Пропиточный состав для термохимического модифицирования древесины Советский патент 1985 года по МПК C08L61/10 

f1 Изобретение относится к термохимическому модифицированию древесины, используемой для изготовления канта и нижней пластины лыжи, а также других изделий, где требуется улучшение физико-механических свойств и атмосферостойкости древесины. Для пропитки древесины применяют низкомолекулярные продукты поликонденсации фенола и формальдегида, а также разнообразные смеси, содержащие фенол, дигидроксибензол, меламины или мочевину. Известен пропиточный состав, содержащий фенолоспирт и мочевино-формальдегидную смолу 1 D. Однако отверждение этих составов требует высокой температуры, приводя щей к короблению и растрескиванию модифицированной древесины. Кроме того, для этих составов характерна неравномерная пропитка древесины и присутствие свободного формальдегида как в пропиточной смеси, так и в модифицированном материале. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является пропиточный состав для термохимического модифици рования древесины, содержащий продук взаимодействия производных фенола с формальдегидом, этиловый спирт и воду 2. Однако низкая стабильность пропиточного состава препятствует повыше нию температуры сушки пропитанной древесины выше 50° С и изготовлению состава с содержанием сухого вещест ;ва вьше 30% (50%-ное содержание сухо го вещества достигается только при изготовлении состава в небольших количествах). Кроме того, хрупкость модифицированной указанным составом древесины., затрудняет ее механическую обработку при изготовлении канта и нижней пластины лыжи. Цель изобретения - повьшаение ста бильности состава, конечной темпера туры сушки пропитанных или древесных заготовок до и эластичности древесины. Эта цель достигается тем, что пр питочный состав для термохимическог модифицирования древесины, содержащей продукт взаимодействия производ ных фенола с формальдегидом, этилов спирт и воду, в качестве продукта взаимодействия содержит продукт вза 2 модействия сланцевых водорастворимых суммарньж фенолов с содержанием гйдроксильных групп 12,0-13,3 мэкв/г с гексаметилентетрамином и дополнительно содержит сланцевые водорастворимые суммарные фенолы, продукт взаимодействия сланцевьрс водорастворимых суммарных фенолов с содержанием гидроксильных групп 12,013,3 мэкв/г с мочевиной, гексаметилентетрамин, мочевину и этиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мае .4. : Сланцевые водорастворимые суммарные фенолы Продукт взаимодействия сланцевых водорастворимых суммарных фенолов с содержанием гидроксильных групп 12,013,3 мэкв/г с гексаметилентетрамином 38-210 Продукт взаимодействия сланцевых водорастворимых суммарных фенолов с содержанием гидроксильных групп 12,013,3 мэкв/г с мочевиной 52-400 Гексаметилентетрамин 28-40 Мочевина33-70 Этиленгликоль8-23 Этиловый спирт 35-600 Вода285-1085 Необходимая активность в условиях отверждения достигается использованием в качестве фенольного компонента высокорёактивных сланцевых водорастворимых суммарных фенолов с содержанием гидроксильных групп 12,0- 13,3 мэкв/г. Под термином сланцевые водорастворимые суммарные фенолы следует понимать продукт, получаемый при термической переработке горючих сланцев, имеющих месторождение в Эстонской ССР, Состав сланцевых водорастворимых суммарных фенолов, мас.%: Одноатомные- фенолы 8,6-10,4 Резорцин1,6-2,3 2- и 4-Метилрезорцины2,6-3,1 5-Метилрезорцин 28,0-30,3 2,4-Диметилрезорцин0,7-0,8 4,6-Диметилрезорцин1,1-1,5 2,5-Диметилрезорцин5,8-6,4 5-Этилрезорцин10,2-10,7 2-Этил-5-метилрезорцин1,7-1,8 3II А,5-Лиметилрезорцин 5,7-7,5 5-Этинилрезорцин 1,3-1,7 2-Метил-5-этилрезорцин1i9-2,0 2,4,5-Триметилрезорцин2,1-3,0 5-Пропилрезорцин 1,9-2,7 4-Метил-5-этилрезор- цин1J1 -1,5 Другие алкилрезорцины18,4-22,6 в том числе: Четыре основных компонента50-555-заме|ценные алкилрезорцины60-68Содержание гидроксильных групп12,013,3 мэкв/ Особенностью сланцевых водорастворимых суммарных фенолов является их более высокая реакционная способность по сравнению с резорцином. Причиной этого является присутствие 5-замещенных алкилрезорцинов в сос3455 10 15 г 20 25 4 таве указанных сланцевых суммарных фенолов. В пропиточном составе вместо зтиленгликоля возможно использование его гомологов или глицерина. Синтез пропиточного состава проводят следующим образом. В реактор, снабженный мешалкой, термометром,.холодильником и рхлаждающе-нагревающей рубашкой вводят из резервуаромерников 10 мае.ч. сланцевых водорастворимых суммарных фенолов, 33-70 мае.ч. мочевины, 28-40 мае.ч. гексаметилентетрамина, 52-400 мае.ч. комплекса сланцевых водорастворимых суммарных фенолов с мочевиной и 38-210 мае.ч. комплекса сланцевых фенолов с гексаметилентетрамином, добавляют 8-23 мае.ч. этиленгликоля, 35-600 мае.ч. этило.вого спирта и 285-1085 мае.ч. воды. Состав перемешивают при 30-35 С до гомогенизации. Соотношение компонентов в пропиточном составе приввдено в табл. 1 .

ПРОПИТОЧНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ТЕРМОХИМИЧЕСКОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ, содержащий продукт взаимодействия производных фенола с формальдегидом, этиловый спирт и воду, о тличающийся тем, что, с целью повьппения стабильности состава, конечной температуры сушки пропитаншта им древесных заготовок до 90 С и эластичности древесины, состав в качестве продукта взаимодействия содержит продукт взаимодействия сланцевых водораств.оримых суммарн

Компоненты

. Т 2 т 3 г Г г Сухого веке- I Сухого веще- (Сухого аеце- Сухого ве«е-. стяа 60 мас.1 I ства 45 мас.х|ства 30 нас.Х ства 15 мас.Х Г

Сланцевые водорастворимые суммарные фенолы

Иочеваяа Тексаметялеятетрамян

Комплекс сланцевых водорастворимых суммарных фенолов с мочевиной

Комплекс сланцевых водорастворимых суммарйьос. фенолов с гексаметилентетрамином

Этиленгликоль, его гомологи

или глицерин

ЭпиюкЛ спирт

Вода

Таблица I

Соста, мае.ч., по примерам

too

100 33 28

too

40 30

S4 30

88

52

13

66

38

14

19

8

t2 320

600

2060 350 1085 3965 Улучшение показателей пропиточного состава (не содержит свободного формальдегида, имеет высокую стабиль ность и высокое содержание сухого вещества) достигается, в основном, за счет того, что состав является равновесной системой, содержащей молекулярные комплексы сланцевых водорастворимых суммарных фенолов с мочевиной и гексаметилентетрамином в водно-спиртовом растворе. Преимуществом состава является увеличение содержания сухого вещества в пропиточном составе до 60 мас,% Это достигается тем, что входящая в равновесный раствор смесь молекулярных комплексов сохраняет гомогенность и при небольшом количестве растворителя, т.е. водно-спиртового раствора (смесь этилового спирта с этиленгликолем, его гомологом или глицерином в воде), при этом состав не содержит свободного формальдегида. ПриЭТОМ нецелесообразно использование состава с содержанием сухого вещества ниже 15 мас.%, так как состав не имеет модифицирующего эффекта. Вследствие же резкого повы шения вязкости вьше 60 мас,7, эффект модификации не повышается. Увеличение конечной температуры сушки заготовок из пропитанной древесины до 9Cl°C обусловлено стабильность предлагаемого пропиточного состава. Повышение эластичности модифицированной древесины достигается тем, что в условиях сушки и прессования пропитанной древесины происходит . реакция поликойденсации гексаметиле тетрамина со сланцевыми водораствор мыми суммарными фенолами и мочевино в результате которой выделяется аммиак, оказывающий совместно с высок кипящим спиртом пластифицирующее действие на древесину. Технологичность полученного состава сохраняется в течение 20 дней при 20-25°С. Характеристика свойств пропиточного состава представлена и табл. Таблица2 Показатели ИзвестПредлагаеный промый пропиточный соспиточный состав 2 Содержание свободного формальдегида, мас.% 1,5-2 Не содержит Содержание сухого вещества, мае.% Срок хранения пропиточного состава при 2025°С, дни Температура с тпки заготовок из пропитанной древесины, с Термохимическое модифицирование древесины предназначенным составом можно производить в открытой ванне или методом вакуума-давления в автоклаве . Модифицированная древесина подвергается сушке при 50-90С, обеспечивающей предварительную поликонденсацию использованного состава. Процесс поликонденсации проводят при 100-180°С под давлением 0,26,0 МПа. Физико-механические показатели модифицированной древесины приведены в табл. 3.

Увеличение содержания сухого ве-модифицирования и сушки древесицества в пропиточном составе, а так-ны.

же увеличение конечной температуры Улучшение санитарно-гигиенических

сушки заготовок из пропитанной древе-УСЛОВИЙ модифицирования достигается

сииы позволяет соответственно повы- 5тем,что предлагаемый пропиточный состав

сить производительность процессов .не модержит свободного формальдегида-.