RU2132769C1 - Method of preparing molding material for manufacturing facing layer of chipboards - Google Patents
Method of preparing molding material for manufacturing facing layer of chipboards Download PDFInfo
- Publication number
- RU2132769C1 RU2132769C1 RU96116663A RU96116663A RU2132769C1 RU 2132769 C1 RU2132769 C1 RU 2132769C1 RU 96116663 A RU96116663 A RU 96116663A RU 96116663 A RU96116663 A RU 96116663A RU 2132769 C1 RU2132769 C1 RU 2132769C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lignin
- urea
- formaldehyde resin
- wood
- wood filler
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а именно к составам для получения наружных слоев древесных плит, и может быть использовано для производства строительных материалов, например конструкционно-облицовочных, декоративных и теплоизоляционных древесностружечных плит. The invention relates to the woodworking industry, and in particular to compositions for producing the outer layers of wood boards, and can be used for the production of building materials, for example structural-facing, decorative and heat-insulating chipboards.
Известна пресс-масса для изготовления внешних слоев многослойных древесностружечных плит, содержащая мочевиноформальдегидную смолу, сульфатное мыло, хлористый аммоний и верховой торф [1]. Недостатками этой пресс-массы являются пониженная водостойкость облицовочных слоев. Known press mass for the manufacture of the outer layers of multilayer chipboards containing urea-formaldehyde resin, sulfate soap, ammonium chloride and peat [1]. The disadvantages of this press are reduced water resistance of the facing layers.
Известна пресс-масса, включающая связующее и шлифовальную пыль, обработанную остатком от гидролиза торфа [2]. Недостатком этой массы также является недостаточная стойкость к воздействию воды из-за высокой гидрофильности шлифовальной пыли. Known press mass, including binder and grinding dust treated with the residue from hydrolysis of peat [2]. The disadvantage of this mass is also the lack of resistance to water due to the high hydrophilicity of grinding dust.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является пресс-масса для изготовления облицовочного слоя древесностружечных плит, включающая карбамидоформальдегидную смолу, гидролизный лигнин и древесный наполнитель (гидролизованные опилки) [3] . Недостатком этого способа является высокая трудо- и энергоемкость процесса гидролиза опилок, требующего оригинального и дорого стоящего аппаратурного оформления. Прочностные свойства материалов, полученных из такой пресс-массы, недостаточно высоки. Кроме того, малое содержание гидролизного лигнина в пресс-массе не позволяет утилизировать его в большом количестве. Closest to the claimed invention is a press mass for the manufacture of the facing layer of particle boards, including urea-formaldehyde resin, hydrolysis lignin and wood filler (hydrolyzed sawdust) [3]. The disadvantage of this method is the high labor and energy intensity of the process of hydrolysis of sawdust, requiring original and expensive hardware design. The strength properties of materials obtained from such a press mass are not high enough. In addition, the low content of hydrolysis lignin in the press mass does not allow it to be disposed of in large quantities.
Цель изобретения - повышение водостойкости и прочности облицованных древесностружечных плит. The purpose of the invention is to increase the water resistance and strength of lined chipboards.
Поставленная цель достигается тем, что до смешения с карбамидоформальдегидной смолою гидролизный лигнин и древесный наполнитель подвергаются совместной обработке 25%-ным водным раствором гидрата окиси аммония, причем соотношение водного раствора гидрата окиси аммония и смеси гидролизного лигнина и древесного наполнителя в пересчете на абс. сухое вещество находится в пределах от 1:20 до 1:5 мас.%. Обработку проводят при температуре 70 - 100oC в течение 15-25 мин.This goal is achieved by the fact that before mixing with urea-formaldehyde resin, hydrolytic lignin and wood filler are subjected to joint processing with a 25% aqueous solution of ammonium hydroxide, and the ratio of the aqueous solution of ammonium hydrate and a mixture of hydrolysis lignin and wood filler in terms of abs. dry matter is in the range from 1:20 to 1: 5 wt.%. The treatment is carried out at a temperature of 70 - 100 o C for 15-25 minutes
После обработки полученную массу сушат до влажности 9 - 12% при температуре 100 - 130oC. При этом исходные компоненты пресс-массы содержатся при следующем соотношении, мас.%: карбамидоформальдегидная смола 8 - 13, гидролизный лигнин 20 - 39, древесный наполнитель 53 - 67.After processing, the resulting mass is dried to a moisture content of 9 - 12% at a temperature of 100 - 130 o C. The initial components of the press mass are contained in the following ratio, wt.%: Urea-formaldehyde resin 8 - 13, hydrolysis lignin 20 - 39, wood filler 53 - 67.
