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 Цыбулько Надежда Николаевна 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 стеарата марганца и талька, при следующем соотношении компонентов, мас. ч. оксипропилированный триол 70,0-80,0-тетраоксипропилендиамин 20,0-30,0 сополимер полиорганосилоксана и полиоксисилоксана 1,3-1,8 трихлорфторметан 25,0-35,0 вода 0,5-1,0 4,4-дифенилметандиизоцианат 170,0-180,0 стеарат марганца 0,05-1,0 тальк 2,0-4,0. 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 7207 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 ) и повышенном давлении. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является способ получения древесностружечных плит путем смешивания измельченной древесины и пенополиуретанового связующего взятых в массовом соотношении 100(10-40), формирования ковра и горячего прессования смеси, при этом пенополиуретановое связующее включает оксипропилированный триол, -тетраоксипропилендиамин, сополимер полиорганосилоксана и полиоксисилоксана, трихлорфторметан, воду, 4,4-дифенилметандиизоцианат и в качестве катализатора отверждения смесь талька и натриевой соли 2-нафтол (1-азо-2)-4-хлор-фенол-6-сульфокислоты 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 и продолжительностью горячего прессования не менее 8 минут. 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 стеарата марганца и талька, при следующем соотношении компонентов, мас.ч. оксипропилированный триол 70,0-80,0-тетраоксипропилендиамин 20,0-30,0 сополимер полиорганосилоксана и полиоксисилоксана 1,3-1,8 трихлорфторметан 25,0-35,0 вода 0,5-1,0 4,4-дифенилметандиизоцианат 170,0-180,0 стеарат марганца 0,05-1,0 тальк 2,0-4,0. Сущностью заявляемого способа изготовления древесностружечных плит является использование в пенополиуретановом связующем в качестве смеси простых полиэфиров оксипропилированного триола в количестве 70-80 мас.ч. и -тетраоксипропилендиамина в количестве 20-30 мас.ч., в качестве стабилизатора пены - сополимера полиорганосилоксана и полиоксисилоксана в количестве 1,3-1,8 мас.ч., в качестве вспенивающего агента трихлорфтор метана в количестве 25-35 мас.ч. и воды в количестве 0,5-1,0, в качестве катализатора отверждения - смесь стеарата марганца и талька в соотношении 0,05-1,0/2,0-4,0 мас.ч.,а также 4,4-дифенилметандиизоцианат в количестве 170-180 мас.ч. Отличительной особенностью способа является использование в составе связующего в качестве катализатора отверждения смеси стеарата марганца и талька. 2 7207 1 2005.09.30 Достоинством предлагаемого способа является использование нового катализатора отверждения в рецептуре связующего для изготовления древесностружечных плит, обеспечивающего значительное снижение температуры прессования (до 80 ) 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 - 70 мас.ч., -тетраоксипропилендиамин - 20 мас.ч., сополимер полиорганосилоксана и полиоксисилоксана - 1,2 мас.ч., трихлорфторметан - 25 мас.ч., воду - 0,5 мас.ч. и катализатор отверждения - смесь, состоящую из 0,05 мас.ч. стеарата марганца и 2 мас.ч. талька, тщательно перемешивают, затем добавляют 4,4-дифенилметандиизоцианат в количестве 170 мас.ч. После повторного перемешивания смесь в заданном количестве наносят на древесные частицы. Сформированный ковер прессуют в горячем прессе при температуре 80 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. Предел прочноСодерПредел прочсти при растяНомер жание Плотность ности при стажении перпенпримера связую- плит, кг/м тическом изгидикулярно плащего,бе, МПа сти, МПа Прототип 20 600 22,4 1,21 1 20 600 26,8 1,37 2 10 600 23,1 1,29 20 600 27,9 1,49 30 600 28,9 1,57 40 600 29,1 1,37 20 700 31,8 1,72 20 770 32,8 1,81 3 20 600 29,6 1,49 Разбухание по толщине за 24 ч,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 одинаковом процентном содержании связующего с прототипом (20 ) и плотности 600 кГ/м 3 предел прочности при статическом изгибе увеличивается на 16 , предел прочности при растяжении перпендикулярно пласти - на 20 , водопоглощение уменьшается почти в 1,5 раза, а разбухание по толщине - в 1,7 раза. Увеличение плотности до 770 кг/м 3 дает резкое увеличение прочностных показателей, а также уменьшает водопоглощение и разбухание по толщине. Выделение свободного изоцианата из плит не обнаружено. Кроме 3 7207 1 2005.09.30 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. 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 2710, МПК В 27 3/02, В 27 3/04, 1999 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4