Связующее для древесных плит Советский патент 1988 года по МПК C04B28/26 

Изобретение относится к получению связующих и может быть использовано в производстве древесных плит.

Целью изобретения является снижение токсичности, стоимости и горючести плит.

При введении в состав растворимого стекла карбамида меняется концентрация водородных ионов, а именно от 11,0 до 13,0. Такое изменение рН в условиях горючего прессования приводит к гидролизу растворимого стек-Si-O-Si-joi,,, НгдК |H6|-SbO-St-QH

о о -v-i J i

г I

С-0 1

I « i

.J I

i.....J

«rilN.

ла с образованием свободной щелочи и геля кремневой кислоты по реакции NajSi Oy+HjO- NaOH+H SijOs- Вьщелившаяся гидроокись натрия связывается с избытком карбамида с образованием ней гральной натриевой соли карбамида, которая остается в составе плит как таковая. Другая часть карбамида вступает в химическое взаимодействие с гелем кремневой кислоты с образованием нерастворимых полисиликатамидов по типу реакции сополиконденсации по схеме:

l-O-ShO-Si-NH-C-l

bo

Mi-si-o-st-(H

J l

Изобретение относится к получению СВЯ35ПОЩИХ и может быть использовано в производстве древесных плит Цель изобретения - снижение токсичности, стоимости и горючести плит. В качестве силикатов используют растворимые стекла общей формулы SiOj, где Me - катионы щелочных металлов, причем мольное соотношение у/х берут в пределах 1,0-3,0. Связующее содержит, мас.%; растворимое стекло (по сухой массе) 28,0-39,0, карбамид 1,5-7,5; вода 53,5-70,5. Плиты имеют среднюю плотность 890- 1000 кг/м , предел прочности при статическом изгибе 54,1-57,3 МПа, класс токсичности Е-1, трудногорючие. 2 табл.

т.е. происходит химическая модификация растворимых стекол. Имекщиеся в полисйликатамидах активные -NH- группы легко вступают в химическое взаимодействие с -ОН группами компонентов древесины, что способствует значительному улучшению физико-механических свойств плит. Полисиликата- мид - нерастворимое в воде соединение, так как его отверждение происходит с образованием химических вя- зей -Si -NH-C-,-Si-N-C- и т.д.,

В случае отверждения геля кремневой кислоты без карбамида, в связи с тем, что карбамид полностью вступит в реакцию с этиленгликолем, что характерно для известного технического решения, процесс отверждения геля кремневой кислоты происходит путем образования водородных связей, при этом образуются водорастворимые полисиликаты, которые практически не взаимодействуют с компонентами древесины. При изготовлении огнезащгацен ных древесных плит по известному техническому решению, гель кремневой кислоты и его отвержденные составляющие легко вступают во взаимодействие с антипиреном, образуя соли щелочных металлов, которые катализируют процесс горения плит и делают невозможным получение огнезащищенных древесных плит.

Санитарно-химическне испытания плит, полученных на предлагаемом свя зукмцем, показали, что в воздухе ка

. меры, где испытывались плиты, формальдегид отсутствует, содержание

25 аммиака составляет 0,2-0,4 мг/м и практически соответствует уровню предельно допустимой концентрации, других токсичных веществ не обнаружено.

0

5

0

0

5

Пример. В растворимое стекло, например натриевое, вводят карбамид в виде 40%-ного водного раствора,полученную смесь перемешивают в реакторе с мешалкой в течение 5-7 мин при комнатной температуре. Полученным связзпощим обрабатывают путем распыления сухое древесное волокно в смесителе . Приготовленную композицию сушат, формируют в ковры и подвергают горячему прессованию.

U - .

Таким образом, роль жидкого стек-ла в модифицированном виде в составе . композиции плиты сводится к роли до- ба вк Г, придающей плитам прочность, а карбамид является модификатором и связукйцим гидроокись агентом, инги- бирующим реакции образования хорошо растворимых карбонатов. Приведенные функции жидкого стекла и карбамида выполняются только при их количеством составе, соответствующем промежуточным значениям концентрации, так как только при промежуточных значениях концентраций этих компонентов происходит химическая реакция между ними по механизму реакций поликонденсации. При значениях концентраций, больших или меньших предельных значений, такая реакция не происходит

из-за нарушения законов стехиометричес- ких соотношений уравнений реакций,что и приводит к низким физико-механическим и огнестойким показателям плит, с Избыток карбамцца ингибирует реакции взаимодействия продуктов поликонденсации с компонентами древесины из-за связывания активных -Ш-групп аммиака, образующихся при избытке карба- |0 МИДа в условиях горячего прессования, недостаток карбамида также ингибирует реакции взаимодействия продуктов поликонденсации между карбамидами и жидким стеклом с компонентами |5 древесины но из-за нехватки этих активных центров.

Состав связукяцего и физико-механи- ческие свойства плит на их основе 20 приведены в табл.1 и 2.

Наименование компонентов связунщего и его характеристики

Растворимое стекло, содержащее катионы Na или К, или Li,

Предел прочности при статическом изгибе, МПа 54,1

Водопоглощение, %

Экономический эффект для цеха мощностью 25 тыс.м в год -плит составит 1030000 руб. Формула изобретени

Связующее для древейных плит, включающее силикаты, карбамид и воду, отличающееся тем, что, с целью снижения токсичности, стоимости и горючести плит, в качестве силикатов содержит растворимые стекла общей формулы SiOj, где Me - катионы щелочных металлов, причем мольное соотношение у/х беру в пределах 1,0-3,О при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Растворимое

стекло (по сухой

массе)28,0 - 39,0

Карбамид - 7,5

Вода53,5 - 70,5

Таблица1

Содержание,% (по сухой массе, кроме воды) , в составе

1

Таблица2

54,1

21,8

57,3 55,6 45,9-52,2 27,0 30,0 21,0-27,0

Наименование показателей

Состав связующего

плит

Набухание, %

Потеря массы по огневой трубе, %

Класс горючести по классификации ВНИИПО

Коэффициент горючести, К

Индекс распрост ране- ния пламени, I

Токсичность

Класс токсичности (по Европейской классификации)

...рj.1

1 2 1 Прототип

15,3 15,0 14,915,0-17,1

6,7 7,4 5,948,0-67,0 .

ТрудногорючееГорючее

0,4 0,45 0,9Вьше 2,8

О О 0. 80,0

Нетоксичны Токсичны

Е-1

Е-4

Показатели для огнезащищенньк плит, при изготовлении которых в измельченную древесную массу дополнительно вводят фосфорсодержащий антипирен в количестве 10-15% от общего количества пресмассы.

Порода древесины: смесь лиственных и хвойных пород в соотношении 1:1

Продолжение табл.2

Е-1

Е-4