СОСТАВ ДЛЯ ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫХ ПЛИТ Российский патент 1994 года по МПК C08L97/02 

Изобретение относится к химической технологии получения древесноволокнистых плит и может найти применение в деревообрабатывающей промышленности.

Известен состав для изготовления плит, включающий древесное волокно, связующее - сульфатный лигнин, растворенный в 0,8%-ной аммиачной воде. Расход лигнина составил от 1-2 мас.% абсолютно сухого волокна.

Однако плиты, полученные из этого состава, обладают низкими физико-механическими показателями (предел прочности при статическом изгибе 40-44 МПа).

Внедрение технологии сдерживается из-за отсутствия промышленной выработки сульфатного лигнина. Сульфатный лигнин получают при подкислении черного щелока (отхода целлюлозно-бумажного производства). В качестве нейтрализующего щелочь черных щелоков агента используют серную кислоту или углекислый газ.

Наиболее близкой по составу является композиция, состоящая из древесного волокна, продукта взаимодействия фенолформальдегидной смолы и сульфатного мыла, парафина, серной кислоты.

Недостатком этой композиции является достаточно высокое содержание свободного фенола в связующем (0,13-0,15%).

Целью изобретения является снижение экологической нагрузки на окружающую среду путем использования отхода лесохимической переработки древесины - таллового лигнина.

Поставленная цель достигается тем, что состав для древесно-волокнистых плит содержит древесное волокно, парафин, серную кислоту и фенольное связующее, причем последнее представляет собой продукт взаимодействия резольной фенолформальдегидной смолы и омыленного таллового лигнина при массовом соотношении (85-90) : (10-15) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Продукт взаимодействия
резольной ФФС
фенолформальдегидной
смолы и омыленного таллового лигнина 0,4-1,2 Парафин 0,5-1,0 Серная кислота 0,8-1,0 Древесное волокно Остальное
Талловый лигнин растворяют в 4%-ном растворе NaOH при перемешивании при температуре 80-90^оС вносят в готовую фенолформальдегидную смолу.

Талловый лигнин выделяется при извлечении таллового масла из сульфатного мыла при обработке последнего серной кислотой. Талловый лигнин представляет собой композицию из сульфатного лигнина, таллового масла, воды и неорганических сульфатов. Состав таллового лигнина по ПО БЛПК приведен в табл. 1.

Смоляные и жирные кислоты таллового лигнина по составу аналогичны входящим в талловое масло. Основными компонентами смоляных кислот являются абиетиновая и пимаровая, а также жирных - линолевая и олеиновая. Токсикологическое заключение показало, что талловый лигнин малотоксичен. В настоящее время талловый лигнин не находит квалифицированного применения.

Талловый лигнин омыляли 4%-ным водным раствором NaOH при температуре 80-90^оС в течение 20-30 мин. Омыленный талловый лигнин разбавляли водой до концентрации 40% и вносили в 40%-ный раствор фенолформальдегидной смолы. Композицию при перемешивании нагревали до температуры 70-80^оС в течение 20-30 мин.

П р и м е р 1. В 40%-ную резольную фенолформальдегидную смолу, полученную в результате поликонденсации фенола и формальдегида в щелочной среде, при перемешивании порциями вносят 40%-ный водный раствор таллового лигнина омыленного при соотношении 90 : 10. Композицию нагревают при температуре 70-80^оС в течение 20-30 мин. Однородную композицию использовали при получении древесноволокнистых плит в качестве связующего.

П р и м е р 2. Проводят аналогично примеру 1 при соотношении 40%-ной резольной фенолформальдегидной смолы и 40%-ного водного раствора таллового лигнина омыленного 87,5 : 12,5.

П р и м е р 3. Проводят аналогично примеру 1 при следующем соотношении 40% -ной резольной фенолформальдегидной смолы и 40%-ного водного раствора таллового лигнина омыленного 85 : 15.

В табл. 2 представлены физико-химические свойства связующих, полученных по предлагаемому способу.

Связующее при соответствующем массовом соотношении резольная фенолформальдегидная смола и талловый лигнин омыленный разбавляли водой до содержания сухих веществ 9-11% и использовали в производстве древесноволокнистых плит по ГОСТ 4598-86 типа Т - твердые плиты с необлагороженной поверхностью.

