Результат интеллектуальной деятельности: КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ И РАСТВОРА ПОЛИАКРИЛАМИДА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области производства древесно-стружечных композиционных материалов, а именно связующего для изготовления древесно-стружечных плит (ДСП), фанеры, древесно-волокнистых плит и т.п. материалов.

В промышленности ДСП получают с применением в качестве связующего карбамидоформальдегидной смолы (КФС). Плиты, изготовленные на основе КФС, имеют низкие эксплуатационные свойства и в результате выделения формальдегида обладают значительной токсичностью (Г.М. Шварцман, Д.А. Щедро. Производство древесно-стружечных плит. 1987 г. «Лесная промышленность»).

Известен СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕТОКСИЧНЫХ ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ (патент на изобретение №2422267 от 15.04.2010, опубл. 27.06.2011, МПК B27N 3/02, C08L 97/02). Способ изготовления нетоксичных древесно-стружечных плит, включающий изготовление, сушку и сортирование древесных частиц, приготовление модифицированного связующего на основе карбамидоформальдегидной смолы, смешивание его с древесными частицами, формирование ковра и прессование плит, отличается тем, что в качестве модификатора карбамидоформальдегидной смолы используют состав на основе поливинилацетатной дисперсии.

Существенным недостатком данного способа является увеличение себестоимости готовой продукции по сравнению с промышленным методом.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании клеевого состава, обеспечивающего повышенную прочность ДСП за счет улучшения прочности склеивания и образования пространственной структуры, а так же в получении не токсичных древесных материалов, снижении себестоимости готовой продукции.

Техническое решение направлено на устранение указанных недостатков и достигается тем, что с целью повышения прочности изделия на изгиб, снижения себестоимости продукции за счет сокращения количества карбамидоформальдегидной смолы, уменьшения выделяемых в газовой фазе токсичных компонентов, предлагается использовать клеевой состав на основе карбамидоформальдегидной смолы с модифицирующими добавками: раствором полиакриламида с одним из ниже перечисленных компонентов, а именно: марганцовокислым калием, перманганатом натрия, хроматом аммония, глиоксалем, гликоурилом, бихроматом аммония, хроматом или бихроматом щелочных металлов.

Техническим результатом изобретения является создание клеевого состава для изготовления древесных материалов, обладающего вязкостью, сопоставимой с вязкостью КФС, обеспечивающего получение древесных материалов с достаточной прочностью на изгиб, с более низкой себестоимостью, менее токсичных.

Использование предлагаемой клеевой композиции позволит уменьшить токсичность клеевой композиции в процессе ее приготовления, при эксплуатации склеенных древесных изделий, увеличить прочность клеевого соединения, снизить себестоимость готового продукта.

Было произведено более двухсот опытов с компонентами, указанными в патенте, где применялись растворы полиакриламида с разными концентрациями. При этом в практическом применении для производства древесных материалов разумнее использование 0,5% раствора, т.к. по вязкости такой раствор сравним с вязкостью карбомидформальдегидной смолы. Но так же возможно применение растворов полиакриламида и других концентраций. В качестве отвердителя может выступать хлористый аммоний, щавелевая кислота, соляная кислота, кремнефтористый аммоний, комбинированный отвердитель в составе хлористого аммония и аммиачной воды и т.д.

В таблице 1 представлены результаты испытаний образцов ДСП, изготовленных с применением связующего из карбамидоформальдегидной смолы с модифицирующими добавками - водным раствором полиакриламида и сшивающим компонентом в сравнении с образцами, изготовленными по традиционной технологии со связующим КФС при прочих равных условиях.

Для определения оптимального соотношения карбамидоформальдегидной смолы и раствора полиакриламида, оценки экономического эффекта были изготовлены образцы ДСП на связующих с различными соотношениями КФС и ПАА при прочих равных условиях.

В таблице 2 представлены результаты испытаний образцов ДСП, изготовленных с применением связующих с различными соотношениями КФС и ПАА.

