RU2219049C1 - Method of wood-plastic production - Google Patents

Abstract

FIELD: woodworking industry; production of fiber and pressed wood-fiber boards for furniture industry. SUBSTANCE: invention presents a method of wood-fiber production. The method provides for the following process: the bottom of a mould is filled with the color polymer chips, then a layer of the saw dust and wood particles, treated with the modificator is put over it and then a hot pressing with subsequent cooling down under pressure to ambient temperature is exercised. In the capacity of the modificator they use solutions of following compositions, in mass % to the mass of wood particles: fire-proof coating "Triz" with viscosity of 8-10 cct -15, 50 % suspension of copolymer of the acrylic and methacrylic acids and 60 % an emulsion of reactive polysiloxane in the water, taken in the ratio of 20 : 1 - 15. EFFECT: increased mechanical strength, reduced water absorption of the wood-plastic. 2cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области деревообработки, в частности, к способам изготовления древесно-волокнистых и древесно-стружечных плит для мебельной промышленности. The invention relates to the field of woodworking, in particular, to methods for the manufacture of fibreboard and chipboard for the furniture industry.

Известны способы изготовления древесных плит с использованием в качестве связующего фенолформальдегидные смолы и заключающиеся в пропитке древесины стружки фенольным связующим, помещением древесного ковра в этажном прессе и горячем прессовании при температуре до 180^oС и давлении 20 МПа (Козаченко А. М. , Модлин Б. Д. Общая технология производства древесных плит. М.: Высшая школа, 1990).Known methods for the manufacture of wood boards using phenol-formaldehyde resins as a binder and impregnating wood shavings with a phenolic binder, placing a wood carpet in a floor press and hot pressing at temperatures up to 180 ^o C and a pressure of 20 MPa (Kozachenko A.M., Modlin B. D. General technology for the production of wood-based panels.M .: Higher School, 1990).

Недостатком данных способов является использование фенольного связующего, выделяющего в процессе эксплуатации изделий пары фенола, что требует дополнительной защиты изделий - покрытие их защитными декоративными пленками, лаками, эмалями. Нарушение целостности защитного покрытия приводит к адсорбции древесной стружки влаги и, как следствие, короблению изделий. The disadvantage of these methods is the use of a phenolic binder, which releases phenol pairs during the operation of the products, which requires additional protection of the products — covering them with protective decorative films, varnishes, enamels. Violation of the integrity of the protective coating leads to the adsorption of wood chips of moisture and, as a consequence, warpage of products.

Известен способ изготовления древопластика из древесных опилок и стружки, включающий обработку древесных частиц раствором модификатора (антипирен и гидрофобизатор), сушку пропитанных частиц, засыпку в форму цветной крошки отходов полимера, затем древесных частиц и прессование при температуре 160. . .250^oС и давлении 30...50 МПа с последующим охлаждением изделий под прессом (а.с. 1801745 МПК5 В 27 N 3/06).A known method of manufacturing a wood plastic from sawdust and wood shavings, comprising treating wood particles with a modifier solution (flame retardant and water repellent), drying the impregnated particles, filling the polymer waste with colored chips, then wood particles and pressing at a temperature of 160. .250 ^o С and a pressure of 30 ... 50 MPa followed by cooling of the products under a press (a.s. 1801745 MPK5 V 27 N 3/06).

Данный способ взят за прототип. This method is taken as a prototype.

Известный способ имеет ряд недостатков, основные из которых следующие:
- древесные опилки перед обработкой модификаторов имеют влажность до 40 мас. %, что затрудняет процесс пропитки, кристаллы модификатора оседают на поверхности древесных частиц в процессе сушки, что приводит к разрыву сплошности гидрофобной пленки;
- подобная ситуация приводит к заметной адсорбции влаги кристаллами модификатора и последующего набухания декоративных плит и их коробление.The known method has several disadvantages, the main of which are as follows:
- sawdust before processing the modifiers have a moisture content of up to 40 wt. %, which complicates the impregnation process, the modifier crystals settle on the surface of wood particles during the drying process, which leads to a rupture of the continuity of the hydrophobic film;
- a similar situation leads to a noticeable adsorption of moisture by the crystals of the modifier and the subsequent swelling of decorative plates and their warpage.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение водостойкости и механической прочности древопластика с сохранением экологической чистоты и обеспечением красивой декоративной поверхности. The task of the invention is to increase the water resistance and mechanical strength of wood plastic while maintaining environmental cleanliness and providing a beautiful decorative surface.

