DK153449B - Fremgangsmaade til at impraegnere trae med plast - Google Patents

Description

DK 153449B

FREMGANGSMÅDE TIL AT IMPRÆGNERE TRÆ MED PLAST

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til at forøge styrken for træ, ved at imprægnere dette med flydende plast.

5 Sådanne fremgangsmåder er kendte, ved hvilke træet først anbringes i en tank, som evakueres, hvorved fugt og gasser (luft) fjernes fra træet. Tanken fyldes derefter med en plastvæske bestående af en polymeriserbar monomer og/eller 10 oligomer, og træet imprægneres med denne plastvæske under tryk. Hærdningen af plasten sker sidenhen ved hjælp af radioaktiv bestråling af en varighed på ca. et døgn, som regel ved hjælp af en koboltkanon.

15 Denne fremgangsmåde er behæftet med flere ulemper. Metoden er dyr i og med, at hærdningen foregår ved hjælp af radioaktiv stråling. At anskaffe en koboltkanon indebærer en meget stor investering. For at gennemføre hærdningsforløbet så hurtigt som muligt, hænder det, at man udsætter 20 træet for for kraftig stråling, hvorved dette kan nedbrydes og ødelægges. Man må derfor iagttage stor forsigtighed og begrænse strålingsintensiteten, hvilket til gengæld fordrer forholdsvis lang strålingstid. Normalt nogle døgn.

25 Ved lignende fremgangsmåder bliver træet placeret i en beholder, som evakueres for fjernelse af fugtighed og/eller gasser (luft) fra træet, som derefter imprægneres med en blanding af væskeformig metylmetakrylat, umættet polyester eller epoxyplast og en katalysator, hvorefter væsken poly-30 meriseres eller tværbindes in situ ved, at træet enten opvarmes i en ovn til en temperatur på 60-150°C, fortrinsvis 80°C, eller udsættes for elektromagnetisk bestråling i et strålingskammer ved stuetemperatur.

35 Fremgangsmåder af denne art er tidligere kendt, men når det gælder de hærdningsfremmende katalysatorer, har der i alle tilfælde været tale om hærdere, som er udsat for en spontan, termisk nedbrydning ved stuetemperatur. Hvis den-

DK 153449 B

2 ne nedbrydning sker nogenlunde langsomt, vil hærderen måske kunne forblive latent i et tidsrum på en uge eller lidt længere, men man kan ikke på pålidelig måde sinke den nævnte nedbrydning, det vil sige forlænge latenstiden, men 5 er henvist til den tid, som er karakteristisk for hver hærder, imidlertid er forsinkelser af polymerisationen i et tidsrum af størrelsesordenen en uge alt for kort til, at de beskrevne træ-imprægneringsfremgangsmåder vil kunne realiseres økonomisk i en industriel målestok.

10

Dette skyldes, at det ved imprægnering af træ med polyme-riserbare stoffer i henhold til de tidligere kendte fremgangsmåder, hvor polymerisationen indledes af en katalysator, sædvanligvis et peroxid eller en azoforbindelse, er 15 et stort problem at få hele den tilblandede plast-ka-talysatormasse optaget i træet.

Et andet problem ligger i den ved polymerisationen udviklede varme, hvis varmen stiger for meget.

20

Formålet med opfindelsen er at forenkle de før omtalte fremgangsmåder og gøre disse billigere under undgåelse af de ovennævnte ulemper.

25 Dette opnås ved en fremgangsmåde af den i krav l's indledning nævnte art, hvilken fremgangsmåde ifølge opfindelsen er særegen ved, at man anvender en katalysator, som er u-virksom (latent) ved en temperatur op til 30°C, men som hurtigt aktiveres ved den nævnte varme- eller strålebe-30 handling af træet.

