропаривается в дефибраторе при давлении 0,6-1,0 ИПа в течение 1 мин и размалывается на волокно, которое высушивается в пневматической сушилке до влажности 10-12Х и далее поступает в смеситель, где через форсунку обрабатывается предварительно приготовленной смесью силиката натрия, этиленгликоля, карбамида и воды в количестве 8-10Х от массы абсолютного сухого волокна.

Приготовленная композиция формируется в ковры на вакуум-формирующей машине .

Древесно-волокнистые плиты прессуются при 180-200 С, с продолжительностью прессования О, 5-1, 0 мин/мм.

Плиты получали толщиной 10 мм с плот ност ью 700 кг /мз

П и и м е р 1. Из 1007.-ной древесной массы, полученной на промышленном дефибраторе Ng-13 при давлении пара 1,0 ИПа и времени пропаривания 1 мин получены древесно-волокнистые плиты средней плотности.

Состав связующего для изготовления древесно-волокнистых плит средней плотности следующий, мас.X:

Силикат натрия (по сухому остатку) 40

Зтиленгликоль 4

Кар бамид 8

Вода 48

I 104124

50

Таблица 1

Г

Показатели физико-механических свойств плит

Соотношение компонентов связующего, мас.Х

Набухание, 7.

ВодопоглоПредел прочностии при статиКар бамид Вода

Плотность кг/мЗ

Этилен гликоль

Силикат натрия щение, 7 чес ком изгибе, МПа

Древесно-волокнистые плиты, средней плотности из осинового волокна

40 40 8 480 700 350 389 49

П р и и е р 2. Технология изготовления древесно-волокнистых плит, что в примере t, но при следующем соотношении компонентов связующего, мас.Х:

Силикат натрия (по сухому остатку) 45,0

Этиленгликоль 4,5

Карбамид 9,0

Вода 41 ° 5

П р и и е р 3. Технология изго" товления древесно-волокнистых плит, что и в примере 1 и 2, при следующем соотношении компонентов связующего, мас.7:

Силикат натрия (по сухому остатку)

Этиленгликоль

Кар бамид

Вода 35

В примерах при приготовлении вяжущего быпи использованы карбаиидпорошкообразный, этиленгликольжидкость, силикат натрия — жидкость.

При смешивании этих компонентов s течение 10-20 мин при 20+2 С в соотношении, указанных в примерах, образуется жидкий водорастворимый продукт, которым и обрабатывается древесное волокно.

Дпя изготовления плит были использованы осиновые, березовые, еловые волокна и их смесь.

Результаты испытаний, характеризующие свойства полученных плит средней плотности, приведены в табл . 1.

Свойства твердых древесно-волок40 нистых плит с плотностью890 кг/и приведены в табл. 2.

Пределы содержания компонентов в данном вяжущем установлены опытным путем. Введение в силикат натрия (40-50Х по сухоиу веществу) более 5Х этиленгликоля и 10Х карбамида вызывает мгновенную коагуляцию жидкого стекла (образование геля кремневой кислоты), что обуславливает необходимость раздельной обработки древесных частиц химическими добавками: силикатом натрия, карбамидом, этиленгликолеи, а это затруднительно, так как требуется дополнительное технологическое оборудование (меринки, насосы и т.д .). .В коагулированном состоянии затруднительно распыление состава, а кроме того гелеобраэование жидкого стекла на стадии обработки древесных частиц редко снижает когезионные, адгезионные свойства вяжущего, что приводит к снижению физико-механических показателей плит .

Содержание в составе менее 4Х этиленгликоля, 87 карбаиида, 40Х силиката натрия не обеспечивает плитаи улучшенные показатели. .При увеличении силиката натрия свыше 50Х не приводит к увеличению показателей физико-механических свойств плит.

Использование изобретения позволяет получить древесные плиты как одного вида (средней плотности), так и другого (твердые), в сочетании с волокнами из различных пород древесины с более высокими физико-механическими своиствами.

1104124

Продолжение табл, Показатели физико-механических свойств плит

Карбамид

Силикат натрия

Вода

Этилен гликоль

Плотность кг/и

Водопоглощение, 7 при стати4,5

30,0 4,0

41,0

700

41,5

50

36,0 3 5

40,0

700

35 0

5 0

Известный

49,9 23,3

30,0

Та бли ца 2

Показатели физико-механических свойств древесно-волокнистых плит

Этиленгликоль

Водопогло

ПлотКар бамид

Вода

Силикат ность, кг/м щение, 7.

Твердые древесно-волокнистые плиты из березового волокна

890 45,0

48,0

27,1

16,9

4,0

8,0

41, 5 890 53,0

35,0 890 54,6

16;4

9,0

21,9

4,5

10,0

22,0

15,9

5,0

Известный 890 43,0 28,5

Твердые древесно-волокнистые плиты из елового волокна

20,0

40 80 480 890 470

25, 1

15,3

4,5

9,0

41,5 890

55,0

20,9

15,0

5 0

10,0

35 0 890 55,5

20,1

14,7

Известный

890 44,0

27,9 19, Ь

Соотношение компонентов связующего, мас .7.

Соотношение компонентов связующего, мас .7.

Предел прочности ческом изгибе, ИПа

Предел прочности при статичес.ком изгибе, ИПа

Набухание, 7

Набухание, 7.

Продолжение табл. 2

1104124

Карбамид

Плотность кг/

Вода

Силикат Этиленгликоль

Набухание, Х

Водопоглощение, Х

Твердые древесно-волокнистые плиты из смеси березовых и хвойных волокон (1: 1) 27,0 17,1

48, 0 890 45,9

8,0

4,0

41, 5 890 55, 2.

15,3

21,0

9,0

4,5

15,0

21,0

35,0 890 55,0

10,0

5,0

19,5

28,9

890 42,9

Известный

Твердые древесно-волокнистые плиты из осинового волокна

26, 0 17,8

48,0 890 45,9

4,0

16,3

22,9

50,1

41,5 890

4,5

35,0 890 50,0

17, 1

23,4

5,0

19,1

29,0

890 42, 7

26,2

37,9

890 30,5

Составитель Н. Багатурьянц

Редактор Г. Волкова Техред М.Надь Корректор А. Ференц

Заказ 5156/16 Тираж 606 Подписное., ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

° Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Соотношение компонентов связующего, мас.Ж

Древесно-волокнистые плиты с использованием продукта конденсации карбамида с этиленгликолем

Древесно-волокнистые плиты с использованием силиката щелочного металла в смеси с карбамидом

Показатели физико-механических свойств древесно-волокнистых плит

Предел прочности при статическом изгибе, MIIa