СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДРЕВЕСНО-ВОЛОКНИСТЫХ ПЛИТ Российский патент 1997 года по МПК C08L97/02 B27N3/04 

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к производству древесно-волокнистых плит сухого способа изготовления, и может быть использовано на предприятиях, выпускающих древесные прессовочные массы и материалы для мебельной промышленности, жилищного строительства в условиях защиты от увлажнения, а также для производства тары и упаковки.

Древесно-волокнистые плиты изготавливают в процессе горячего прессования массы из древесного волокна, сформированного в виде ковра, с добавлением упрочняющих и гидрофобных добавок.

Из литературных источников авторам предлагаемого изобретения известны самые разнообразные рецептуры для изготовления древесно-волокнистых плит. Состав плит по ТУ 13-444-83 содержит древесное волокно и спецдобавки (рецептура дана по сухому остатку в зависимости от марки ДВП),
Связующие (фенолформальдегидная смола СФЛ 3014) 2,1-6,5
Гидрофобизатор (парафин ГОСТ 23683-89) 1,2
Древесное волокно 96,7-92,3
Плиты указанного состава разрешены к применению в жилищном строительстве Минздравом и выделяют в окружающую среду вредных химические вещества, не превышающие допустимый уровень:
формальдегидной смолы не более 0,01 мг/м³
фенола не более 0,003 мг/м³
аммиака не более 0,04 мг/м³
Известна также пресс-композиция для изготовления древесноволокнистых плит сухим способом формирования средней плотности (600-800 кг/м²) по а. с. 1232673 (кл. С 08 L 97/02). Композиция включает древесное волокно, парафин, фенолформальдегидную смолу, ацетоноформальдегидную смолу и экстрактивные вещества древесины, растворимые в горячей воде, при следующем содержании компонентов мас.

Древесное волокно 80,0-93,8
Парафин 1,0-2,0
Фенолформальдегидная смола 4,0-10,0
Ацетонформальдегидная смола 0,8-3,0
Экстрактивные вещества древесины 0,4-0,5
Указанная пресс-композиция обладает хорошими прочностными и технологическими свойствами, но содержит значительное (до 10%) количество токсичного фенолформальдегидного и ацетонформальдегидного связующего, а многокомпонентный состав удорожает и усложняет технологию приготовления плит.

В качестве прототипа изобретения, наиболее близкого к нему по совокупности признаков, выбран состав ДВП, описанный в а. с. N 1076295, содержащий древесное волокно (10% лиственных и 30% хвойных пород) и фурфурол в количестве 3-5% от массы абсолютно сухого волокна.

Древесную щепу размалывают на дефибраторе до степени помола 22-24 ДС. Полученное волокно высушивают при 180^oC до влажности 29% добавляют фурфурол в количестве 3-5% к массе абсолютно сухого волокна и прессуют при 195^oC в течение 6 мин. Термообработку проводят при 165^oC в течение 3,5 ч.

Физико-химические свойства плит представлены в таблице.

Однако широкому использованию плит известного по прототипу состава препятствует недостаточно высокая прочность материала и низкое его качество за счет того, что прессование древесно-волокнистого ковра с влажностью 25-30% обязательно приводит к прилипанию сетки к плите из-за явления "карамелизации" сахаров в древесине.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение прочности материала и качества поверхности ДВП с сохранением гидрофобных свойств.

Поставленная задача решена тем, что в рецептуре древесноволокнистых плит в качестве связующего использован фурфуриловый спирт, а компоненты взяты в следующих соотношениях, мас.

Древесное волокно 98,0-96,0
Фурфуриловый спирт (ФС) 2,0-4,0
Фурфуриловый спирт (ФС) представляет собой бесцветную прозрачную жидкость со слабым приятным запахом. Продукт выпускается промышленностью и используется широко в литейном производстве в составе смол.