Ved udøvelse af den opfindelsesmæssige fremgangsmåde er man nu ikke bundet til dyr udrustning som for eksempel en koboltkanon, men kan klare sig med en konventionel varme-35 ovn til tørring af træ eller en strålingskilde som for eksempel et røntgenrør, og kan på denne måde gennemføre hærdningsforløbet væsentligt hurtigere. Endvidere er fremgangsmåden økonomisk på den måde, at hærdningen ikke påbe- 3

DK 153449B

gyndes i tryktanken, men først efter at træet er flyttet over i ovnen, hvilket medfører, at tiloversbleven plastvæske i tanken kan anvendes i den efterfølgende behandling og derfor ikke udgør noget spild.

5

Foretrukne katalysatorer for forskellige anvendelser er angivet i underkravene.

Som polymeriserbar komponent i plastbehandlingen har man 10 fundet det egnet at anvende en epoxyharpiks, med eller u-den reaktiv fortynder, en umættet polyester opløst i styren eller vinyltoluen, eller metylmetakrylat.

Som hærder til en epoxyharpiks har bortriflourid-monoetyl-15 amin, trietanolaminborat, dicyandiamid, syreanhydrid, en organisk syre eller et penta- eller hexakoordineret kiselsalt vist sig at være egnet.

Som hærder til umættet polyester eller metylmetakrylat kan 20 man vælge tertiær butylperbenzoat eller bitertiær butylpe-roxid. Man kan også tænke sig at anvende et af følgende: 2,2-bis(t-butylperoxi)butan Di-t-butylperoxid 25 2,5-dimetyl-2,5-di(t-butylperoxi)hexan t-butylhydroperoxid Cumenhydroperoxid Dicumenperoxid 2,5-dimetyl-2,5 di(t-butylperoxi)hexyn 30 n-butyl-4,4-bis(t-butylperoxi)valerat 1,l-bis(t-butylperoxi)-3,3,5-trimetylcyklohexan.

I det følgende vil illusterende udførelseseksempler på fremgangsmåden ifølge opfindelsen blive beskrevet nærmere.

35

Eksempel 1

Her blev der som træart valgt ubehandlet fyr med visse 4

DK 153449B

følgende værdier: bøjningsbrudspænding kp/mm2 = 11.20 bøjningsbrudforlængelse % = 1.04 5 bøjningsbruddeformationsarbejde kpmm/mm2 = 3.75

Det ubehandlede træ blev anbragt i en tryktank, som via en ventilhane stod i forbindelse med en opbevaringsbeholder til en væskeblanding bestående af en umættet polyester og 10 en katalysator (hærder), som bestod af tertiært butylper-benzoat. Tanken blev lukket og evakueret, hvorved trykket i nogen tid blev holdt på 10 Torr. Under denne behandling fjernedes fugt og gasser fra træet. Nævnte ventilhane blev siden åbnet uden forudgående trykudligning, hvorved plast-15 væsken strømmede ind i tanken, indtil væsken dækkede træet, hvorefter ventilhanen atter lukkedes. Derefter hævedes trykket i tanken til ca. 6 atm, og herved pressedes væsken ind i træet. Temperaturen blev holdt på 20-25°C. Efter denne trykbehandling blev træet taget ud af tanken. Over-20 skydende plastvæske pumpedes tilbage i opbevaringsbeholderen.

Træet blev derpå anbragt i en ovn, i hvilken temperaturen blev holdt på 80°C. Så snart træet havde denne temperatur 25 overalt, fordrede hærdningen kun et tidsrum på mindre en 20 minutter. Opvarmningstiden op til 80°C varierer fra en til flere timer, afhængig af emnets størrelse. Efter at træet var fjernet fra ovnen, opmåltes følgende værdier: 30 bøjningsbrudspænding kp/mm2 = 19.3 bøjningsbrudforlængelse % = 1.56 bøjningsbruddeformationsarbejde kpmm/mm2 = 9.95

Herunder angives tilsvarende værdier for nogle andre træ-35 sorter, som blev behandlet på samme vis: bøjnings- bøjningsbrud- bøjningsbrud- brudspænding forlængelse deform.arb.

