ПРЕСС-КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ НА ОСНОВЕ ПРЕСС- КОМПОЗИЦИИ

ПРЕСС-КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ НА ОСНОВЕ ПРЕСС- КОМПОЗИЦИИ 


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2202574 (13) C2

(51) 7 C08L97/02, B27N3/02, B27N3/18, B27K9/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.02.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 99125109/04 
(22) Дата подачи заявки: 1999.11.29 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.11.29 
(43) Дата публикации заявки: 2001.07.27 
(45) Опубликовано: 2003.04.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2075384 C1, 20.03.1997. SU 1212318 A, 15.02.1986. SU 83517, 14.07.1949. 
(71) Заявитель(и): Салин Борис Николаевич; Старцев Олег Владимирович 
(72) Автор(ы): Салин Б.Н.; Старцев О.В. 
(73) Патентообладатель(и): Салин Борис Николаевич; Старцев Олег Владимирович 
Адрес для переписки: 656049, Алтайский край, г.Барнаул, ул. Ядринцева, 78, кв.185, О.В.Старцеву 

(54) ПРЕСС-КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ НА ОСНОВЕ ПРЕСС- КОМПОЗИЦИИ 

Использование: при изготовлении древесно-стружечных и древесно-волокнистых плитных материалов, применяемых в мебельной и строительной промышленности. Пресс-композиция содержит частицы лигноцеллюлозного материала, содержащие лигнин, целлюлозу, гемицеллюлозы, свободные сахара, образующиеся при последовательной обработке гидролизующими агентами - серной или фосфорной кислотой и паром и модифицирующим агентом: сульфатом железа или хлоридом цинка, или хлоридом меди. Осуществление изобретения достигается тем, что в пропаренную при температуре 170-190oС древесную массу вводят модифицирующий агент. Плитный материал получают горячим прессованием композиции при температуре 100-120oС. Предлагаемое изобретение позволяет получать плитные материалы пониженной токсичности, характеризующиеся высокими физико-механическими показателями. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 5 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к производству древесно-стружечных плит на основе частиц растительного происхождения, в частности к пресс-композиции и способу получения композиционных материалов на ее основе.

Изобретение может быть использовано для изготовления изделий конструкционного, отделочного и другого назначения в мебельной и строительной промышленности.

Композиции на основе частиц растительного происхождения, например древесины, известны давно. Для склеивания частиц древесины используют синтетические термореактивные смолы, приготовленные на основе фенолов, мочевины и формальдегида.

Несмотря на постоянное усовершенствование данных композиций, они имеют ряд серьезных недостатков. Они токсичны для человека, так как в процессе эксплуатации готовых изделий выделяются пары фенола и формальдегида, оказывающие раздражающее воздействие на кожу и нервную систему человека. Другим недостатком является то, что синтетические связующие дороги, так как их производят из нефтехимических продуктов. Стоимость связующих веществ составляет большую часть стоимости готовых изделий (около 60%).

Известен способ изготовления древесноволокнистого материала, согласно которому с целью снижения токсичности авторы предлагают использовать в качестве связующего аддукт нейтрализованного таллового пека и водорастворимых солей поливалентных металлов. Использование отхода производства - таллового пека позволяет получить и экономический эффект. [Патент РФ 2012486, кл. В 27 N 3/04, 1994].

Недостатком описанного способа являются многочисленные технологические операции, связанные с получением связующего: нейтрализация таллового пека, получение аддукта, его выделение из водного раствора, подсушивание и расплав, а также нанесение связующего распыливанием из расплава.

Из известных технических решений наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемому объекту является способ получения композитных материалов из частиц лигноцеллюлозного материала, имеющих в своем составе целлюлозу, лигнин, гемицеллюлозы, содержащих в большом количестве свободные сахара, полученные из углеводной части растительного материала при его обработке кислотным катализатором и паром, причем катализатор наносят на материал в количестве не более 5 мас.% до обработки паром. [Патент РФ 2075384, кл. В 27 K 9/00, 1997].

Композитный материал получают горячим прессованием лигноцеллюлозного материала, обработанного паром при температуре 190-260oС, без дополнительного введения каких-либо связующих веществ.

Способ позволяет отказаться от использования синтетических связующих веществ типа фенолоформальдегидных смол, однако он не позволяет получать плиты с высокими физико-механическими показателями.

Целью изобретения является повышение физико-механических показателей плитных материалов и снижение энергозатрат за счет снижения температуры прессования.

Сущность изобретения заключается в том, что в пресс-композицию на основе частиц лигноцеллюлозного материала, содержащую свободные сахара, вводится модифицирующая добавка (соль железа, меди или цинка), позволяющая существенно увеличить прочностные свойства плитного материала.

Химический и функциональный анализ древесной массы после обработки паром под давлением свидетельствует о том, что в ней содержится большое количество веществ (редуцирующие вещества, полифенолы, алифатические кислоты), имеющих высокореакционные функциональные группы. Редуцирующие вещества (сахара), образующиеся в большом количестве (до 15-20%) в древесном волокне, имеют карбонильные группы, склонные к реакциям нуклеофильного присоединения. Нативный лигнин, являясь полифункциональным полимером, содержит фенольные и спиртовые гидроксилы, карбонильные (альдегидные и кетонные) группы, двойные связи, что обеспечивает ему высокую реакционную активность в различных реакциях.

