БИОКЛЕЙ Российский патент 2016 года по МПК C09J105/00 C12P1/04 C12P19/06 

Изобретение относится к области клеящих веществ на основе полисахардиов, в частности на основе культуральной жидкости микробиологического производства ксантана, и может быть использовано в различных областях науки и техники, предпочтительно в деревообрабатывающей промышленности.

Известен (SU, авторское свидетельство 1693013, опубл. 23.11.1991) состав клея, в том числе и для древесных материалов, содержащий фенолформальдегидную смолу, пероксид водорода, хлорноватокислый калий и поливинилацетатную дисперсию.

Введение в состав фенолформальдегидной смолы ограничило возможности промышленого использования клея.

Известен (SU, авторское свидетельство 1678822, опубл. 23.09.1991) состав клея для древесных материалов, содержащий карбамидноформальдегидную смолу, водный раствор кремнефтористого аммония, кубовый остаток производства дифенилметандиизоцианата-полиизоцианата К на основе олигодифенилтетандиизоцианата и ацетон.

Несмотря на высокие характеристики клеевого соединения указанный состав не нашел применения из-за формальдегидных смол, а также с отсутствием сырьевой базы - кубовый остаток производства дифенилметандиизоцианата-полиизоцианата К представляет собой отход малотоннажного производства.

Известен (RU, патент 2156140, опубл. 20.09.2000) клей «Сульфоакрилат», в состав которого входит этиловый эфир 2-цианакриловой кислоты, 1,1-диоксотетрагидро-1λ⁶-тиофен-3-иловый эфир 2-метилакриловой кислоты и бутиловый эфир акриловой кислоты.

Указанный клей предназначен для склеивания различных тканей человеческого организма и обеспечения гемостаза. С использованием данного клея можно добиться различных эффектов: выполнить гемостаз при умеренном паренхиматозном кровотечении, укрепить линию швов созданного анастомоза, создать герметизм в зоне повреждения, осуществить фиксацию органа, создать псевдокапсулу, выполнить перитонизацию органа, создать органо-анастомоз, заклеить свищ и др.

Однако этот клей имеет узкую область применения - только медицина - обусловленную его высокой себестоимостью.

Наиболее близким аналогом разработанного состава клеящего вещества можно признать (http://www.mami.ru/storage/files/ipb/Bioklej.pdf) клей на основе полисахарида ксантана, полученного на отходах зернового производства, и жидкого стекла. Состав клея в публикации не раскрыт. Клей применим для изготовления древесно-стружечных материалов, для наклеивания толстых листовых материалов, в частности фанеры, на мебельные щиты, для склеивания древесины, слоисто-бумажного пластика, картона.

Недостатком известного состава клеящего вещества следует признать недостаточные для широкого применения в промышленности такие технологические характеристики как сохранение стандартным раствором клея вязкотекучего состояния (менее 24 часов), сохранение состояния плотного эластичного студня, образованного стандартным раствором клея (менее 52 часов), прочность склеивания древесины при сухом испытании (МПа) (менее 3,1).

Техническая задача, решаемая посредством разработанного состава клеящего вещества, состоит в расширении ассортимента клеящих составов, применяемых для склеивания древесных и целлюлозных материалов.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанного состава клеющего вещества, состоит в повышении таких технологических характеристик клеевого слоя, как сохранение стандартным раствором клея вязкотекучего состояния, сохранение состояния плотного эластичного студня, образованного стандартным ратвором клея, прочность склеивания древесины при сухом испытании.

Для получения указанного технического результата предложено использовать биоклей разработанного состава. Разработанный биоклей содержит жидкое стекло и ксантан, а также хлорид калия, наполнитель и спирт этиловый ректификат, причем компонент «ксантан» представляет собой культуральную жидкость производства ксантана с использованием культуры бактерий Xanthomonas campestris на субстрате из низкосортной древесины при общем содержании ксантана в культуральной жидкости не менее 4% масс.

Использование культуральной жидкости производства ксантана на субстрате из никосортной древесины с меньшим содержанием ксантана не позволяет достичь указанного технического результата.

В качестве наполнителя могут быть использованы белая сажа, коллапан, древесная мука, кремнезем, растворимый лигнин и т.д.

В частности, в случае использования биоклея разработанного состава для склеивания деревяннных элементов обычно используют содержание жидкого стекла в количестве от 60 до 75% масс от массы биоклея, культуральной жидкости производства ксантана на субстрате из низкосортной древесины - в количестве от 15 до 30% масс от массы биоклея, хлорида калия - в количестве от 5 до 10% масс от массы биоклея, в качестве наполнителя - белую сажу в количестве от 5 до 10% масс от массы биоклея и этиловый спирт ректификат в количестве от 5 до 10% масс от массы биоклея.

