Пресс-масса для изготовления древесностружечных плит Советский патент 1992 года по МПК C08L97/02 

Изобретение относится к материалам для строительной и мебельной промышленности и может быть использовано в существующих технологических линиях производств древесностружечных плит (ДСП),

Известны композиции для изготовления строительных плит, содержащие древесный наполнитель, например опилки, и различные термопласты, например полиме- тилметакрилат и т.п..

Получаемые из таких композиций строительные материалы, обладающие повышенной твердостью, применяются в мебельной промышленности.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является пресс-масса, содержащая следующие компоненты, мас.%: Древесная основа83,5-86,6

Карбамидоформальде- гидное связующее6,5-7,5

Сложный эфир карбамида и гликоля6,5-7,5 Отвердитель1,0-1,5

Недостатком этой пресс-массы является невозможность создания экологически чистого производства из-за выделения формальдегида в процессе производства и эксплуатации плит,

Целью изобретения является предотвращение выделения, токсичных продуктов из древесностружечных плит.

Поставленная цель достигается тем. что пресс-масса в качестве полимерного связующего содержит полиакриловую кислоту линейной структуры или сетчатой со среднесеточной мол.м. 40-70 тыс. при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Древесная основа80-Ф5

Полимерное связующее5-20

Использование указанной пресс-массы позволяет получить прочные монолитные ДСП, не выделяющие летучих компонентов.

Содержание полимера менее 5 мас.% ведет к снижению прочности плит по сравнению с известной. Содержание полимера более 20 мас.% не приводит к улучшению физико-механических характеристик, ведет к нецелесообразному увеличению стоимости производства ДСП.

Сведения об использовании нетоксичных полимеров (в том числе и полимеров акриловой кислоты) в качестве связующего при производстве древесностружечных плит отсутствуют, а все поиски направлены на уменьшение степени токсичности путем совершенствования технологии в рамках базовой рецептуры.

Предлагаемое решение позволяет полностью исключить токсичность ДСП, создать экологически чистое их производство.

В примерах 1-30 в качестве древесной основы используют древесные стружки, в примерах31-32 -древесную пыль, в примере 33 - древесную щепу.

В качестве полимерных связующих используют полиакриловую кислоту (ПАК) или ее редкосшитые аналоги (РСАПАК).

Рассматривают ПАК с мол.м. 25000- 1000000.

РСА ПАК получают; сшивной ПАК - облучением (дозой 4,1 -103 Дж/кг в течение 1,5 ч, пример 16), прогревом ПАК при 125°С в течение некоторого времени (примеры 17,18), сшивкой полифункциональными сшивателями: дивинилбензолом(ДВБ) 1,5% (пример 19), диакриловым эфиром этиленгликоля (ДЭ)0,6% (пример20), триаллиловогоэфира лентаэритрита (ТЭП) 1% (примеры 6-10), 2,5% (примеры 11-15)

Степень сшитости РСА ПАК характеризуется величиной среднесеточной молекулярной массы (МС)

Для сравнения используют ряд термопластов акрилового ряда: полиметилметак- рилат (ПММА), полиметилакрилат (ПМА) и этиленакрильный сополимер. Молекулярные массы этих полимеров сравнимы с используемой ПАК, а область температур размягчения выше 100°С

Во всех примерах получение пресс- масс осуществляют перемешиванием компонентов в шаровой мельнице, а получение ДСП - последующим прессованием, как описано в примере 1.

Пример 1. Древесную основу 95% перемешивают в шаровой мельнице с по- гимерным связующим - полиакриловой кислотой (ПАК) 5% и затем прессуют под давлением 50 кгс/см2 при 140°С в течение 20 мин.

Пример 2. Древесную основу 80% перемешивают в шаровой мельнице с полимерным связующим (ПАК) 20%, аналогично примеру 1.

Пример 3. Древесную основу 90% перемешивают а шаровой мельнице с полимерным связующим (ПАК) 10%, аналогично примеру 1.

П р и м е р 4. Древесную основу 98%

перемешивают в шаровой мельнице с полимерным связующем (ПАК) 2 %, аналогично примеру 1.

Пример 5. Древесную основу 75% перемешивают в шаровой мельнице с полимерным связующим (ПАК) 25%, аналогично примеру 1.

Пример 6. Древесную основу 95% перемешивают в шаровой мельнице с по- лимерным связующим, где среднесе- точная (Мс 40000)5%, аналошчно примеру 1.

Пример 7. Древесную основу 80% перемешивают в шаровой мельнице с по- лимерным связующим (Мс 40000) 20%, аналогично примеру 1.

Пример 8. Древесную основу 90% перемешивают в шаровой мельнице с полимерным связующим (Мс 40000) 10%, аналогично примеру 1.

Пример 9. Древесную основу 98% перемешивают в шаровой мельнице с полимерным связующим (Мс 40000) 2%, аналогично примеру 1.

ПримерЮ. Древесную основу 75% перемешивают в шаровой мепьнице с полимерным связующим (Мс 40000)25%, аналогично примеру 1.

Пример 11. Древесную основу 95% перемешивают в шаровой мельнице с полимерным связующим (Мс 20000) 5%, аналогично примеру 1.

Пример 12. Древесную основу 80% перемешивают в шаровой мельнице с по- лимерным связующим (Мс 20000) 20%, аналогично примеру 1.

