способ получения древесностружечных плит

Формула изобретения

Способ получения древесно-стружечных плит, включающий измельчение лигноцеллюлозного сырья, формирование ковра из 3-х слоев, наружные слои которого выполняют из древесных частиц, а средний - из древесных частиц, обработанных паром, горячее прессование и выдерживание в прессе под давлением, отличающийся тем, что в наружные слои на древесные частицы дополнительно наносят карбамидоформальдегидную смолу, а при формировании среднего слоя используют древесные частицы, обработанные паром при 170 - 230^oC и содержащие свободные сахара в количестве не менее 5% при содержании обработанных паром древесных частиц 20 - 80% от массы ковра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству древесно-стружечных плит на основе частиц древесины, плиты отличаются пониженным выделением вредных и токсичных веществ.

Изобретение может быть использовано при изготовлении древесно-стружечных и древесно-волокнистых плитных материалов, применяемых в мебельной и строительной промышленности.

Древесно-слоистые плиты, как правило, состоят из двух основных частей: древесного наполнителя и полимерного связующего. В качестве полимерных связующих веществ используют синтетические термореактивные смолы, приготовленные на основе фенолов, мочевины, формальдегида.

Недостатком таких материалов является то, что они токсичны для человека: при изготовлении и в процессе эксплуатации готовых изделий выделяются пары фенола, формальдегида, аммиака, оказывающие раздражающее воздействие на кожу и слизистые оболочки. К тому же полимерные связующие, приготовленные на основе карбамидоформальдегидных смол, дороги и оказывают существенное влияние на себестоимость готовых плит.

Известен способ изготовления ДСП (авторское свидетельство СССР N 1247292, МКИ⁴ B 27 N 3/06, 04.11.1983), когда стружечный ковер формируют из слоев, состоящих из обработанной связующим и необработанной древесной стружки. Способ позволяет снизить расход связующего при изготовлении ДСП, однако он пригоден только для изготовления ДСП, облицованных полимерной пленкой, отличается повышенной трудоемкостью, связанной с настилкой антиадгезионной силиконовой бумаги.

Из известных технических решений наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемому объекту является способ получения композиционных материалов из лигноцеллюлозного сырья (патент RU N 2075384 от 20.03.97, МКИ⁶ B 27 K 9/00), имеющего в своем составе целлюлозу, лигнин, гемицеллюлозы и содержащего в большом количестве свободные сахара, полученные из углеводной части растительного материала при его обработке паром. Композитный материал получают горячим прессованием гидролизованной древесной массы без использования синтетических связующих веществ.

Способ позволяет отказаться от использования синтетических связующих веществ и изготавливать плиты из различного лигноцеллюлозного сырья. Однако к недостаткам описанного способа следует отнести невысокие физико-механические показатели получаемых плит.

Целью изобретения является получение нетоксичных древесно-стружечных плит с высокими физико-механическими показателями.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагается способ получения древесно-стружечных плит, согласно которому изготавливаемая плита содержит на 20-80% меньше связующих веществ, что приводит к снижению ее себестоимости и токсичности, при этом готовые изделия имеют высокие прочностные характеристики.

Осуществление изобретения достигается тем, что часть пресс-композиции, состоящую из древесных частиц с нанесенным на них карбамидоформальдегидным связующим заменяют на обработанный паром древесный материал не содержащий карбамидоформальдегидной смолы. При формировании ковра из трех слоев, согласно изобретению, наружные слои ковра выполняют из негидролизованных древесных частиц с нанесенной на их поверхность карбамидоформальдегидной смолой, а средний слой ковра формируют из гидролизованного лигноцеллюлозного материала, обработанного паром, при температуре 170-230^oC и подсушенного до влажности 5%.

Именно заявляемый качественный и количественный состав, формирование трехслойного ковра со средним слоем из гидролизованных древесных частиц, обеспечивают плитам высокие прочностные и гидрофобные свойства, низкую себестоимость и токсичность готовых изделий.

Наружные слои плиты, согласно изобретению, выполнены из негидролизованной древесной щепы, на которую нанесена карбамидоформальдегадная смола (8-9%). Массовая доля каждого наружного слоя составляет от 10 до 40% всей плиты.

Внутренний слой плиты состоит из древесных частиц, содержащих свободные сахара в количестве не менее 5%, и обладает высокой адгезией к древесным частицам наружного слоя. Свободные сахара (редуцирующие вещества) образуются в древесной массе в результате гидролиза легкогидролизуемой части гемицеллюлоз под действием молекул воды и высокой температуры. Массовая доля внутреннего слоя составляет от 20 до 80% всей плиты. Такое соотношение обеспечивает возможность получать плитные материалы с максимальными показателями прочностных и гидрофобных свойств.

Предложенное изобретение реализуют следующим образом.

Известным способом получают древесную стружку, обрабатывают ее раствором карбамидоформальдегидной смолы (8-9% смолы от массы сухой стружки), подсушивают до требуемой влажности и формируют первый слой ковра.

Древесную щепу (опилки, стружку) обрабатывают в баротермической камере водяным паром при температуре 170-230^oC в течение 1-15 мин с последующей декомпрессией за 0,5-1 с. Полученную древесную массу подсушивают до влажности 5%. Подсушенную гидролизованную древесную массу наносят на первый слой ковра.

Далее на слой гидролизованной древесной массы наносят слой древесной стружки, обработанной раствором карбамидоформальдегидной смолы (8-9% смолы от массы сухой стружки). Этот, третий слой ковра является наружным слоем.

Сформованный ковер подвергают холодной подпрессовке и подают на горячий пресс, где осуществляют горячее прессование при известной температуре и давлении.

Пример получения древесно-слоистой плиты согласно изобретению.

Древесную щепу березы в количестве 500 г обрабатывают паром при температуре 190^oC под давлением 1,25 МПа. Через 15 мин после начала обработки проводят декомпрессию реактора и полученную древесную массу выгружают и подсушивают до влажности 5%.

На негидролизованную древесную стружку (460 г) наносят раствор карбамидоформальдегидной смолы (расход смолы 8-9%). Полученный материал подсушивают до влажности 8-10% и делят на 2 части. Из одной части осмоленной стружки (масса 250 г. ) формируют нижний слой плиты (площадь образца 300 мм x 300 мм). На нижний слой наносят подсушенную гидролизованную паром древесную щепу (масса 500 г), которая является внутренним слоем ковра. На этот слой наносят вторую часть осмоленной стружки (масса 250 г.)

Сформированный ковер подпрессовывают с удельным давлением 2 МПа и затем проводят горячее прессование при температуре 160-170^oC, и удельном давлении 3,3 МПа продолжительностью 1 мин на 1 мм готовой плиты. После окончания прессования охлаждают плиты пресса до 100-90^oC и проводят плавный сброс давления. Полученный образец проанализирован по ГОСТ 10632-89, данные представлены в табл. 1 (пример 4).

В табл. 1 приведены примеры получения многослойных древесно-стружечных плит с использованием различных количеств лигноцеллюлозного материала, обработанного паром при повышенной температуре и содержащего свободные сахара согласно изобретению, с указанием условий обработки и прессования и физико-механических показателей полученных плитных материалов.

В табл. 2 приведены примеры получения пресс-композиций, содержащих 50% внутреннего слоя, состоящего из древесной массы, обработанной паром при различной температуре и физико-механические показатели полученных плитных.