Способ изготовления древесностружечных плит

(51)27 3/02, 3/04 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Сацура Валентин Михайлович Мандрикова Александра Ивановна Радченко Юрий Сергеевич Межинская Татьяна Валентиновна(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Способ изготовления древесностружечных плит путем смешивания в массовом соотношении 100(10-40) измельченной древесины и пенополиуретанового связующего, содержащего оксипропилированный триол, -тетраоксипропилендиамин, сополимер полиорганосилоксана и полиоксисилоксана, трихлорфторметан, воду, 4,4-дифенилметандиизоцианат и катализатор отверждения, последующего формования ковра и горячего прессования смеси, отличающийся тем, что используют пенополиуретановое связующее, содержащее в качестве катализатора отверждения смесь оксида меди, оксида кобальта и диоксида марганца при следующем соотношении компонентов, мас.ч. оксипропилированный триол 76,0-90,0-тетраоксипропилендиамин 20,0-28,0 сополимер полиорганосилоксана и полиоксисилоксана 1,5-2,1 трихлорфторметан 20,0-40,0 вода 0,5-1,0 4,4-дифенилметандиизоцианат 140,0-170,0 оксид меди 0,1-1,0 оксид кобальта 0,1-1,0 диоксид марганца 0,1-1,0. Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при изготовлении клееных материалов, в частности древесностружечных плит, клееной древесины и др. Известны способы получения древесных плит путем перемешивания измельченной древесины, карбамидоформальдегидной смолы, катализатора отверждения и горячего прессования 1, 2, 3. Плиты, полученные по этим способам, имеют пониженную токсичность, однако данная проблема не решена в полном объеме. При их изготовлении необходима высокая тем 7388 1 2005.09.30 пература и резкое увеличение продолжительности горячего прессования в зависимости от толщины плит. Плиты отличаются сравнительно низкой водостойкостью. Известен способ получения клееных древесных материалов путем перемешивания изоцианатной композиции, взятой в качестве связующего, с лигноцеллюлозным наполнителем и дальнейшего горячего прессования. 4. Применяемое в данном случае изоцианатное связующее имеет усложненную и дорогостоящую технологию изготовления, а способ получения прессованных древесных материалов осуществляется при высокой температуре (до 220 С) и повышенном давлении. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является способ изготовления древесностружечных плит путем смешивания измельченной древесины с пенополиуретановым связующим, формирования ковра и дальнейшего его горячего прессования 5. Недостатком данного технического решения является ограниченность и дефицитность используемого катализатора отверждения, а также высокая энергоемкость технологического процесса, связанного с необходимостью нагрева плит пресса до 100 С и продолжительностью горячего прессования не менее 8 мин. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение физико-механических свойств древесностружечных плит, снижение энергопотребления при их изготовлении, расширение ассортимента пенополиуретановых связующих путем подбора катализаторов отверждения. Для осуществления поставленной задачи предложен способ изготовления древесностружечных плит путем смешивания в массовом соотношении 100(10-40) измельченной древесины и пенополиуретанового связующего, содержащего оксипропилированный триол, -тетраоксипропилендиамин, сополимер полиорганосилоксана и полиоксисилоксана,трихлорфторметан, воду, 4,4-дифенилметандиизоцианат и катализатор отверждения, последующего формирования ковра и горячего прессования смеси, отличающийся тем, что используют пенополиуретановое связующее, содержащее в качестве катализатора отверждения смесь оксида кобальта, оксида меди и диоксида марганца при следующем соотношении компонентов, мас.ч. оксипропилированный триол 76-90-тетраоксипропилендиамин 20-28 сополимер полиорганосилоксана и полиоксисилоксан 1,5-2,1 трихлорфторметан 20-40 вода 0,5-1,0 4,4-дифенилметандиизоцианат 140-170 оксид кобальта 0,1-1,0 оксид меди 0,1-1,0 диоксид марганца 0,1-1,0. Сущностью заявляемого способа изготовления древесностружечных плит является использование в пенополиуретановом связующем в качестве смеси простых полиэфиров оксипропилированного триола в количестве 76-90 мас.ч. и -тетраоксипропилендиамина в количестве 2028 мас.