Пример 13. Древесную основу 90% перемешивают в шаровой мельнице с полимерным связующим (Мс 20000) 10%, ана- логично примеру 1.

Пример 14. Древесную основу 98% перемешивают в шаровой мельнице с полимерным связующим (Мс 20000) 2%, аналогично примеру 1,

Пример 15. Древесную основу 75% перемешивают в шаровой мельнице с полимерным связующем (Мс 20000) 25%, аналогично примеру 1,

Пример 16. Древесную основу 90% перемешивают в шаровой мельнице с 10% РСПАК (Мс 50000), полученным у-облуче- нием аналогично примеру 1.

Пример 17. Древесную основу 90%

перемешивают в шаровой мельнице 10%

РСПАК при 125°С в течение 6 ч (Мс 60000),

полученным прогревом ПАК, аналогично примеру 1.

Пример 18. Древесную основу 90% перемешивают в шаровой мельнице с 10% РСАПАК (Мс 25000), полученным прогре- вом при 130°С в течение 10ч, аналогично примеру 1.

Пример 19. Древесную основу 90% перемешивают в шаровой мельнице с 10% РСАПАК (Мс 45000), полученным с исполь- зеванием ДВЕ (1,5%), аналогично примеру 1.

Пример 20. Дрэвесную основу 90% перемешивают в шаровой мельнице с 10% РСАПАК (Мс-70000), полученным с ис- пользованием ДЭ (0,6%), аналогично примеру 1.

Пример 21. Древесную основу 90% перемешивают в шаровой мельнице с 10% ПАК (мол.м. - 25-30 тыс.), аналогично при- меру 1.

Пример 22. Древесную основу 90% перемешивают в шаровой мельнице с 10% ПАК (мол.м. 100000), аналогично примеру 1.

Пример 23, Древесную основу 90% перемешивают в шаровой мельнице с 10% ПАК (мол.м. 100000), аналогично примеру 1.

Пример 24, Древесную основу 50% перемешивают в шаровой мельнице с 50% ПММА, аналогично примеру 1.

Пример 25. Древесную основу 25% перемешивают в шаровой мельнице с 75% ПММА, аналогично примеру 1.

Пример 26. Древесную основу 20% перемешивают в шаровой мельнице с 80% ПММА, аналогично примеру 1.

Пример 27. Древесную основу 25% перемешивают в шаровой мельнице с 75% ПММА, аналогично примеру 1.

Пример 28. Древесную основу 20% перемешивают в шаровой мельнице с 80% ПМА, аналогично примеру 1.

Пример 29. Древесную основу 25% перемешивают в шаровой мельнице с 75% с этиленакриловым сополимером, аналогия- но примеру 1.

Пример 30. Древесную основу 20% перемешивают в шаровой мельнице с 80%

этиленакрильного сополимера, аналогично примеру 1,

Пример 31. Опилки 90% перемешивают в шаровой мельнице с 10% ПАК(мол.м. 25-30 тыс.), аналогично примеру 1.

Пример 32. Древесную пыль 90% перемешивают в шаровой мельнице с 10% ПАК (мол.м, 25-30 тыс.), аналогично примеру 1.

Пример 33. Древесную щепу 90% перемешивают в шаровой мельнице с 10% ПАК (мол.м. 25-30 тыс.), аналогично примеру 1.

Результаты испытаний древесностружечных плит представлены в табл. 1 и 2.

Молекулярная масса полимерных связующих в примерах 1-5 25-30 тыс., в примерах 24-28 - 300000, в примерах 28-30 - 1000000.

Санитарно-гигиеническая оценка ДСП показала, что содержание в них формальдегида составляет 3,2 мг/100 г абсолютно сухой плмты, источником является сама древесина, в то время как в случае ДСП на карбамидоформальдегидной смоле оно составляет не менее 31,5 (табл.2).

Изучение термических превращений ПАК, а также ДСП на их основе в области рабочих температур прессования показывает, что основными выделяющимися газифицированными продуктами являются только С02 и НзО. как результат превращения карбоксильных групп исходных полимеров.

Формула изобретения Пресс-масса для изготовления древесностружечных плит, включающая древесную основу и полимерное связующее, отличающаяся тем, что, с целью предотвращения выделения токсичных продуктов из древесностружечных плит, в качестве полимерного связующего она содержит полиакриловую кислоту линейной структуры или сетчатой со среднесеточной мол.м. (40- 70) -103 при следующем соотношении компонентов, мас,%: древесная основа 80-95; полимерное связующее 5-20.

Толщина, мм

Плотность, кг/м3

Предел прочности при статическом изгибе,МПа

20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 2020 2020202020

Ј850 770 880 800 780 1050 800 800 300 760 920900 9508008201060800

36 35 36 6 30 30 42 40 Ю 405 181732079

Продолжениетабл1

20 20 20 20 20 800 800 800 800 ЬОО

0 35 3 32 39

Сущность изобретения: состав, мас.%: древесная основа 80-95, полиакриловая кислота линейной структуры или сетчатой со среднесеточной мол.м. 40-70 тыс. 5-20. 2 табл.

Толщина, мм 20 20 20 20 20 0 20 20 20 20 20 20 20 20

«850 900 800 820 - - 1200 - ,050 - 1220 1080 1200

Плотность, кг/м3

Ј25

38 1(0 36

12 раз

5 р«з 3 40 ja

42

46

Таблица 2