Поставленная задача решается предварительным высушиванием древесных частиц (опилки и стружка) до остаточной влажности 10...12 мас.%, нагреванием до температуры 60...70^oС и последовательной обработкой модификаторами в виде растворов, мас.% (к массе древесных частиц):
- огнезащитное покрытие "ТРИЗ" с вязкостью 8...10 сСт...15 - 50% водная суспензия сополимера акриловой и метакриловой кислот и 60% водная эмульсия реакционно-способного полисилоксана, взятых в соотношении 20:1............. 15
После этого массу перемешивают и подсушивают до остаточной влажности 15. . .20 мас.%. На дно формы засыпают цветную крошку полимера (хаотически или с оформлением рисунка). Сверху засыпают обработанные древесные частицы. Сформированный пакет устанавливают под пресс и осуществляют прессование при давлении 25...28 МПа и температуре 140...150^oС с последующим охлаждением под прессом до комнатной температуры.The problem is solved by pre-drying the wood particles (sawdust and shavings) to a residual moisture content of 10 ... 12 wt.%, Heating to a temperature of 60 ... 70 ^o С and sequential treatment with modifiers in the form of solutions, wt.% (To the mass of wood particles ):
- TRIZ flame retardant coating with a viscosity of 8 ... 10 cSt ... 15 - 50% aqueous suspension of a copolymer of acrylic and methacrylic acids and 60% aqueous emulsion of reactive polysiloxane taken in a ratio of 20: 1 ...... ....... fifteen
After that, the mass is mixed and dried to a residual moisture of 15.. .20 wt.%. Colored polymer chips (randomly or with the design of the pattern) are filled up at the bottom of the mold. Treated wood particles fall asleep from above. The formed bag is installed under a press and pressed at a pressure of 25 ... 28 MPa and a temperature of 140 ... 150 ^o C, followed by cooling under pressure to a room temperature.

Отпрессованные плиты древопластика после извлечения из формы выдерживают в течение не менее 40 мин при температуре помещения и затем направляют на форматную обрезку. Pressed wood-plastic plates after being removed from the mold are kept for at least 40 minutes at room temperature and then sent to format pruning.

Предлагаемый способ изготовления древопластика был опробован на прессовом участке прессования пластиков. В таблице приведены примеры, иллюстрирующие предлагаемый способ. The proposed method of manufacturing wood-plastic was tested on the press section of the plastic pressing. The table shows examples illustrating the proposed method.

Опилки, состоящие из частиц хвойных и лиственных пород дерева в соотношении 1: 1 с начальной влажностью 30...40 мас.% подвергали сушке в паровом шкафу до остаточной влажности 10...12 мас.%. Затем древесные частицы в количестве 2 кг последовательно обрабатывали модификатором-раствором 1 (огнезащитное покрытие "Триз" с вязкостью 8...10 сСт) в количестве 300 г. Смесь перемешивали и обрабатывали модификатором-раствором 2 (50% водная суспензия сополимера акриловой и метакриловой кислот с добавкой 60% водной эмульсией реакционно-способного полисилоксана в соотношении 20:1) в количестве 300 г. Смесь вновь тщательно перемешивали и подсушивали в паровом шкафу до остаточной влажности 15...20 мас.%. В металлическую форму с размерами рабочей камеры 320х280 мм (горизонтальная проекция) засыпали цветную крошку отходов ударопрочного полистирола (хаотично) в количестве 200 г. Сверху насыпали обработанные древесные частицы. Форму собирали, устанавливали под пресс и подавали давление прессования, равное 27 МПа. Температура плит пресса составляла 150^oС. При указанных условиях осуществляли выдержку в течение 15 мин, затем форму охлаждали до температуры 25...30^oС. Давление в процессе охлаждения не поддерживали, сохраняя естественные потери.Sawdust consisting of particles of coniferous and deciduous wood in a ratio of 1: 1 with an initial moisture content of 30 ... 40 wt.% Was dried in a steam oven to a residual moisture content of 10 ... 12 wt.%. Then, wood particles in an amount of 2 kg were sequentially treated with a modifier-solution 1 (fire-retardant coating "Triz" with a viscosity of 8 ... 10 cSt) in an amount of 300 g. The mixture was mixed and treated with a modifier-solution 2 (50% aqueous suspension of an acrylic-methacrylic copolymer acids with the addition of 60% aqueous emulsion of reactive polysiloxane in a ratio of 20: 1) in an amount of 300 g. The mixture was again thoroughly mixed and dried in a steam oven to a residual moisture content of 15 ... 20 wt.%. In a metal mold with a working chamber size of 320x280 mm (horizontal projection), 200 g of colored crumbs of high-impact polystyrene wastes were poured (randomly). Treated wood particles were poured on top. The mold was assembled, placed under a press, and a pressing pressure of 27 MPa was applied. The temperature of the press plates was 150 ^o C. Under these conditions, exposure was carried out for 15 minutes, then the mold was cooled to a temperature of 25 ... 30 ^o C. The pressure in the cooling process was not maintained, while maintaining natural losses.

Полученную плиту древопластика распиливали на образцы и подвергали испытаниям на сжатие, влагопоглощение. The resulting wood-plastic plate was sawn into samples and subjected to compression tests, moisture absorption.

Полученные изделия отличаются красивым внешним видом, высокими значениями механических характеристик и удовлетворительной водостойкостью, которые выше таковых образцов, изготовленных по способу-прототипу на 15% и меньше в 3 раза соответственно. The resulting products are distinguished by their beautiful appearance, high values of mechanical characteristics and satisfactory water resistance, which are higher than those of samples made by the prototype method by 15% and 3 times less, respectively.

Уменьшение влажности древесных частиц меньше 10 мас.%, увеличение давления прессования выше 28 МПа экономически не целесообразно, так как не влияет на качественные характеристики древопластика. Decreasing the moisture content of wood particles is less than 10 wt.%, Increasing the pressing pressure above 28 MPa is not economically feasible, since it does not affect the quality characteristics of wood-plastic.

Температура прессования меньше 140^oС и давление прессования меньше 25 МПа приводит к снижению механических характеристик древопластика.The pressing temperature is less than 140 ^o C and the pressing pressure less than 25 MPa leads to a decrease in the mechanical characteristics of wood-plastic.

Древопластики, полученные по предлагаемому способу, не содержат экологически вредных веществ и могут быть использованы в мебельном производстве. The wood plastic obtained by the proposed method does not contain environmentally harmful substances and can be used in furniture production.

Claims (2)

1. Способ изготовления древопластика с односторонней облицовкой его полимерным покрытием, включающий обработку древесных частиц модификаторами и горячее прессование, отличающийся тем, что древесные частицы перед обработкой сушат до влажности 10-12 мас.%, затем нагревают до 60-70°С и последовательно обрабатывают модификаторами, затем на дно формы засыпают слой цветной крошки полимера, затем слой обработанных древесных частиц, подсушенных повторно до влажности 15-20%, прессуют при давлении 25-28 МПа и температуре 140-150°С, после чего осуществляют охлаждение до комнатной температуры.1. A method of manufacturing a wood plastic with one-sided facing with a polymer coating, comprising treating wood particles with modifiers and hot pressing, characterized in that the wood particles are dried to a moisture content of 10-12 wt.% Before processing, then heated to 60-70 ° C and subsequently treated modifiers, then a layer of colored polymer chips is poured onto the bottom of the mold, then a layer of treated wood particles, re-dried to a moisture content of 15-20%, is pressed at a pressure of 25-28 MPa and a temperature of 140-150 ° C, after which it is cooled azhdenie to room temperature. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что древесные частицы обрабатывают последовательно модификаторами, представляющими растворы, мас.% к массе древесных частиц: огнезащитное покрытие "Триз" с вязкостью 8-10 cСт - 15, 50%-ная суспензия сополимера акриловой и метакриловой кислот и 60%-ная эмульсия реакционноспособного полисилоксана в воде, взятых в соотношении 20:1-15.2. The method according to claim 1, characterized in that the wood particles are treated sequentially with modifiers representing solutions, wt.% To the mass of wood particles: fire-retardant coating "Triz" with a viscosity of 8-10 cSt - 15, 50% suspension of acrylic copolymer and methacrylic acid and a 60% emulsion of reactive polysiloxane in water, taken in a ratio of 20: 1-15.

Images