RU2087502C1 - Composition for making wood-fiber boards - Google Patents

Abstract

FIELD: wood-working industry. SUBSTANCE: present invention describes manufacture of wood-fiber boards by dry process. The claimed process uses furfuryl alcohol and wood fiber in amount of 96-98% of the weight of composition, respectively. EFFECT: improved strength of products and high hydrophobic properties of wood fiber boards. 1 tbl

Description

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к производству древесно-волокнистых плит сухого способа изготовления, и может быть использовано на предприятиях, выпускающих древесные прессовочные массы и материалы для мебельной промышленности, жилищного строительства в условиях защиты от увлажнения, а также для производства тары и упаковки. The invention relates to the woodworking industry, in particular to the production of wood-fiber boards of a dry manufacturing method, and can be used at enterprises producing wood-pressed masses and materials for the furniture industry, housing in the conditions of protection against moisture, as well as for the production of containers and packaging .

Древесно-волокнистые плиты изготавливают в процессе горячего прессования массы из древесного волокна, сформированного в виде ковра, с добавлением упрочняющих и гидрофобных добавок. Wood-fiber boards are made by hot pressing a mass of wood fiber formed in the form of a carpet, with the addition of hardening and hydrophobic additives.

Из литературных источников авторам предлагаемого изобретения известны самые разнообразные рецептуры для изготовления древесно-волокнистых плит. Состав плит по ТУ 13-444-83 содержит древесное волокно и спецдобавки (рецептура дана по сухому остатку в зависимости от марки ДВП),
Связующие (фенолформальдегидная смола СФЛ 3014) 2,1-6,5
Гидрофобизатор (парафин ГОСТ 23683-89) 1,2
Древесное волокно 96,7-92,3
Плиты указанного состава разрешены к применению в жилищном строительстве Минздравом и выделяют в окружающую среду вредных химические вещества, не превышающие допустимый уровень:
формальдегидной смолы не более 0,01 мг/м³
фенола не более 0,003 мг/м³
аммиака не более 0,04 мг/м³
Известна также пресс-композиция для изготовления древесноволокнистых плит сухим способом формирования средней плотности (600-800 кг/м²) по а. с. 1232673 (кл. С 08 L 97/02). Композиция включает древесное волокно, парафин, фенолформальдегидную смолу, ацетоноформальдегидную смолу и экстрактивные вещества древесины, растворимые в горячей воде, при следующем содержании компонентов мас.From literature sources, the authors of the invention are known for a wide variety of formulations for the manufacture of wood-fiber boards. The composition of the plates according to TU 13-444-83 contains wood fiber and special additives (the recipe is given for dry residue, depending on the brand of fiberboard),
Binders (phenol-formaldehyde resin SFL 3014) 2.1-6.5
Water repellent (GOST 23683-89 paraffin) 1,2
Wood fiber 96.7-92.3
Plates of the specified composition are allowed for use in housing construction by the Ministry of Health and emit harmful chemicals into the environment that do not exceed the permissible level:
formaldehyde resin not more than 0.01 mg / m ³
phenol no more than 0,003 mg / m ³
ammonia not more than 0.04 mg / m ³
Also known is a press composition for the manufacture of fiberboards by the dry method of forming an average density (600-800 kg / m ² ) by a. from. 1232673 (class C 08 L 97/02). The composition includes wood fiber, paraffin, phenol-formaldehyde resin, acetone-formaldehyde resin and extractives of wood, soluble in hot water, with the following components wt.

Древесное волокно 80,0-93,8
Парафин 1,0-2,0
Фенолформальдегидная смола 4,0-10,0
Ацетонформальдегидная смола 0,8-3,0
Экстрактивные вещества древесины 0,4-0,5
Указанная пресс-композиция обладает хорошими прочностными и технологическими свойствами, но содержит значительное (до 10%) количество токсичного фенолформальдегидного и ацетонформальдегидного связующего, а многокомпонентный состав удорожает и усложняет технологию приготовления плит.Wood fiber 80.0-93.8
Paraffin 1.0-2.0
Phenol formaldehyde resin 4.0-10.0
Acetone-formaldehyde resin 0.8-3.0
Extractives of wood 0.4-0.5
The specified press composition has good strength and technological properties, but contains a significant (up to 10%) amount of toxic phenol-formaldehyde and acetone-formaldehyde binder, and a multicomponent composition increases the cost and complicates the technology of preparation of plates.

В качестве прототипа изобретения, наиболее близкого к нему по совокупности признаков, выбран состав ДВП, описанный в а. с. N 1076295, содержащий древесное волокно (10% лиственных и 30% хвойных пород) и фурфурол в количестве 3-5% от массы абсолютно сухого волокна. As a prototype of the invention, the closest to it in terms of features, the composition of the fiberboard is described in a. from. N 1076295, containing wood fiber (10% hardwood and 30% coniferous) and furfural in an amount of 3-5% by weight of absolutely dry fiber.

