Состав-добавка к мочевиноформальдегидной смоле

Состав-добавка к мочевиноформальдегидной смоле

Реферат

 

Изобретение относится к заменителю амино- и фенолоальдегидных смол при их поликонденсации. Сущность изобретения: состав - добавка в качестве углеводного компонента содержит мелассу и дополнительно формальдегид при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: мочевина 100% 314,29-500; формальдегид 100% 235,71-183,33; меласса 50; вода 400. 27 табл.

Изобретение относится к заменителю амино- и фенолоальдегидных смол при их поликонденсации.

Данный состав-добавка позволяет связывать водопроницаемые целлюлозные частицы, что позволяет использовать меньшее количество твердых частиц смолы и одновременно снижать содержание свободного формальдегида в получаемой панели без ухудшения прочности связывания, без использования дополнительных стадий при производстве, без изменения скорости отверждения при изготовлении, без создания проблем при сжигании опилок или кусков панелей в топках котлов и без снижения липкости смеси смол.

Известен состав-добавка к мочевино-формальдегидной смоле, включающий мочевину, углеводный компонент и воду. Однако известная состав-добавка связывает формальдегид без лингосульфонатов, имеет другой состав и является продуктом поликонденсации.

Технический результат изобретения состоит в снижении расхода смолы и снижении токсичности древесностружечных плит при сохранении их прочностных показателей.

Для достижения технического результата состав-добавка в качестве углеводного компонента содержит мелассу и дополнительно формальдегид при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Мочевина 100% 314,29-500 Формальдегид 100% 235,71-183,33 Меласса 50 Вода 400 Состав-добавка (в пересчете на 100% сухого вещества) может заменить до 30% используемого сухого вещества смолы. Она не добавляется в количествах, равных замещаемым количествам. Она добавляется в количестве 50-90% количества заменяемой смолы (по массе и всем продуктам в пересчете на 100% сухого вещества).

Благодаря синергическому действию добавка может заменять смолу в количестве 110-200% ее собственной массы. При добавлении в меньших количествах, например до 15% наблюдается значительное усиление свойств конечного продукта. При добавлении в больших количествах, т.е. до 30% изменение свойств конечного продукта не происходит, но значительно снижается содержание свободного формальдегида и существенно увеличивается количество сэкономленной смолы.

Связывание обеспечивается за счет отверждения смеси смол при повышенной температуре и давлении. Добавку можно использовать во всех типах продуктов, где применяется амино- и фенолоальдегидные смолы для связывания лигноцеллюлозных продуктов независимо от того, являются ли они древесными опилками для производства ДСП с использованием плоского пресса или каландра, или натуральным шпоном, например при производстве фанеры.

Следует отметить, что изделие также отличается хорошей липкостью. Это свойство, иначе называемое "когезионной прочностью", требуется для некоторых типов установок для производства ДСП, в частности, на установках с многослойным прессом и на фанерных предприятиях, особенно на тех, которые оснащены предварительным прессом.

Качество полученных плит контролировалось раз в неделю в течение шести месяцев и ухудшение свойств не было отмечено. Это показывает, что не происходит разложение полимеров и что старение плит такое же, как и у плит, полученных обычным способом.

Состав-добавка может быть получен путем простого смешивания компонентов. Для достижения приемлемых сроков хранения добавки предпочтительно добавляется основание для регулирования рН до 6-14.

Добавка позволяет, помимо замены до 30% смолы при добавлении только 50-90% сухого вещества заменяемой смолы, снизить содержание свободного формальдегида в плитах и уменьшить содержание свободного формальдегида в производственном помещении, где производятся плиты.

П р и м е 1. Три образца были приготовлены по представленной в табл. 1 рецептуре.

Эти образцы были получены путем простого перемешивания при комнатной температуре до полного растворения сухого вещества. рН конечных продуктов регулировался до 7,5-8,0.

Затем были приготовлены составы клея, представленные в табл. 2.

N 0. Состав клея является заготовкой и не включает ни один из перечисленных выше образцов.

N 1. Состав клея включает образец 1 и поэтому содержит только формальдегид и мочевину.

N 2. Состав клея включает образец 2 и поэтому содержит только мелассу.

N 3. Состав клея включает образец 3 и поэтому содержит все три ингредиента: формальдегид, мочевину и мелассу.

Образец 3 представляет собой данную добавку. Эти составы клея были использованы отдельно для опрыскивания постоянного количества высушенных деревянных стружек.

Затем обработанные деревянные стружки формовались для получения мата обычной толщины в 16 мм. Эти маты после этого обрабатывались горячим прессом и плиты прессовались при следующих условиях: Температура пресса 200^оС Время прессования 9 с/мм Давление 33 килофунт/см² После этого плиты испытывалиcь и результаты показаны в табл. 3.

Табл. 3 показывает, что хотя все три образца имеют пониженное содержание свободного формальдегида, только образец 3, включающий компоненты изобретения, обеспечивает получение плит, равноценных заготовке без ухудшения их свойств.

