Способ обработки древесины и состав для ее пропитки Советский патент 1984 года по МПК B27K3/50 B27K3/15 

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано в процессе химической модификации древесины.

Известен Способ обработки древесины, включающий первоначальное воздействие на нее газообразного низкомолекулярного алкиламина при 5-15°С в течение 0,25- 0,33 ч 1.

Недостатком данного способа является сложность технологического процесса (требующего дополнительной операции нейтрализации образующейся в процессе обработки хлорной кислоты).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки древесины путем ее пропитки составом, содержащим полиэфирную смолу, стирол и гидроперекись изопропилбензола, и последующей термообработки 2.

Недостатками известного способа являются относительно высокие водо- и влагопоглощающие и сравнительно низкие антифрикционные свойства обработанной древесины, а также повыщенная энергоемкость процесса за счет сравнительно высокой температуры термообработки (100-120°С).

Известен состав для пропитки древесины, содержащий карбамидно-формальдегидную смолу, модифицированную фурановыми соединениями, стирол, малеиновый ангидрид, гидроперекись изопропиленбензола и солянокислый анилин 3.

Недостатком данного состава является высокий коэффициент трения получаемого при его использовании материала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является состав 4 для пропитки древесины, содержащий, мас.°/о:

Полиэфирная смола40-60

Стирол39,5-54

Гидроперекись

изопропилбензола0,5-1,0

Недостатками известного состава являются относительно высокие водо- и влагопоглощение и сравнительно- низкие антифрикционные свойства полученного при его использовании материала из древесины.

Цель изобретения - снижение водо- и влагопоглощения и улучщение антифрикционных свойств древесины, а также снижение энергоемкости процесса.

Эта цель достигается тем, что при способе обработки древесины путем ее пропитки составом, содержащим полиэфирную смолу, стирол и гидроперекись изопропилбензола, и последующей термообработки, в состав дополнительно вводят холестериловый эфир каприновой кислоты, а термообработку осуществляют в жидкой среде, содержащей кремнийорганическую жидкость и ванадиевый ангидрид в соотношении 100:0,01 -100:0,2 соответственно.

Кроме того, в жидкую среду для термообработки может быть введена дополнительно монобутилфосфорная кислота в количестве 10-20 мае. ч, на 1 мае. ч, ванадиевого ангидрида.

При этом состав для пропитки древесины, содержащий полиэфирную смолу, стирол и гидроперекись изопропилбензола, дополнительно содержит холестериловый эфир каприновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полиэфирная смола26,4-65,2

Стирол32,6-68,6

Гидроперекисьизопропилбензола1,5-1,9 Холестериловый эфир каприновой кислоты 0,5-3,2 Химическая особенность холестерилового эфира каприновой кислоты заключается

в том, что составляющие его молекулы, имеющие палочкообразную форму, обладают низким молекулярным взаимодействием и могут свободно перемещаться одна относительно другой, в результате чего вещество оказывается текучим, как и все жидкости, но при этом у него сохраняется взаимная ориентация молекул, характерная для твердого кристаллического состояния. Введение его в стирольно-полиэфирный состав способствует некоторому повышению его

реакционной способности и в то же время приводит к большей густоте межмолекулярных связей, образующих при отверждении пространственный полимер, придающий древесине более низкое водо- и влагопоглощение. При этом установлено улучшение

антифрикционных свойств обработанной древесины, что, по-видимому, обусловлено низким напряжением сдвига этого вещества вследствие характерного для него низкого межмолекулярного взаимодействия.

Процесс отверждения состава в объеме древесины характеризуется некоторым индукционным периодом, который уменьшается с ростом температуры. Повышение температуры до 100°С и более приводит к возрастанию потерь стирола в результате испарения его из состава.

Процесс отверждения состава в объеме древесины при химическом модифицировании гидроперекисью изопропилбензола протекает не мгновенно, а длится некоторое

время. При соответствующей температуре происходит постепенное образование полимера, но, вследствие неравномерного обогрева по всему объему древесины, полидисперсного и разветвленного. Для обеспечения лучшего качества образующегося полимера

термообработку наполненной древесины осуществляют в среде кремнийорганической жидкости и ванадиевого ангидрида. Использование такой среды для термообработки наполненной древесины обеспечивает нагревание ее в начальный период до температуры, необходимой для инициации процесса отверждения, а после - отбор тепла, освобождающегося при реакции отверждения, и передачу его по всему объему древесины. Использование ванадиевого ангидрида обусловлено тем, что в подкисленной среде (монобутилфосфорная кислота) происходит вз 1модействие между гидроперекисью изопропи41бензола и ванадиевым ангидридом с образованием в качестве промежуточных продуктов свободных радикалов, вызывающих реакцию сополимеризации полиэфирного связующего со стиролом. Состав для пропитки древесины готовят следующим образом. В емкость с полиэфирной смолой добавляют стирол, а затем вводят холестериловый эфир, каприновой кислоты и гидроперекись изопропилбензола. Полученную смесь тщательно перемешивают. С целью ускорения процесса растворения полиэфирной смолы в стироле рекомендуется смесь подогревать до 50°С. Варианты составов для пропитки древесины представлены в табл. 1.

Компоненты

Содержание, мае. %, в составе Способ обработки древесины осуществляют следующим образом. Для обработки используют заготовки древесины рассеяннососудистых пород (береза, осина), высущенные до влажности 8-12%, имеющие степень уплотнения 35%. Такие заготовки первоначально наполняют приготовленными составами для пропитки (составы 1-5), а затем подвергают термообработке в среде кремнийорганической жидкости, ванадиевого ангидрида и монобутилфосфорной кислоты. В качестве кремнийорганических жидкостей могут быть использованы полиметилсилоксановые и полиэтилсилоксановые олигомеры. В табл. 2 представлены различные варианты осуществления способа. В табл. 3 приведены свойства модифицированной древесины, полученной известным и предлагаемым способами с использованием различных составов. Как видно из табл. 1-3, использование изобретения позволяет снизить водо- и влагопоглощение модифицированной древесины и температуру термообработки, улучщить антифрикционные свойства модифицированной древесины. Таблица 1

1. Способ обработки древесины путем ее пропитки составом, содержащим полиэфирную смолу, стирол и гидроперекись изопропилбензола, и последующей термообработки, отличающийся тем, что, с целью снижения водо- и влагопоглощения и улучшения антифрикционных свойств древесины, а также снижения энергоемкости процесса, в состав дополнительно вводят холестериловый эфир каприновой кислоты, а термообработку осуществляют в жидкой среде, содержащей кремнийорганическую жидкость и ванадиевый ангидрид в соотношении 100:0,01 -100:0,2 соответственно. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в жидкую среду для термообработки дополнительно вводят монобутилфосфорную кислоту в количестве 10-20 мае. ч, на 1 мае. ч, ванадиевого ангидрида. 3.Состав для пропитки, древесины, содержащий полиэфирную смолу, стирол и гидроперекись изопропиленбензола, отличающийся тем, что, с целью снижения водо- и влагопоглощения и улучшения антифрикционных свойств древесины, он допол(Л нительно содержит холестериловый эфир с каприновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%: Полиэфирная смола 26,4-65,2 Стирол 32,6-68,6 Гидроперекись изо1,5-1,9 пропиленбензола Холестериловый эфир со о 1 to 0,5-3,2 каприновой кислоты

Параметры обработки древесины

Таблица 2

С использованием известного состава

Таблица 3