Древесную щепу размалывают на дефибраторе до степени помола 22-24 ДС. Полученное волокно высушивают при 180^oC до влажности 29% добавляют фурфурол в количестве 3-5% к массе абсолютно сухого волокна и прессуют при 195^oC в течение 6 мин. Термообработку проводят при 165^oC в течение 3,5 ч.Wood chips are ground on a defibrator to a degree of grinding of 22-24 DS. The resulting fiber is dried at 180 ^° C to a moisture content of 29%, furfural is added in an amount of 3-5% to the mass of absolutely dry fiber and pressed at 195 ^° C for 6 minutes. Heat treatment is carried out at 165 ^o C for 3.5 hours

Физико-химические свойства плит представлены в таблице. Physico-chemical properties of the plates are presented in the table.

Однако широкому использованию плит известного по прототипу состава препятствует недостаточно высокая прочность материала и низкое его качество за счет того, что прессование древесно-волокнистого ковра с влажностью 25-30% обязательно приводит к прилипанию сетки к плите из-за явления "карамелизации" сахаров в древесине. However, the widespread use of plates with a known prototype composition is hindered by the insufficiently high strength of the material and its low quality due to the fact that pressing a wood-fiber carpet with a moisture content of 25-30% necessarily leads to adhesion of the mesh to the plate due to the phenomenon of “caramelization” of sugars in wood .

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение прочности материала и качества поверхности ДВП с сохранением гидрофобных свойств. The problem solved by the invention is to increase the strength of the material and the surface quality of the fiberboard while maintaining hydrophobic properties.

Поставленная задача решена тем, что в рецептуре древесноволокнистых плит в качестве связующего использован фурфуриловый спирт, а компоненты взяты в следующих соотношениях, мас. The problem is solved in that in the formulation of fiberboards, furfuryl alcohol was used as a binder, and the components were taken in the following proportions, wt.

Древесное волокно 98,0-96,0
Фурфуриловый спирт (ФС) 2,0-4,0
Фурфуриловый спирт (ФС) представляет собой бесцветную прозрачную жидкость со слабым приятным запахом. Продукт выпускается промышленностью и используется широко в литейном производстве в составе смол.Wood fiber 98.0-96.0
Furfuryl alcohol (FS) 2.0-4.0
Furfuryl alcohol (FS) is a colorless transparent liquid with a faint pleasant odor. The product is manufactured by industry and is widely used in foundry as a part of resins.

Результаты испытания древесно-волокнистых плит и их физико-механические показатели в зависимости от состава и температуры прессования приведены в таблице. Результаты представлены в сравнении с прототипом и данными ТУ 13-444-83. The test results of wood-fiber boards and their physical and mechanical properties, depending on the composition and temperature of pressing, are given in the table. The results are presented in comparison with the prototype and data TU 13-444-83.

В качестве контроля испытывались плиты без добавки фурфурилового спирта. Термообработка плит осуществлялась после прессования при T=160^oC в течение 3,5 ч.As a control, plates without the addition of furfuryl alcohol were tested. The heat treatment of the plates was carried out after pressing at T = 160 ^o C for 3.5 hours

Данные таблицы показывают, что при минимальном (2%) использовании связующего фурфурилового спирта (ФС) предел прочности при статическом изгибе получаемых плит превосходит данные прототипа примерно на 10 МПа. Гидрофобные свойства получаемых изделий находятся на уровне данных прототипа. The data in the table show that with a minimum (2%) use of binder furfuryl alcohol (FS), the tensile strength during static bending of the resulting plates exceeds the prototype data by about 10 MPa. The hydrophobic properties of the products obtained are at the level of the prototype data.

При максимальном (4% ) использовании связующего показатель предела прочности также превышает аналогичные результаты прототипа на 8-9 МПа. Показатели водопоглощения и разбухания по толщине не хуже прототипа. At the maximum (4%) use of the binder, the tensile strength index also exceeds the similar results of the prototype by 8-9 MPa. The water absorption and swelling in thickness is not worse than the prototype.

Применение фурфурилового спирта в количестве 1% не дает увеличения прочности плит и не повышает водостойкость изделий. Увеличение содержания ФС до 6% не оказывает существенного влияния на физико-механические показатели плит. The use of furfuryl alcohol in an amount of 1% does not increase the strength of the plates and does not increase the water resistance of the products. An increase in the content of PS to 6% does not significantly affect the physicomechanical parameters of the plates.