Результаты испытаний образцов ДСП, выдержанных при температуре 110°С в течение 30 мин методом парофазного газового хроматографического анализа с масс-спектрометрическим детектированием, показали: образец DSP-78, изготовленный с применением модифицирующей добавки - раствора полиакриламида, характеризуется наименьшим количеством выделяемых компонентов по сравнению с образцом DSP-79, изготовленным по традиционной технологии с КФС в качестве связующего.

На фиг. 1 показаны компоненты, выделяемые из образца DSP-78, изготовленного на основе комплексного связующего КФС и ПАА. На фиг. 2 показаны компоненты, выделяемые из образца DSP-79, изготовленного на основе связующего КФС.

Клеевую композицию для изготовления древесных материалов готовили следующим образом:

Пример 1

а) приготовление раствора 0,5% раствора ПАА

99,4 г - воды

0,5 г - сухого полиакриламида

0,1 г - бихромата аммония

б) приготовление композиции

7 г - КФС

2 г - 0,5% раствора ПАА с бихроматом аммония

1 г - отвердителя

Пример 2

а) приготовление раствора 0,5% раствора ПАА

99,4 г - воды

0,5 г - сухого полиакриламида

0,1 г - марганцовокислого калия

б) приготовление композиции

7 г - КФС

2 г - 0,5% раствора ПАА марганцовокислым калием

1 г - отвердителя (хлористого аммония)

Пример 3

а) приготовление раствора 0,5% раствора ПАА

99,4 г - воды

0,5 г - сухого полиакриламида

0,1 г - перманганата натрия

б) приготовление композиции

7 г - КФС

2 г -0,5% раствора ПАА с перманганатом натрия

1 г - отвердителя

Пример 4

а) приготовление раствора 0,5% раствора ПАА

99,4 г - воды

0,5 г - сухого полиакриламида

0,1 г - хромата аммония

б) приготовление композиции

7 г - КФС

2 г - 0,5% раствора ПАА с хроматом аммония

1 г - отвердителя (хлористого аммония)

Пример 5

а) приготовление раствора 0,5% раствора ПАА

99,4 г - воды

0,5 г - сухого полиакриламида

0,1 г - глиоксаля

б) приготовление композиции

7 г - КФС

2 г - 0,5% раствора ПАА с глиоксалем

1 г - отвердителя (хлористого аммония)

Пример 6

а) приготовление раствора 0,5% раствора ПАА

99,4 г - воды

0,5 г - сухого полиакриламида

0,1 г - гликоурила

б) приготовление композиции

7 г - КФС

2 г - 0,5% раствора ПАА с гликоурилом

1 г - отвердителя (хлористого аммония)

Пример 7

а) приготовление раствора 0,5% раствора ПАА

99,4 г - воды

0,5 г - сухого полиакриламида

0,1 г - хромата щелочных металлов

б) приготовление композиции

7 г - КФС

2 г - 0,5% раствора ПАА с хроматом щелочных металлов

1 г - отвердителя

Пример 8

а) приготовление раствора 0,5% раствора ПАА

99,4 г - воды

0,5 г - сухого полиакриламида

0,1 г - бихромата щелочных металлов

б) приготовление композиции

7 г - КФС

2 г - 0,5% раствора ПАА с бихроматом щелочных металлов

1 г - отвердителя (хлористого аммония).

Клеевая композиция на основе КФС и раствора полиакриламида позволяет получать древесно-стружечные плиты, фанеру, древесно-волокнистые плиты и т.п. материалы менее токсичными и более прочными по сравнению с изделиями, изготовленными по промышленной технологии. Древесные материалы, изготовленные при помощи композиционного состава из карбамидоформальдегидной смолы (КФС) и раствора полиакриламида (ПАА), менее токсичны по сравнению с получаемой в промышленности ДСП с применением в качестве связующего карбамидоформальдегидной смолы.