П р и м е р 4. В древесное волокно, полученное из древесины хвойных пород со степенью размола 24 с, концентрацией массы 1,9%, добавляют серную кислоту в количестве 0,8% к массе абс.сухого волокна для доведения рН среды до 4,0, затем вводят 0,5% к массе абс. сухого волокна парафиновой эмульсии, полученное по предлагаемому способу связующее в количестве 0,4% к массе абс. сухого волокна при массовом соотношении резольной ФФС и таллового лигнина омыленного 87,5 : 12,5. Перемешивают, загружают в отливную машину для обезвоживания и формования влажного ковра. Влажные плиты прессуют при температуре 186^оС, давлении 25 МПа в течение 10 с и сушат при давлении 5,0 МПа в течение 300 с. Затем плиты в закалочных камерах выдерживают при температуре 170^оС в течение 4 ч. Проверку прочности на изгиб производят на испытательной машине по ГОСТ 7853-74. Разбухание плит определяют через 24 ч, после выдерживают их в воде при температуре 20^оС.

Физико-механические характеристики плит:
Предел прочности при статическом изгибе 46,8 МПа Разбухание 11,0% Водопоглощение 13,0% Плотность 870 кг/м² Толщина 3,2 мм
П р и м е р 5. Проводят аналогично примеру 4 при использовании клеевого состава, полученного по предлагаемому способу в количестве 0,8% к массе абс. сухого волокна, серной кислоты в количестве 0,9% к массе абс. сухого волокна и 0,75% парафиновой эмульсии к массе абс. сухого волокна.

Физико-механические характеристики плит: Предел прочности при статическом изгибе 50,3 МПа Разбухание 8,0% Водопоглощение 10,3% Плотность 900 кг/м² Толщина 3,5 мм
П р и м е р 6. Проводят аналогично примеру 4 при использовании клеевого состава, полученного по предлагаемому способу, в количестве 1,2% к массе абс. сухого волокна, серной кислоты в количестве 1% к массе абс. сухого волокна и 1% парафиновой эмульсии к массе абс. сухого волокна.

Физико-механические характеристики плит: Предел прочности при статическом изгибе 49,8 МПа Разбухание 9,4% Водопоглощение 11,4% Плотность 950 кг/м² Толщина 3,2 мм
В табл. 3 приведены сравнительные данные физико-механических свойств древесноволокнистых плит, полученных с использованием связующего - продукта взаимодействия резольной фенолформальдегидной смолы и таллового лигнина омыленного при массовом соотношении (85-90) : (10-15) и прототипа, в котором использовалось связующее - продукт взаимодействия резольной фенолформальдегидной смолы и сульфатного мыла при тех же соотношениях.

При проведении анализа физико-механических характеристик древесноволокнистых плит, полученных с использованием предлагаемого состава с прототипом в выбранных соотношениях ФФС и таллового лигнина омыленного, видно, что физико-механические характеристики ДВП (прочность, разбухание) несколько выше, чем у прототипа.

Сущность изобретения: состав содержит продукт взаимодействия резольной фенолформальдегидной смолы и омыленного таллового масла при массовом соотношении (85 - 90) : (10 - 15) 0,4 - 1,2 мас.%, парафин 0,5 - 1,0 мас.%, серную кислоту 0,8 - 1,0 мас.%, древесное волокно - остальное. Древесное волокно смешивают с серной кислотой и парафином и фенольным связующим. Содержание формальдегида 5,1 мг/100 г плиты. 3 табл.

СОСТАВ ДЛЯ ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫХ ПЛИТ, содержащий древесное волокно, парафин, серную кислоту и фенольное связующее, отличающийся тем, что, с целью снижения экологической нагрузки на окружающую среду, он в качестве фенольного связующего содержит продукт взаимодействия резольной фенолформальдегидной смолы и омыленного таллового лигнина в массовом соотношении 85 - 90 : 10 - 15 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Продукт взаимодействия резольной фенолформальдегидной смолы и омыленного таллового лигнина 0,4 - 1,2
Парафин 0,5 - 1,0
Серная кислота 0,8 - 1,0
Древесное волокно Остальное