Использование фенолформальдегидной смолы в плитах, изготовленных согласно ТУ, не позволяет получать изделия с высокой прочностью, а для обеспечения требуемой гидрофобности обязательным условием является добавление 1,2% парафина, что усложняет и удорожает технологию. Кроме того, фенолформальдегидные смолы являются токсичными веществами и в процессе эксплуатации изделий в жилых помещениях в атмосферу выделяются вредные продукты разложения материала (фенол, аммиак, формальдегид). The use of phenol-formaldehyde resin in plates manufactured according to TU does not allow to obtain products with high strength, and to ensure the required hydrophobicity, the addition of 1.2% paraffin is a prerequisite, which complicates and increases the cost of the technology. In addition, phenol-formaldehyde resins are toxic substances and during the operation of products in residential premises, harmful decomposition products of the material (phenol, ammonia, formaldehyde) are released into the atmosphere.

Изобретение иллюстрируется примерами. The invention is illustrated by examples.

Пример 1. Древесное волокно, полученное путем размола щепы в одну ступень смеси лиственных и хвойных пород, высушивают до влажности 6-8% Перед сушкой в древесное волокно вводят фурфуриловый спирт путем его распыления в количестве 2% от массы состава. Из обработанного волокна на вакуум-формирующей машине формируют древесно-волокнистый ковер, затем подвергают его прессованию в горячем прессе. Температура греющих плит 180-200^oC, продолжительность прессования 1 минута на 1 мм готовой плиты. Максимальное удельное давление 6,0 МПа. После прессования плиты подвергают термообработке при T=160^oC в течение 3,5 ч.Example 1. Wood fiber obtained by grinding chips in one step of a mixture of hardwood and coniferous species is dried to a moisture content of 6-8%. Before drying, furfuryl alcohol is introduced into the wood fiber by spraying it in an amount of 2% by weight of the composition. A wood-fiber carpet is formed from the treated fiber on a vacuum forming machine, then it is pressed in a hot press. The temperature of the heating plates is 180-200 ^o C, the pressing time is 1 minute per 1 mm of the finished plate. The maximum specific pressure is 6.0 MPa. After pressing, the plates are subjected to heat treatment at T = 160 ^o C for 3.5 hours

Пример 2. Условия приготовления плит аналогичны примеру 1, расход связующего составляет 4% ФС от массы состава. Испытания проводились по известной методике (ГОСТ 19592-80). Example 2. The conditions for the preparation of plates are similar to example 1, the binder consumption is 4% FS by weight of the composition. The tests were carried out according to a known method (GOST 19592-80).

Предложенное авторами техническое решение позволит получить ДВП сухим способом (при влажности древесного волокна 6-8%), без усложнения существующей технологии производства таких плит. Согласно же прототипу прессование ДВП производится при влажности 25-30% что обязательно требует применения сеток и транспортных поддонов, а это сопряжено с дополнительными материальными и временными затратами. The technical solution proposed by the authors will make it possible to obtain fiberboard in a dry way (with a moisture content of wood fiber of 6-8%), without complicating the existing technology for the production of such boards. According to the prototype, fiberboard pressing is carried out at a moisture content of 25-30%, which necessarily requires the use of nets and transport pallets, and this involves additional material and time costs.

Кроме того, предлагаемое изобретение позволяет получать плиты двусторонней гладкости (типа S-2-S), что является значительным преимуществом по сравнению с прототипом, в котором плиты получаются с односторонней гладкостью (S-1-S). In addition, the present invention allows to obtain plates of bilateral smoothness (type S-2-S), which is a significant advantage compared to the prototype in which the plates are obtained with one-sided smoothness (S-1-S).

Преимуществом рецептуры предлагаемой по сравнению с базовым объектом (ТУ 13-444-83) является значительная экономичность получения изделий, так как ниже расходные коэффициенты связующего и отсутствует в составе парафин. Кроме того, заменяется токсичная фенолформальдегидная смола. The advantage of the formulation proposed in comparison with the base object (TU 13-444-83) is the significant cost-effectiveness of obtaining products, since lower consumptive coefficients of the binder are absent in the composition of paraffin. In addition, toxic phenol-formaldehyde resin is being replaced.

Claims (1)

Состав для изготовления древесно-волокнистых плит сухим методом, содержащий древесное волокно и фурансодержащее связующее, отличающийся тем, что состав в качестве фурансодержащего связующего содержит фурфуриловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас. A composition for the manufacture of wood-fiber boards by the dry method, containing wood fiber and a furan-containing binder, characterized in that the composition as a furan-containing binder contains furfuryl alcohol in the following ratio, wt. Древесное волокно 96,0 98,0
Фурфуриловый спирт 2,0 4,0вWood fiber 96.0 98.0
Furfuryl alcohol 2.0 4.0v

Images