При нагревании гидролизованной древесной массы происходят реакции поликонденсации, в том числе и по карбонильным группам образованных сахаров. Используемые соли могут катализировать как процесс образования гидроксиметилфурфурола, одного из основных продуктов дегидратации сахаров, так и реакцию между фенольным участком лигноцеллюлозного материала и карбонильной группой сахара или гидроксиметилфурфурола.

Осуществление изобретения достигается тем, что предлагается в пресс-композицию из лигноцеллюлозного материала, содержащую свободные сахара, вводить соль железа, меди или цинка в количестве 0,25-1,0 мас.ч. на 100 мас.ч. обработанной паром и подсушенной древесной массы или растительной массы сельскохозяйственных отходов (соломы, костры льна).

Осуществление изобретения достигается тем, что в способе получения плитных материалов, согласно изобретению, соль металла наносят на лигноцеллюлозный материал после его обработки паром, после чего проводят его подсушивание, формование ковра, холодную подпрессовку и горячее прессование при температуре 100-120oС.

Заявляемый состав пресс-композиции и обработка лигноцеллюлозного материала паром под давлением обеспечивают, согласно способу, достаточное разволокнение лигноцеллюлозного материала при минимальной термодеструкции биополимеров растительного сырья, что позволяет изготавливать плитные материалы с хорошими прочностными и гидрофобными свойствами при удельном давлении не выше 3-5 МПа и температуре прессования 100-120oС.

Использование гидролизующего агента позволяет проводить процесс обработки древесного материала в течение короткого промежутка времени (1-15 мин).

Пресс-композиция, согласно изобретению, является продуктом частичного гидролиза полисахаридной части растительного материала, содержит свободные сахара и легко перерабатывается в готовые изделия без введения связующих веществ.

Использование каталитических количеств модифицирующего агента позволяет существенно повысить прочностные свойства плит и осуществлять процесс прессования древесной массы при температуре 100-120oС, что приводит к сокращению энергетических затрат и снижению себестоимости плит.

Верхний и нижний пределы содержания модифицирующего агента в пресс-композиции определены экспериментальным путем и обоснованы примерами, приведенными в табл.1 и 2.

Пример получения предлагаемой пресс-композиции.

В кристаллизатор помещается 100 г воздушно-сухой технологической щепы березы (размером 1-5 см). На щепу наносится предварительно растворенная в воде (90-100 мл) концентрированная серная кислота в количестве 0,5 г. Древесная щепа с нанесенным гидролизующим агентом выдерживается при 20oС два часа для равномерной пропитки всей древесины.

Обработка образца паром проводится в нагретом до 180oС реакторе, конструкция которого позволяет поддерживать постоянные давление (1,25 МПа) и температуру. Через 10 мин после начала обработки проводится декомпрессия реактора за время менее 1,0 с, в результате которой обработанный лигноцеллюлозный материал вместе с паром перемещается в приемный циклон.

На влажную волокнистую массу наносится водный раствор модифицирующей добавки (0,25 г сульфата железа(2) из расчета на 100 г воздушно-сухой древесной массы), после чего масса подсушивается до влажности 5%.

После формования ковра проводится холодная подпрессовка при 1-2 МПа, а затем осуществляется горячее прессование при 100oС при удельном давлении 4 МПа в течение 1 мин на 1 мм готовой плиты. После этого плита охлаждается до 50-60oС без снятия давления.

Композиционный материал, отпрессованный из пресс-композиции, полученной по данному примеру, имеет следующие характеристики:

Плотность, кг/м3 - 1330

Предел прочности при изгибе, МПа - 44,9

Водопоглощение за 24 часа, % - 10,7

Набухание за 24 часа, % - 16,9

В табл. 1 приведены примеры получения пресс-композиции с использованием различных количеств сульфата железа, согласно изобретению, с указанием условий обработки и прессования и свойств получаемых плитных материалов.

В табл. 2 приведены примеры получения пресс-композиции с использованием различных количеств хлорида цинка, согласно изобретению, с указанием условий обработки, прессования и свойств получаемых плитных материалов.

В табл. 3 и 4 приведены примеры получения композиционных материалов из растительных отходов сельскохозяйственного производства (солома гречихи, костра льна) с использованием различных количеств модифицирующих веществ, согласно изобретению, с указанием условий обработки, прессования и свойств получаемых плитных материалов.

В табл. 5 приведены примеры получения композиционных материалов из древесной массы при различной температуре прессования. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Пресс-композиция для изготовления древесно-стружечных плит, содержащая частицы лигноцеллюлозного материала, имеющие в своем составе целлюлозу, лигнин, гемицеллюлозы, свободные сахара, полученные из углеводной части растительного материала при его обработке гидролизующими агентами - кислотой и затем паром, отличающаяся тем, что она содержит частицы, полученные при использовании в качестве гидролизующего агента серную или фосфорную кислоту, и дополнительно включает модифицирующий агент, выбранный из группы, содержащей сульфат железа (2), хлорид цинка и хлорид меди.

2. Пресс-композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве лигноцеллюлозного материала она содержит материал, выбранный из группы: измельченная древесина, костра льна и солома злаковых.

3. Способ получения древесно-стружечных плит на основе пресс-композиции, содержащей частицы лигноцеллюлозного материала, имеющие в своем составе целлюлозу, лигнин, гемицеллюлозы, свободные сахара и продукты их термодеструкции, образующиеся при обработке гидролизующим агентом - кислотой и паром, включающий сушку древесной массы, формование ковра, холодную прессовку и горячее прессование, отличающийся тем, что используют пресс-композицию по п. 1 и горячее прессование осуществляют при 100-120oС.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru