Связующее для древесных плит

Н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(56) Авторское свидетельство СССРУ 411108, кл. С 08 1. 61/54, 1972.Авторское свидетельство СССРУ 1104124, кл. С 04 В 23/24, 1982.(54) СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ДРЕВЕСНЫХ ПЛИТ(57) Изобретение относится к получ нию связующих и может быть использ вано в производстве древесных плит Цель изобретения - снижение токсич-. ности, стоимости и горючести плит. В качестве силикатов используют растворимые стекла общей формулы хМе 0 80, где Ме - катионы щелочных металлов, причем мольное соотношение у/х берут в пределах 1,0-3,0, Связующее содержит, мас.7; растворимое стекло (по сухой массе) 28,0-39,0, карбамид 1,5-7,5; вода 53,5-70,5. Плиты имеют среднюю плотность 890 Ъ1000 кг/м , предел прочности при ста- тическом изгибе 54,1-57,3 МПа, класс токсичности Е,трудногорючие.2 табл. сеИзобретение относится к получению связующих и может быть использовано в производстве древесных плит.Целью изобретения является сниже 5 ние токсичности, стоимости и горючести плит. При введении в состав растворимого стекла карбамида меняется концен трация водородных ионов, а именно от 11,0 до 13,0. Такое изменение рН в условиях горючего прессования приводит к гидролизу растворимого стект.е. происходит химическая модифика ция растворимых стекол. Имеющиеся в полисиликатамидах активные -ИН 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 1зей -Я - НН - С -- Я - Я - С.- Эи т.д.35В случае отверждения геля кремневой кислоты без карбамида, в связи с тем, что карбамид полностью вступит в реакцию с этиленгликолем, что характерно для известного технического 40 решения, процесс отверждения геля кремневой кислоты происходит путем образования водородных связей, при этом образуются водорастворимые полисиликаты которые практически ие 45 взаимодействуют с компонентами древесины, При изготовлении огнезащаценных древесных плит по известному техническому решению. гель кремневой кис-лоты и его отвержденные составляющие легко вступают во взаимодействие с50 антипиреном, образуя соли щелочных металлов, которые катализируют процесс горения плит и делают невозможныи получение огнезащищенных древес 55 ных плит.Санитарно-химические испытания плит, полученных на предлагаемом связующем, показали, что в воздухе кала с образованием свободной щелочи и геля кремневой кислоты по реакцииНаЯд О+Н О ИаОН+НБ О Выделившаяся гидроокись натрия связывается с избытком карбамида с образованием нейтральной 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: меры, где испытывались плиты, формальдегид отсутствует, содержаниеаммиака составляет 0,2-0,4 мг/мЗ ипрактически соответствует уровню предельно допустимой концентрации, других токсичных веществ не обнаружено. 1 р и м е р. В растворимое стекло, например натриевое, вводят карбамид в виде 407-ного водного раствора, полученную смесь перемешивают в реакторе с мешалкой в течение 5-7 мин при комнатной температуре. Полученным связующим обрабатывают путем распыления сухое древесное волокно в смесителе. Приготовленную композицию сушат, формируют в ковры и подвергают горячему прессованию.А ФТаким образом, роль жидкого стек- ла в модифицированном виде в составе композиции плиты сводится к роли добавки, придающей. плитам прочность, "а карбамид является модификатором и связующим гидроокись агентом, ингибирующим реакции образования хорошо растворимых карбонатов. Приведенные функции жидкого стекла и карбамида выполняются только при их количеств 6 м 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 происходит1377262 Таблица Содержание,Х (по сухой массе, кроме воды), в составе 1 2 3 34,0 39 28,0 4,5 7,5 1,5 КарбамидВодаМольное соотношение х/у 70,5 61,5 53,5 1,0 2,0 3,0 28,0 12,0 18,0 15,0 12,5 13,0 14,0 12,5 рН Вязкость по В 3-4,с 17,0 Таблица 2 Наименование показателей Состав связующего плит 1 2 3 Прототип Предел прочности пристатическом изгибе, МПа 54, 1 57,3 55,6 45,9-52,2 Водопоглощение, Е 21,8 27,0 30,0 21,0-27,0 иэ-за нарушения законов стехиометрических соотношений уравнений реакций,что иприводит к низким физико-механическим и огнестойким показателям плит.Избыток карбамнда ингибирует реакциивзаимодействия продуктов поликонденсации с компонентами древесины из-засвязывания активных -ИН-групп аммиака, образующихся при избытке карбамида в условиях горячего прессования, недостаток карбамида также ингибирует реакции взаимодействия продуктов поликонденсации между карбами- .дами и жидким стеклом с компонентамидревесины но из-за нехватки этих активных центров. Состав связующего и физико-механические свойства плит на их основе приведены в табл.1 и 2. Наименование компонентовсвязующего и его характеристики Растворимое стекло, содержащеекатионы Иа+ или К , или Ь,или ИН Растворимость продуктов отверждения связующего в воде,Х Экономический эффект для цехамощностью 25 тыс.м в год плит составит 1030000 руб,формула изобретенияСвязующее для древесных плит,включающее силикаты, карбамид и воду, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью снижения токсичности,стоимости и горючести плит, в качестве силикатов содержит растворимыестекла общей формулы хМеОВОгде Ме - катионы щелочных металлов,причем мольное соотношение у/х берутв пределах 1,0-3,0 при следующем соотношении компонентов, мас.Х:Растворимоестекло (по сухоймассе) 28,0 - 39,0Карбамид 1 ф 5 - 7 ф 5Вода 53,5 - 70,51377262 Продолжение табл.2 Наименование показателей плит Состав связующего 1 2 3 Прототип 15,3 15,0 14,9 15,0-17,1 Набухание, 7 Потеря массы по огневой трубе, % 5,9 48,0-67,0 6,7 7,4 Класс горючести поклассификации ВНИИПО Трудногорючее Горючее Коэффициент горючести, К 0,4 0,45 0,39 Выше 2,8 Индекс распространения пламени , 1 0 80,0 Нетоксичны Токсичность Токсичны Класс токсичности(по Европейской классификации) ЕЕПоказатели для огнезащищенных плит, при изгоМтовлении которых в измельченную древеснуюмассу дополнительно вводят фосфорсодержащийантипирен в количестве 10-157 от общего количестна пресмассы.ФФПорода древесины: смесь лиственных и хвойныхпород в соотношении 1: 1 Составитель Н.Щекина Техред А.КравчукКорректор С.Шекмар РеДактор А.Лежнина Заказ 813/16 Тираж 594 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4