Результаты испытания древесно-волокнистых плит и их физико-механические показатели в зависимости от состава и температуры прессования приведены в таблице. Результаты представлены в сравнении с прототипом и данными ТУ 13-444-83.

В качестве контроля испытывались плиты без добавки фурфурилового спирта. Термообработка плит осуществлялась после прессования при T=160^oC в течение 3,5 ч.

Данные таблицы показывают, что при минимальном (2%) использовании связующего фурфурилового спирта (ФС) предел прочности при статическом изгибе получаемых плит превосходит данные прототипа примерно на 10 МПа. Гидрофобные свойства получаемых изделий находятся на уровне данных прототипа.

При максимальном (4% ) использовании связующего показатель предела прочности также превышает аналогичные результаты прототипа на 8-9 МПа. Показатели водопоглощения и разбухания по толщине не хуже прототипа.

Применение фурфурилового спирта в количестве 1% не дает увеличения прочности плит и не повышает водостойкость изделий. Увеличение содержания ФС до 6% не оказывает существенного влияния на физико-механические показатели плит.

Использование фенолформальдегидной смолы в плитах, изготовленных согласно ТУ, не позволяет получать изделия с высокой прочностью, а для обеспечения требуемой гидрофобности обязательным условием является добавление 1,2% парафина, что усложняет и удорожает технологию. Кроме того, фенолформальдегидные смолы являются токсичными веществами и в процессе эксплуатации изделий в жилых помещениях в атмосферу выделяются вредные продукты разложения материала (фенол, аммиак, формальдегид).

Изобретение иллюстрируется примерами.

Пример 1. Древесное волокно, полученное путем размола щепы в одну ступень смеси лиственных и хвойных пород, высушивают до влажности 6-8% Перед сушкой в древесное волокно вводят фурфуриловый спирт путем его распыления в количестве 2% от массы состава. Из обработанного волокна на вакуум-формирующей машине формируют древесно-волокнистый ковер, затем подвергают его прессованию в горячем прессе. Температура греющих плит 180-200^oC, продолжительность прессования 1 минута на 1 мм готовой плиты. Максимальное удельное давление 6,0 МПа. После прессования плиты подвергают термообработке при T=160^oC в течение 3,5 ч.

Пример 2. Условия приготовления плит аналогичны примеру 1, расход связующего составляет 4% ФС от массы состава. Испытания проводились по известной методике (ГОСТ 19592-80).

Предложенное авторами техническое решение позволит получить ДВП сухим способом (при влажности древесного волокна 6-8%), без усложнения существующей технологии производства таких плит. Согласно же прототипу прессование ДВП производится при влажности 25-30% что обязательно требует применения сеток и транспортных поддонов, а это сопряжено с дополнительными материальными и временными затратами.

Кроме того, предлагаемое изобретение позволяет получать плиты двусторонней гладкости (типа S-2-S), что является значительным преимуществом по сравнению с прототипом, в котором плиты получаются с односторонней гладкостью (S-1-S).

Преимуществом рецептуры предлагаемой по сравнению с базовым объектом (ТУ 13-444-83) является значительная экономичность получения изделий, так как ниже расходные коэффициенты связующего и отсутствует в составе парафин. Кроме того, заменяется токсичная фенолформальдегидная смола.

Использование: изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к производству древесно-волокнистых плит сухого способа изготовления. Сущность изобретения: задача предлагаемого изобретения - повысить прочность изделий с сохранением высоких гидрофобных свойств плит. Для решения поставленной задачи в качестве связующего предложено использовать фурфуриловый спирт в количестве 2-4% и древесное волокно в количестве 96-98% от массы состава. 1 табл.

Состав для изготовления древесно-волокнистых плит сухим методом, содержащий древесное волокно и фурансодержащее связующее, отличающийся тем, что состав в качестве фурансодержащего связующего содержит фурфуриловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.

Древесное волокно 96,0 98,0
Фурфуриловый спирт 2,0 4,0в