При обработке водным раствором аммиака лигноуглеводородный комплекс древесины подвергается деструкции, с разрывом химических связей. В результате чего освобождаются активные функциональные группы. Образуется значительное количество низкометилированного лигнина и веществ, экстрагируемых спиртобензольной смесью, которые способны вступать в реакции конденсации при термообработке. Воздействие аммиачной воды на гидролизный лигнин вызывает изменение его химической активности. Продукты активации отличаются от исходного лигнина более высоким содержанием гидроксильных и карбоксильных групп и низким - метоксильных. То есть продукты активации лигнина обладают повышенной реакционной способностью. Кроме того, предлагаемая обработка обеспечивает пластификацию древесины и лигнина. Благодаря чему при горячем прессовании площадь зон контакта частиц между собой увеличивается. Это создает предпосылки к образованию дополнительного количества связей в единице объема изделия Взаимодействие продуктов деструкции гидролизного лигнина и древесного наполнителя начинается уже в процессе обработки и активно продолжается при сушке. When treated with an aqueous solution of ammonia, the lignohydrocarbon complex of wood undergoes destruction, with the breaking of chemical bonds. As a result, active functional groups are freed. A significant amount of low-methylated lignin and substances extracted with the alcohol-benzene mixture are formed, which are able to enter into condensation reactions during heat treatment. The effect of ammonia water on hydrolysis lignin causes a change in its chemical activity. Activation products differ from the original lignin in a higher content of hydroxyl and carboxyl groups and low in methoxyl groups. That is, lignin activation products have a high reactivity. In addition, the proposed treatment provides plasticization of wood and lignin. Due to this, during hot pressing, the area of contact zones between the particles increases. This creates the prerequisites for the formation of an additional number of bonds per unit volume of the product. The interaction of the degradation products of hydrolytic lignin and wood filler begins already in the processing and continues actively during drying.
Образовавшиеся полимероподобные вещества по физическим свойствам напоминают альдегидные олигомеры резольного типа. Сушку проводят при температуре 80 - 100oC, так как при большей температуре в массе начинаются необратимые поликонденсационные процессы. При сушке продукты активации переходят в состояние, аналогичное резитольному, происходит их агломерация. После обработки гидратом окиси аммония и сушки активированных исходных ингредиентов они смешиваются со смолою в быстроходном смесителе. Одновременно с осмолением твердых составляющих происходит разрушение агломератов. После контроля влажности из пресс-массы формируют облицовочные слои стружечно-клеевых пакетов, подпрессовывают и подвергают горячему прессованию, в процессе которого в массе происходят сложные поликонденсационные процессы, химические взаимодействия исходных компонентов и вновь образовавшихся продуктов через метилольные группы смолы, гидроксильные - древесины, гидроксильные и карбоксильные группы активированного лигнина и продуктов деструкции древесины. В результате синтетическая смола, полимероподобные вещества и продукты их взаимодействий переходят в состояние резита с образованием прочных и водостойких химических связей, обеспечивающих получение качественных материалов.The resulting polymer-like substances in their physical properties resemble aldehyde oligomers of the resol type. Drying is carried out at a temperature of 80 - 100 o C, as at a higher temperature in the mass irreversible polycondensation processes begin. Upon drying, the activation products pass into a state similar to the rezitol, their agglomeration occurs. After treatment with ammonium oxide hydrate and drying of the activated starting ingredients, they are mixed with the resin in a high-speed mixer. Along with the grinding of solid components, agglomerates are destroyed. After controlling the moisture from the press mass, the facing layers of chip-adhesive packages are formed, pressed and subjected to hot pressing, during which complex polycondensation processes occur, the chemical interactions of the starting components and the newly formed products through the methylol groups of the resin, hydroxyl - wood, hydroxyl and carboxyl groups of activated lignin and wood degradation products. As a result, synthetic resin, polymer-like substances and the products of their interactions go into a state of resite with the formation of strong and water-resistant chemical bonds, providing high-quality materials.
Предлагаемый способ изготовления облицовочного слоя древесностружечных плит реализуют следующим образом. The proposed method for the manufacture of the facing layer of particle boards is implemented as follows.
