Композиция для древесностружечных плит

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Витебскдрев(72) Авторы Соловьева Тамара Владимировна Хмызов Игорь Анатольевич Шкирандо Татьяна Павловна Снопкова Татьяна Александровна Дубоделова Екатерина Владимировна Горжанов Вадим Валерьевич Грошев Иван Михайлович Юхновец Анатолий Иванович Еремеева Антонина Степановна Кирикович Константин Васильевич Булин Александр Иванович Степаненко Владимир Серафимович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Витебскдрев(56)2176186 1, 2001.4992519, 1991.1600622 3, 1990.1775436 1, 1992.2237574 1, 2004. Темрук В.И. и др. Труды Белорусского государственного технологического университета. Серия . Химия и технология органических веществ. 2005. - Вып. . С. 120-122.(57) Композиция для древесно-стружечных плит, включающая древесную стружку, карбамидоформальдегидную смолу, отвердитель и средство для усиления адгезионного взаимодействия в плите, отличающаяся тем, что в качестве средства для усиления адгезионного взаимодействия в плите содержит крахмал, модифицированный ферментом амилолитического действия, взятым в количестве 0,00003-0,00160 от массы абсолютно сухого крахмала, при следующем соотношении компонентов, мас.карбамидоформальдегидная смола 9,20-11,22 отвердитель 0,092-0,112 крахмал, модифицированный ферментом 0,449-0,920 амилолитического действия древесная стружка остальное. Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при изготовлении древесно-стружечных плит. Известна композиция для древесно-стружечных плит, включающая древесную стружку,связующее на основе карбамидоформальдегидной смолы и состав для обработки древесных частиц, в качестве которого используют раствор ароматического амина в количестве от 0,01 до 0,1 к массе сухой стружки (патент РФ 2237574, МПК В 27 3/02, 2004). 10434 1 2008.04.30 Недостатком этой композиции является все еще высокий уровень эмиссии формальдегида. Известно полимерное связующее для древесно-стружечных плит, включающее карбамидоформальдегидную смолу, хлористый аммоний и крахмальное молоко - отход хлебопекарного производства при отмывании клейковины из пшеничной муки (а.с. СССР 1775436,МПК С 08 97/02, 1992). Однако токсичность плит остается и здесь довольно высокой. Известна композиция для изготовления плит, включающая растительные волокна, связующее и крахмал, модифицированный до карбамата, сложного или простого эфира (патент СССР 1600622, МПК В 27 3/02, 1990. Недостатком этой композиции является необходимость введения крахмала при достаточно высоких температурах, при которых может происходить частичное отверждение связующего, при этом требуется дополнительное оборудование. Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является композиция для древесно-стружечных плит, включающая древесную стружку, карбамидоформальдегидную смолу, отвердитель и средство для усиления адгезионного взаимодействия в плите(патент РФ 2176186, МПК В 27 3/02, 2001). Эту композицию принимаем за прототип. В этой известной композиции в качестве средства для усиления адгезионного взаимодействия древесной стружки в плите использован бутадиенстирольный метакрилатный латекс (БСМК) совместно с аэросилом. Недостатком этой композиции является невысокая прочность плит и высокое содержание свободного формальдегида. Задачей изобретения является повышение показателей прочности плит, а также снижение в плитах свободного формальдегида. Указанная задача решается благодаря тому, что известная композиция для древесностружечных плит, включающая древесную стружку, карбамидоформальдегидную смолу,отвердитель и средство для усиления адгезионного взаимодействия в плите, в качестве средства для усиления адгезионного взаимодействия в плите содержит крахмал, модифицированный ферментом амилолитического действия, взятым в количестве 0,00003-0,00160 от массы абсолютно сухого крахмала, при следующем соотношении компонентов, мас.карбамидоформальдегидная смола 9,20-11,22 отвердитель 0,092-0,112 крахмал, модифицированный ферментом 0,449-0,920 амилолитического действия древесная стружка остальное. Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, что новым в заявляемой композиции является использование в качестве средства для усиления адгезионного взаимодействия в плите крахмала, модифицированного ферментом амилолитического действия, взятым в количестве 0,00003-0,00160 от массы абсолютно сухого крахмала, при следующем соотношении компонентов, мас.карбамидоформальдегидная смола 9,20-11,22 отвердитель 0,092-0,112 крахмал, модифицированный ферментом амилолитического действия 0,449-0,920 древесная стружка остальное. Фермент амилолитического действия, применяемый в качестве модификатора крахмала(для обеспечения необходимой вязкости клейстера и его адгезионных свойств), представляет собой альфа-амилазу, которая может гидролизовать 1,4-альфа-глюкозидные связи в амилозе и амилопектине крахмала. Расход фермента, определенный на основании лабораторных исследований, должен находиться в пределах (0,00003-0,00160)к массе а.с. крахмала. Сущность изобретения поясняется примерами. 2 10434 1 2008.04.30 Сначала готовят крахмальный клейстер. Для этого в реактор с рабочим объемом 1000 мл заливают 600 мл холодной воды и при постоянном перемешивании загружают 145 г а.с. крахмала (ГОСТ 7999). Затем добавляют 0,0017 г, например, фермента БАН 480 ,представляющего собой препарат, полученный из отборных штаммов, и поднимают температуру в реакторе до (65-70) С. При этой температуре смесь выдерживают (5-10) мин для интенсивного каталитического гидролиза крахмала, после чего повышают температуру до (90-95) С. Полученный крахмальный клейстер выдерживают при этой температуре не менее 10 мин для инактивации фермента, затем добавляют при перемешивании смеси дополнительно 255 мл холодной воды. При этом концентрация крахмала в полученном крахмальном клейстере составляет 14,5 . Можно использовать клейстер и с другой концентрацией крахмала (от 13 до 20 ). Связующее готовят путем смешения карбамидоформальдегидной смолы концентрацией 60 с 20 -ным водным раствором отвердителя (например, хлористого аммония). Затем вводят в необходимом количестве крахмальный клейстер, модифицированный ферментом. Композицию готовят следующим образом. Древесную стружку влажностью 2,4 смешивают со связующим. После этого формуют стружечный ковер и осуществляют его горячее прессование при температуре 180 С в течение 0,5 мин/мм толщины плиты при удельном давлении 2,2 МПа. Все компоненты композиции берут в соотношениях, указанных в формуле изобретения (примеры 1-3). Эти примеры представлены в табл. 1. Там же представлены и примеры 4 и 5, где содержание крахмала выходит за рекомендуемые границы. Испытания плит на физико-механические свойства и содержание свободного формальдегида проводят в соответствии с ГОСТ 10633, 10634, 10635, 10636 и 27678. Результаты испытаний приведены в табл. 2. Из данных, приведенных в табл. 2, видно, что поставленная в изобретении задача решается только при использовании соотношения компонентов композиции, указанных в примерах 1-3. При этом, несмотря на снижение расхода смолы по сравнению с прототипом, предел прочности плит при изгибе повышается на (4-9) , а содержание в них свободного формальдегида уменьшается на (9-24) . Остальные физико-механические показатели плит не изменяются. Применение предлагаемой композиции улучшает качество древесно-стружечных плит, а также снижает затраты на приготовление связующего за счет частичной замены его на крахмал. Рекомендуемый расход крахмала, модифицированного ферментами амилолитического действия, составляет (4-10)к а.с. смоле в плите (примеры 1-3). Предлагаемая композиция для древесно-стружечных плит прошла опытную проверку в цехе ДСтП ОАО Витебскдрев, и начато ее промышленное использование. Таблица 1 Компоненты, мас.Карбамидоформальдегидная смола Отвердитель - например,хлористый аммоний Крахмал, модифицированный ферментом амилолитического действия Древесная стружка 10434 1 2008.04.30 Таблица 2 Показатели Предел прочности при изгибе, МПа Предел прочности при растяжении перпендикулярно пласти, МПа Разбухание по толщине за 24 ч,Плотность, кг/м 3 Содержание свободного формальдегида, мг/100 г плиты Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4