П р и м е р 2. Этот пример подтверждает синергическое действие между формальдегидом, мочевиной и лигносульфонатами.

С этой целью были приготовлены образцы, представленные в табл. 4.

Эти образцы приготавливались путем простого перемешивания при комнатной температуре до полного растворения сухого вещества. рН конечных продуктов регулировался до 7,5-8,0.

Затем приготавливались следующие составы клея, представленные в табл. 5.

Эти составы клея использовались отдельно для опрыскивания постоянного количества высушенных деревянных стружек.

Затем обработанные деревянные стружки формовались для получения мата с номинальной толщиной в 16 мм. После этого маты обрабатывались в горячем прессе и плиты прессовались при следующих условиях: Температура прессо- вания 200^оС Время прессования 9 с/мм Давление 33 килофунт/см³ Затем плиты подвергались испытаниям, результаты которых приводятся в табл. 6.

Эти данные показывают, что панели, полученные с использованием простых лигносульфатов (образец 2), дают самые плохие результаты. Панели, полученные с использованием всех трех компонентов изобретения (образец 3), дают наилучшие результаты. Фактически панели образца 3 равноценны заготовке 0, которая представляет собой смесь смол без заменителя, но при этом достигается снижение концентрации свободного формальдегида в панелях.

П р и м е р 3. В этом примере использованы два образца, в силу чего отношение формальдегида к мочевине отличается от этого отношения, использованного в предшествующих примерах. Кроме этого отличается и массовое отношение между компонентами от одного из примеров 1 и 2.

Были приготовлены следующие образцы, представленные в табл. 7.

Эти образцы приготовлены путем простого перемешивания при комнатной температуре до полного растворение сухого вещества. рН конечных продуктов регулировался до 7,5-8,0.

Затем были приготовлены следующие составы клея, приведены в табл. 8.

Эти составы клея используются отдельно для опрыскивания одинакового количества высушенных деревянных стружек.

Затем обработанные деревянные стружки формуются для получения мата с минимальной толщиной в 16 мм. После этого маты подвергаются обработке в горячем прессе и плиты прессуются при следующих условиях: Температура пресса 200^оС Время прессования 9 с/мм Давление 33 килофунт/см² Затем панели подвергались испытаниям, при которых были получены результаты, представленные в табл. 9.

Табл. 9 показывает, что образцы 1 и 2, включающие составы изобретения, дают панели, равноценные заготовке (образец 0), но при этом существенно сокращается содержание свободного формальдегида и экономится смола.

П р и м е р 4. Это лабораторное испытание для фанеры с использование фенолоальдегидной смолы.

Были приготовлены следующие образцы, приведенные в табл. 10.

Образцы были приготовлены путем простого перемешивания при комнатной температуре до полного растворения сухого вещества, рН конечных продуктов доводился до 10,0 путем добавления гидроокиси натрия.

Эти образцы были использованы в следующих составах клея.

Эти составы клея использовались для опрыскивания обеих сторон шпона для внутреннего слоя фанеры трехслойной фанерной плиты.

Затем панели подавались в холодный пресс, где они прессовались при следующих условиях: Время прессования 8 мин Давление 10 килофунт/см² Все панели показали хорошую прилипаемость.

После этого панели прессовались в горячем прессе при следующих условиях: Температура прессо- вания 130^оС Время прессования 3,5 мин Давление 12 килофунт/см² Эти панели испытывались следующим образом. Панели погружались на 24 ч в воду температурой 60^оС. Затем они помещались в воду температурой 20^оС на 1 ч и после этого повергались испытанию ножом.

Были получены следующие результаты (см. табл. 12).

Испытание ножом проводилось следующим образом. Образцы фанеры помещались в воду под давлением на 30 мин и затем в вакуум еще на 30 мин. После этого образцы царапались ножом по поверхности для удаления верхнего шпона и обнаружения внутреннего слоя. Сортность определялась по количеству волокон, оставшихся на внутреннем слое после удаления верхнего шпона.

При удовлетворительном склеивании поверхность, обнаруженная путем соскабливания ножом, должна быть покрыта волокнами. Если поверхность полностью покрыта волокнами, сортность составляет 10 (отлично). При наличии большего количества чистых пятен и меньшего количества волокна, сорт снижается. Оценка 8 является удовлетворительной, что означает, что поверхность в основном покрыта волокнами с незначительным количеством чистых пятен. Более низкая оценка является неудовлетворительной.

П р и м е р 5. Два образца были приготовлены в соответствии с составами, приведенными в табл. 13.

Эти образцы были получены путем простого перемешивания при 25-30^оС до полного растворения сухого вещества, рН конечных продуктов регулировался до 8,5-10,0 Затем были приготовлены следующие составы клеев (см. табл. 14).

Эти составы клея использовались отдельно для опрыскивания постоянного количества высушенных деревянных стружек с 12% сухого клея/сухих стружек.

Затем обработанные деревянные стружки формовались для получения матов с номинальной толщиной 16 мм. Они обрабатывались в горячем прессе и панели прессовались при следующих условиях: Температура прессо- вания 200^оС Время прессования 10 с/мм Давление 25 килофунт/см² После этого панели подвергались испытаниям, результаты которых приводятся в табл. 15.

Испытание У-100 проводится следующим образом. Предназначенные для испытания образцы помещаются в воду с температурой 205^оС. Эта вода нагревается до 100^оС в течение 1-2 ч. Температура воды поддерживается на уровне 100^оС в течение 2 ч. Следует подчеркнуть, что между стенками образцов имеется зазор, по меньшей мере, 15 мм для свободного поступления воды к образцам. Затем образцы помещаются на, по меньшей мере, 1 ч в холодильник при 25^оС. Затем воде дают стечь и мокрые образцы испытываются на внутренней связывание.

П р и м е р 6. Нижеследующе примеры показывают, что продукты изобретения могут получаться с помощью разнообразных сырьевых материалов.

Образцы получаются в соответствии со следующими составами (см. табл. 16).

Эти образцы были получены путем простого перемешивания до полного растворения сухого вещества, рН конечных продуктов регулируется до 7,5-8,0. Затем составы клеев приготавливались следующим образом (см. табл. 17).

Эти составы клея использовались отдельно для опрыскивания одинакового количества высушенных деревянных стружек.

После этого обработанные деревянные стружки формовались для получения мата с номинальной толщиной 16 мм. Эти маты обрабатывались в горячем прессе и панели прессовались при следующих условиях: Температура прессо- вания 200^оС Время прессования 9 с/мм Давление 33 килофунт/см² После этого панели подвергались испытаниям, при которых были получены результаты, представленные в табл. 18.

Панели, полученные со всеми составами клея, были равноценны.

П р и м е р 7. В этом примере четыре образца были приготовлены в соответствии с составами, приведенными в табл. 19.

Эти образцы были получены путем простого перемешивания при 40-50^оС до полного растворения сухого вещества. рН конечных продуктов регулировался до 8,5-10,0.

Затем состав клея приготавливался следующим образом (см. табл. 20).

Эти составы были использованы отдельно для опрыскивания одинакового количества высушенных деревянных стружек.

Затем высушенные деревянные стружки формовались для получения мата с номинальной толщиной 16 мм. Эти маты обрабатывались в горячем прессе и панели прессовались при следующих условиях: Давление прессо- вания 200^оС, Время прессо- вания 9 с/мм, Давление 33 килофунт/см² Панели подвергались испытаниям, при которых были получены результаты, представленные в табл. 21.

Эти данные показывают, что образцы 1-4, включающие добавку, дают панели, равноценные заготовке (образец 0), при этом снижается содержание свободного формальдегида и экономится смола.

П р и м е р 8. Эти образцы были приготовлены в соответствии со следующими составами (см. табл. 22).

Эти образцы были приготовлены путем простого перемешивания при 25-30^оС до полного растворения сухого вещества. рН конечных продуктов регулировался до 8,5-10,0.

После этого составы клеев приготавливались следующим образом (см. табл. 2).

Эти составы клея были использованы отдельно для опрыскивания одинакового количества высушенных деревянных стружек.

Затем обработанные деревянные стружки формовались для получения мата с номинальной толщиной 16 мм. Эти маты обрабатывались в горячем прессе и панели прессовались при следующих условиях: Температура прессо- вания 200^оС Время прессования 8 с/м Давление 25 килофунт/см².

Затем панели подвергались испытаниям, результаты которых показаны в табл. 24 Панели, полученные с использованием всех составов клея, были равноценны. Однако панели, включающие заменитель по изобретению, имели более низкое содержание свободного формальдегида.

П р и м е р 9. Эти образцы были приготовлены в соответствии со следующими составами (см. табл. 25).

Эти образцы были приготовлены путем простого перемешивания при 25-30^оС до полного растворения сухого вещества, рН конечных продуктов регулировался до 8,5-10,0.

Были приготовлены следующие составы клея (см. табл. 26).

Эти составы клея использовались отдельно для опрыскивания одинакового количества высушенных деревянных стружек.

После этого эти оборудованные деревянные стружки формовались для получения мата с номинальной толщиной 16 мм. Эти маты подвергались обработке в горячем прессе и панели прессовались при следующих условиях: Температура прессо- вания 200^оС Время прессования 8 с/мм Давление 35 килофунт/см² Затем панели подвергались испытаниям, результаты которых показаны в табл. 27.

Панели, полученные с использованием всех составов клея, были равноценны. Однако панели, включающие добавку, имели значительно более низкое содержание свободного формальдегида и снижение расхода смолы.

Формула изобретения

СОСТАВ-ДОБАВКА К МОЧЕВИНОФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЕ, включающий мочевину, углеводный компонент и воду, отличающийся тем, что состав-добавка в качестве углеводного компонента содержит мелассу и дополнительно формальдегид при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: Мочевина (100%-ная) - 314,29 - 500,0 Формальдегид (100%-ный) - 235,71 - 183,33 Меласса - 50 Вода - 400

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10