Для получения культуральной жидкости производства ксантана на субстрате из низкосортной древесины в некоторых вариантах реализации проводят культивирование культуры бактерий Xanthomonas campestris на питательной среде, содержащей источники углерода и азота, а также минеральные соли, в условиях аэрации, причем в качестве источника углерода в питательной среде используют предварительно гидролизованную низкосортную древесину, при этом на питательной среде осуществляют культивирование штамма Xanthomonas campestris В-2228.

При этом возможны и другие варианты получения культуральной жидкости.

Биоклей разработанного состава относится к природным клеям на основе полисахаридов.

В дальнейшем заявленное изобретение будет рассмотрено на предпочтительном варианта биоклея на основе ксантанов, предназначенного для склеивания древесных материалов с различными натуральными предметами природного происхождения.

Для получения биоклея смешали в указанных ниже количествах (% масс):

- сухие культуральные продукты, выделенные из культуральной жидкости производства ксантана на субстрате из низкосортной древесины,

- хлорид калия по ГОСТ 4234-77,

- белая сажа по ГОСТ 18307-78,

- спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300-87.

Полученную смесь сухих компонентов мешали с жидким стеклом по ГОСТ 13078-81.

Полученный продукт соответствовал следующим характеристикам:

1. Внешний вид сухой смеси компоненов биоклея - однородный порошок кирпичного цвета без посторонних включений с незначиельным количеством комков, распадающихся при легком растирании.

2. Запах - специфический, но не гнилостный.

3. Степень измельчения (остаток на сите % с размером ячейки 0,5 мм не более - 5%)

4. Растворимость в воде - однородная масса, не содержащая комков.

5. Растворимость водной композиции сухих компонентов в жидком стекле - однородная масса, не содержащая комков.

6. Динамическая вязкость стандартного раствора клея при 20°C, сП - от 10,8 до 27,0.

7. Сохранение стандартным раствором клея вязкотекучего состояния, ч, не менее 48.

8. Сохранение состояния плотного эластичного студня, образованного стандартным раствором клея, ч, не менее 96.

9. Сухой остаток % - не менее 40.

10. Вязкость, сП - не менее 12.

11. Время желатинизации при 20°C, ч - 12.

12. Прочность склеивания древесины при сухом испытании, МПа не менее 4,3.

Из вышеприведенных данных следует, что указанный ранее технический результат достигается при использовании в составе биоклея всех компонентов, указанных в первом пункте формулы изобретения.

Изобретение относится к области клеящих веществ на основе культуральной жидкости микробиологического производства ксантана и может быть использовано в различных областях науки и техники, предпочтительно в деревообрабатывающей промышленности. Биоклей содержит жидкое стекло, хлорид калия, наполнитель, спирт этиловый ректификат и культуральную жидкость производства ксантана на субстрате из низкосортной древесины при общем содержании ксантана в культуральной жидкости не менее 4 мас.%. Технический результат, достигаемый при реализации разработанного состава клеящего вещества, состоит в повышении таких технологических характеристик клеевого слоя как сохранение стандартным раствором клея вязкотекучего состояния, сохранение состояния плотного эластичного студня, образованного стандартным ратвором клея, прочность склеивания древесины при сухом испытании. 5 з.п. ф-лы.

1. Биоклей, содержащий жидкое стекло и ксантан, отличающийся тем, что он дополнительно содержит хлорид калия, наполнитель, спирт этиловый ректификат, причем ксантан представляет собой культуральную жидкость производства ксантана путем культивирования культуры бактерий Xanthomonas campestris B-2228 на питательной среде из низкосортной древесины при общем содержании ксантана в культуральной жидкости не менее 4 мас.%.

2. Биоклей по п. 1, отличающийся тем, что он содержит жидкое стекло в количестве от 60 до 75 мас.% от массы биоклея.

3. Биоклей по п. 1, отличающийся тем, что он содержит культуральную жидкость производства ксантана на субстрате из низкосортной древесины в количестве от 15 до 30 мас.% от массы биоклея.

4. Биоклей по п. 1, отличающийся тем, что он содержит хлорид калия в количестве от 5 до 10 мас.%. от массы биоклея.

5. Биоклей по п. 1, отличающийся тем, что он содержит в качестве наполнителя белую сажу в количестве от 5 до 10 мас.% от массы биоклея.

6. Биоклей по п. 1, отличающийся тем, что он содержит этиловый спирт ректификат в количестве от 5 до 10 мас.% от массы биоклея.