ч., в качестве стабилизатора пены - сополимера полиорганосилоксана и полиоксисилоксана в количестве 1,5-2,1 мас.ч., в качестве вспенивающего агента - трихлорфторметана в количестве 20-40 мас.ч. и воды в количестве 0,5-1,0, в качестве катализатора отверждения - смеси,состоящей из 0,1-1,0 мас.ч. оксида кобальта, из 0,1-1,0 мас.ч. оксида меди и 0,1-1,0 мас.ч. диоксида марганца, а также 4,4-дифенилметандиизоцианата в количестве 140-170 мас.ч. Отличительной особенностью способа является использование в составе связующего в качестве катализатора отверждения смесь оксида кобальта, оксида меди, диоксида марганца. Достоинством предлагаемого способа является использование нового катализатора отверждения в рецептуре связующего для изготовления древесностружечных плит, обес 2 7388 1 2005.09.30 печивающего значительное снижение температуры прессования (до 80 С) и получение нетоксичных плит с улучшенными физико-механическими свойствами, а также сохранение постоянной продолжительности прессования (72 мин) независимо от толщины плиты. Способ обеспечивает получение теплозвукоизоляционных плит строительного назначения - заполнителя перегородок, наружных стен малоэтажных деревянных домов и др. Процесс изготовления древесностружечных плит по предлагаемому способу включает следующие операции приготовление пенополиуретанового связующего путем тщательного и последовательного перемешивания его компонентного состава, нанесение связующего на древесные частицы, формирование ковра и его прессование с последующей технологической выдержкой полученных древесностружечных плит в стопах. Изобретение поясняется конкретными примерами. Пример 1. В емкость для смешивания помещают полиэфирную смесь, включающую оксипропилированный триол - 76 мас.ч., -тетраоксипропилендиамин - 20 мас.ч., сополимер полиорганосилоксана и полиоксисилоксана - 1,5 мас.ч., трихлорфторметан - 20 мас.ч., воду - 0,5 мас.ч. и катализатор отверждения - оксид кобальта - 0,1 мас.ч., оксид меди - 0,1 мас.ч., диоксид марганца - 0,1 мас.ч., тщательно перемешивают, затем добавляют 4,4-дифенилметандиизоцианат в количестве 140 мас.ч После повторного перемешивания смесь в заданном количестве наносят на древесные частицы. Сформированный ковер прессуют в горячем прессе при температуре 80 С и продолжительности выдержки 7 мин. Остальные примеры выполнены аналогично примеру 1 и отличаются количеством входящих в состав связующего катализатора и компонентов. Физико-механические свойства полученных древесностружечных плит толщиной 16 мм в зависимости от компонентного состава и расхода связующего приведены в таблице. Номер примера Прототип 1 2 Предел проч- Предел прочности Водопоности при при растяжении глощение статическом перпендикулярно за 24 ч,изгибе, МПа пласти, МПа 24,8 1,24 56,4 26,4 1,33 43,2 21,9 1,28 46,7 27,3 1,41 39,1 29,2 1,52 18,6 28,1 1,39 12,4 32,4 1,66 7,7 34,3 1,78 4,6 29.9 1,48 32.4 Разбухание по толщине за 24 ч,4,9 3,4 3,8 3,3 2,3 0,74 0,51 0,41 3.0 Результаты исследований показали, что с увеличением содержания связующего от 10 до 30 при одной и той же плотности плит их физико-механические показатели улучшаются. При 20 -ном содержании связующего предел прочности при статическом изгибе и предел прочности при растяжении перпендикулярно пласти увеличивается более, чем на 10 , водопоглощение уменьшается в 1,3 - 1,7 раза, а разбухание по толщине - в 1,4-1,6 раза (по сравнению с прототипом). С увеличением плотности до 770 кг/м 3 увеличиваются прочностные показатели и значительно уменьшается водопоглощение. Выделение свободного изоцианата из плит не обнаружено. Кроме того, улучшение физико-механических показателей древесностружечных плит достигнуто при значительном снижении энергозатрат при прессовании за счет снижения температуры горячих поверхностей плит пресса и продолжительности горячего прессования. 3 7388 1 2005.09.30 Полученные по предлагаемому способу древесностружечные плиты могут быть использованы в качестве заполнителя строительных панелей, изготовлении клееных древесных материалов. Источники информации 1. А.с. СССР 1121280, МПК С 09 3/16, 1984. 2. А.с. СССР 1178754, МПК С 09 3/16, 1985. 3. А.с. СССР 1232479, МПК В 27 3/02, 1986. 4. Заявка 0364113, МПК 5 С 08 К 3/00, С 08 К 9/04, С 08 97/02, 1990. 5. Патент РБ 2712, МПК В 27 3/02, В 27 3/04, 1999 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4