Берут гидролизный лигнин и древесный наполнитель (например, опилки) исходной влажности. В реакторе их смешивают и активируют гидратом окиси аммония, интенсивно перемешивая при этом. Затем массу сушат и в быстроходном смесителе совмещают с карбамидоформальдегидной смолой. Смолу наносят методом распыления. Применяют смолу марки КФ-Б ГОСТ 14231-88 в виде 50%-ного водного раствора. They take hydrolytic lignin and wood filler (e.g. sawdust) of the initial moisture content. In the reactor they are mixed and activated with ammonium hydroxide, while stirring vigorously. The mass is then dried and combined with a urea-formaldehyde resin in a high-speed mixer. The resin is sprayed. Apply resin brand KF-B GOST 14231-88 in the form of a 50% aqueous solution.
По описанной технологии готовят пресс-массы, отличающиеся режимами активации и сушки, расходом активатора и соотношением компонентов (см. табл. 1 и 2 в конце описания). According to the described technology, press masses are prepared that differ in activation and drying modes, activator consumption, and component ratio (see Tables 1 and 2 at the end of the description).
Из пресс-масс, полученных по предлагаемому способу, формировались наружные слои стружечно-клеевых пакетов, которые затем подвергались горячему прессованию по традиционной технологии. Отпрессованные изделия кондиционировались при стандартных условиях в течение 10 суток. From the press masses obtained by the proposed method, the outer layers of chip-adhesive packages were formed, which were then subjected to hot pressing by traditional technology. The pressed products were conditioned under standard conditions for 10 days.
Физико-механические испытания проводили по ГОСТ 10634 - 88 и ГОСТ 10635 - 88. Размеры и количество испытываемых образцов определялось по ГОСТ 10633 - 78. Образцы изготавливались из плит толщиной 19 мм. При испытании определяют плотность, предел прочности при статическом изгибе, водопоглощение по массе и разбухание по толщине за 24 часа. При испытании на водостойкость образцы предварительно подвергают специальной подготовке, которая заключается в пропитке торцов синтетическим водостойким клеем холодного отверждения. Physical and mechanical tests were carried out according to GOST 10634 - 88 and GOST 10635 - 88. The size and number of test samples was determined according to GOST 10633 - 78. The samples were made of plates with a thickness of 19 mm. The test determines the density, tensile strength under static bending, water absorption by weight and swelling in thickness in 24 hours. When tested for water resistance, the samples are preliminarily subjected to special preparation, which consists in impregnating the ends with a synthetic waterproof glue of cold curing.
Результаты испытаний приведены в табл. 3 (см. в конце описания). The test results are given in table. 3 (see the end of the description).
Из табл. 3 видно, что физико-механические показатели древесностружечных плит с облицовочными слоями из пресс-массы, полученной по предлагаемому способу, превосходят аналогичные показатели плит, облицованных известной массой (прототип). Наибольший эффект достигается при совместной активации гидролизного лигнина и древесного наполнителя при заявляемом соотношении компонентов, количестве гидрата окиси аммония, режимах обработки и сушки. From the table. 3 it can be seen that the physicomechanical parameters of particle boards with facing layers of press material obtained by the proposed method are superior to those of plates faced with a known mass (prototype). The greatest effect is achieved with the joint activation of hydrolytic lignin and wood filler with the claimed ratio of components, the amount of ammonium oxide hydrate, processing and drying modes.
Синергический эффект, выражающийся в повышении свойств материалов после совместной активации древесины и лигнина (примеры 1-9), объясняется тем, что вновь образовавшиеся вещества взаимодействуют между собой и образуют новый термореактивный продукт. The synergistic effect, which is manifested in an increase in the properties of materials after the joint activation of wood and lignin (examples 1-9), is explained by the fact that the newly formed substances interact with each other and form a new thermosetting product.
Его наличие положительно сказывается на свойствах готовых изделий. Снижение расхода гидрата окиси аммония, температуры и сокращение продолжительности обработки приводят к тому, что активация протекает медленно и неглубоко, реакционная способность пресс-массы повышается незначительно (пример 10). Увеличение продолжительности активации не обеспечивает существенного повышения реакционной способности пресс-массы (пример 11). При температуре выше 100oC (пример 11) в продуктах активации начинают развиваться необратимые поликонденсационные процессы, и свойства изделий падают. Увеличение соотношения гидрата окиси аммония и лигнина с наполнителем более 1:5 приводит к повышению влажности активированной массы и, как следствие, удлинению процесса ее сушки, что отрицательно сказывается на свойствах. Раздельная обработка лигнина и древесного наполнителя не достигает требуемого эффекта (примеры 12-13). Повышение температуры сушки приводит к ухудшению свойств готовых изделий из-за того, что значительная часть полимероподобных продуктов конденсируется до горячего прессования или на начальном этапе этого процесса (пример 18).Its presence has a positive effect on the properties of finished products. Reducing the consumption of ammonium oxide hydrate, temperature and reducing the processing time lead to the fact that activation is slow and shallow, the reactivity of the press mass increases slightly (example 10). The increase in the duration of activation does not provide a significant increase in the reactivity of the press mass (example 11). At temperatures above 100 o C (example 11) in the activation products irreversible polycondensation processes begin to develop, and the properties of the products fall. An increase in the ratio of ammonium oxide hydrate and lignin with a filler of more than 1: 5 leads to an increase in the moisture content of the activated mass and, as a result, to an extension of the drying process, which negatively affects the properties. Separate processing of lignin and wood filler does not achieve the desired effect (examples 12-13). An increase in the drying temperature leads to a deterioration in the properties of the finished products due to the fact that a significant part of the polymer-like products condenses before hot pressing or at the initial stage of this process (example 18).
Снижение температуры удлиняет прессование (пример 17) без существенного улучшения характеристик плит. Повышенная влажность (пример 22) не только затрудняет сушку, но и препятствует нормальному протеканию поликонденсационных процессов, что проявляется в снижении свойств материалов. При влажности менее 9% связующее впитывается во внутренние слои древесины и лигнина. На поверхности частиц возникает дефицит полимера, уменьшается количество и снижается качество клеевых швов (пример 21). Количество смолы менее 8 вес.% не обеспечивает необходимую прочность и монолитность изделий (пример 27). При содержании более 13 вес.% последняя перераспределяется по высоте материала, концентрируясь в нижних слоях, либо вообще вытекает на поддон. Вместе с ней перераспределяются продукты активации и мелкодисперсная фракция твердой составляющей. Следствием этого является уменьшение плотности, увеличение количества макро- и микропустот в структуре материала. В результате снижаются его прочность, и ухудшается водостойкость (пример 28). Из табл. 2 видно, что предлагаемое соотношение компонентов обеспечивает повышение свойств материалов в наибольшей степени (примеры 23-26). A decrease in temperature lengthens the pressing (example 17) without significantly improving the characteristics of the plates. High humidity (example 22) not only complicates drying, but also prevents the normal course of polycondensation processes, which is manifested in a decrease in the properties of materials. At a moisture content of less than 9%, the binder is absorbed into the inner layers of wood and lignin. A polymer deficiency occurs on the surface of the particles, the quantity decreases and the quality of the adhesive joints decreases (Example 21). The amount of resin less than 8 wt.% Does not provide the necessary strength and solidity of products (example 27). With a content of more than 13 wt.%, The latter is redistributed along the height of the material, concentrating in the lower layers, or generally flows onto a pallet. Together with it, the activation products and the fine fraction of the solid component are redistributed. The consequence of this is a decrease in density, an increase in the number of macro- and microvoids in the structure of the material. As a result, its strength decreases, and the water resistance deteriorates (Example 28). From the table. 2 shows that the proposed ratio of components provides an increase in the properties of materials to the greatest extent (examples 23-26).
Технические преимущества заявляемого способа по сравнению с прототипом [3] заключаются в возможности упрощения технологии подготовки пресс-массы с одновременным повышением физико-механических свойств изделий. Так, прочность на статический изгиб увеличилась в 1,12 - 1,22 раза, разбухание за 24 часа и 30 часов снизилось соответственно в 1,34 - 1,73 и 1,50 - 1,90 раз, водопоглощение за 24 часа и 30 часов снизилось соответственно в 1,16- 1,45 и 1,15- 1,75 раза. The technical advantages of the proposed method compared to the prototype [3] are the possibility of simplifying the technology of preparation of the press mass with a simultaneous increase in the physical and mechanical properties of the products. So, the static bending strength increased by 1.12 - 1.22 times, swelling in 24 hours and 30 hours decreased by 1.34 - 1.73 and 1.50 - 1.90 times, respectively, water absorption in 24 hours and 30 hours decreased by 1.16-1.45 and 1.15-1.75 times, respectively.
Высокие эксплуатационные и эстетические качества плит позволяют значительно расширить область их применения. Они могут использоваться в качестве декоративного и облицовочного материала для наружной и внутренней отделки промышленных и гражданских сооружений, сельскохозяйственных объектов, например животноводческих ферм. Утилизируется крупнотоннажный отход гидролизного производства - гидролизный лигнин, создается возможность применения мелкодисперсных отходов механической переработки древесины - опилок и стружки. High operational and aesthetic qualities of the plates can significantly expand the scope of their application. They can be used as decorative and facing material for exterior and interior decoration of industrial and civil structures, agricultural facilities, such as livestock farms. Large-tonnage waste of hydrolysis production — hydrolysis lignin — is utilized, and the possibility of using finely dispersed waste from mechanical processing of wood — sawdust and shavings — is created.
Это способствует рациональному использованию сырьевых ресурсов растительного происхождения и защите окружающей среды от воздействия указанных продуктов. Кроме того, предлагаемый способ способствует расширению сырьевой базы местных строительных материалов. This contributes to the rational use of raw materials of plant origin and the protection of the environment from the effects of these products. In addition, the proposed method contributes to the expansion of the raw material base of local building materials.
Источники информации
1. А.С. N 634967, м.кл. В 29 J 5/00, 1978.Sources of information
1. A.S. N 634967, m.cl. In 29
2. А.с. N 763151, м.кл. В 29 J 5/00, 1980. 2. A.S. N 763151, m.cl. In 29
3. A.c. N 1065450, м.кл. С 08 L 97/02, 1984. 3. A.c. N 1065450, m.cl. C 08 L 97/02, 1984.
Claims (2)
Карбамидоформальдегидная смола - 8 - 13
Гидролизный лигнин - 20 - 39
Древесный наполнитель - 53 - 67
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после обработки гидролизного лигнина и древесного наполнителя 25%-ным водным раствором гидрата окиси аммония производят их сушку при температуре 100 - 130oC до влажности 9 - 12%.2. The method according to claim 1, characterized in that the starting components for mixing are taken in the following ratio, wt.%:
Urea-formaldehyde resin - 8 - 13
Hydrolytic lignin - 20 - 39
Woodfill - 53 - 67
3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that after processing the hydrolytic lignin and wood filler with a 25% aqueous solution of ammonium hydroxide, they are dried at a temperature of 100 - 130 o C to a moisture content of 9 - 12%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96116663A RU2132769C1 (en) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | Method of preparing molding material for manufacturing facing layer of chipboards |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96116663A RU2132769C1 (en) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | Method of preparing molding material for manufacturing facing layer of chipboards |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96116663A RU96116663A (en) | 1998-11-20 |
RU2132769C1 true RU2132769C1 (en) | 1999-07-10 |
Family
ID=20184577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96116663A RU2132769C1 (en) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | Method of preparing molding material for manufacturing facing layer of chipboards |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2132769C1 (en) |
-
1996
- 1996-08-13 RU RU96116663A patent/RU2132769C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4479912A (en) | Fiber board composition | |
US3968294A (en) | Lignocellulosic particle board cured with alkali- and acid-catalyzed phenol aldehyde thermosetting resins | |
WO1995023055A1 (en) | Method of manufacturing fibreboard and fibreboard produced thereby | |
US1959375A (en) | Method of making alpha substitute for wood | |
US5532330A (en) | Heat-curable tannin-based binding agents | |
WO1990015834A1 (en) | Binder composition for chip like and/or fibrous material | |
EP0873829B1 (en) | Process for preparing cellulosic composites | |
US3850677A (en) | Resin coated rice hulls, compositions containing the same and processes for making such compositions | |
RU2132769C1 (en) | Method of preparing molding material for manufacturing facing layer of chipboards | |
EP2001522B1 (en) | Process for making composite products from fibrous waste material | |
US3930089A (en) | Processes for making composite rice hull-resin articles, products thereof, processes for making resin-coated rice hulls and products thereof | |
US4044087A (en) | Method of making fast cured lignocellulosic particle board | |
AU670702B2 (en) | A method of producing a wood-derived material | |
FI104569B (en) | A process for preparing compositions comprising cellulose-based fibers | |
RU2240334C1 (en) | Wood-based composition | |
US2687556A (en) | Method of preparing products comprising compressed lignocellulosic materials and chemically combined soluble silicates | |
CA1241900A (en) | Composite material based on particles of a plant origin and the method of manufacturing thereof | |
RU2111990C1 (en) | Method for production of molded materials on the base of hydrolytic lignin | |
RU2166521C2 (en) | Method of manufacturing wood particle boards | |
RU2049662C1 (en) | Wood-polymeric composition | |
Zakaria et al. | The effects of pressure and pressing time on the mechanical and physical properties of oil palm empty fruit bunch medium density fibreboard | |
RU169252U1 (en) | WOOD BOARD | |
RU2694748C2 (en) | Method for production of plate materials based on vegetable raw materials and bifunctional synthetic binders | |
KR20000067713A (en) | Aaaaa | |
RU2086518C1 (en) | Binding agent for heat-insulating articles |