DK 153449 B

5 kp/nun2 % kpmm/mm2

Ubehandlet ask 40.5 2.45 28.4 behandlet ask 61.5 3.54 61.0 5 ubehandlet ramin 26.3 1.64 11.9 behandlet ramin 43.4 2.58 31.4 ubehandlet rødbøg 24.0 1.94 14.9 behandlet rødbøg 52.6 3.30 49.3 10 Eksempel 2

Et stykke ask blev behandlet som i eksempel 1 med den for skel, at imprægneringsvæsken blev erstattet med en væskeformig blanding af 98% metylmetakrylat og 2% 2,5-dimetyl-15 2,5 di(t-butylperoksy)heksan. Ovnen blev i dette tilfælde holdt på 90°C, og hærdetiden, efter at træet havde nået 90°C, blev 55 min. Hårdheden af træet blev målt til 2,8 Brinell før imprægneringen og til 3,7 Brinell efter imprægnering og hærdning. Imprægneringen påvirkede også træ-20 et på en sådan måde, at dets naturlige årringsmønster blev fremhævet, omtrent som når man ferniserer et gulv. Plastindholdet i træet var gennemsnitligt 77% regnet i forhold til træets tørvægt, men var lavere i træstykkets overfladepartier på grund af fordampning af metylmetakrylat.

25

Eksempel 3

Et stykke rødbøg blev behandlet som i de ovenstående eksempler, men med en imprægneringsvæske sammensat af 98% af 30 en epoxyharpiks (diglycidæter af bisfenol A) og 2% bortri-fluorid - monometylamin. Temperaturen i tanken var i dette tilfælde forøget lidt, til ca. 30%, for at formindske viskositeten af epoxyharpiksen og lette imprægneringen. Af samme grund blev trykket i tanken holdt på 12 atm. Ovnens 35 temperatur blev holdt på 105°C. Ca. 30 minutter efter at træstykket havde nået endelig temperatur, begyndte en ek-soterm varmeudvikling fra hærdningen, og denne varmeudvikling var afsluttet efter yderligere 24 timer. Træstykket 6

DK 153449B

blev derpå taget ud af ovnen for at blive afkølet. Før imprægneringen målte man en hårdhed på 3,0 Brinell og efter imprægneringen 11,8 Brinell. Plastindholdet var 56% i forhold til træets tørvægt, og træets røde farve var blevet 5 væsentligt dybere, med en helt mørk, rød farvetone.

Opfindelsen kan for eksempel også udøves ved at forhøje temperaturen i ovnen til et godt stykke over 100° C fremskynde hærdningsforløbet yderligere.

Claims (4)

1. Fremgangsmåde til at øge styrken af træ ved at imprægnere det med plast, hvorved træet placeres i en beholder, 5 som evakueres for fjernelse af fugtighed og/eller gasser (luft) fra træet, som derefter imprægneres med en blanding af væskeformig metylmetakrylat, umættet polyester eller epoxyplast og en katalysator, hvorefter væsken polymerise-res eller tværbindes in situ ved, at træet enten opvarmes 10 i en ovn til en temperatur på 60-150°C, fortrinsvis 80°C, eller udsættes for elektromagnetisk bestråling i et strålingskammer ved stuetemperatur, kendetegnet ved, at man anvender en katalysator, som er uvirksom (latent) ved en temperatur op til 30°C, men som hurtigt akti-15 veres ved den nævnte varme- eller strålebehandling af træet.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man som katalysator for umættet polyester anvender 20 tertiært butylperbenzoat.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man som katalysator for metylmetakrylat anvender 2,5-dimetyl-2,5 di(t-butylperoxi)hexan. 25

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man som katalysator for epoxyplast anvender bor-trifluorid-monoetylamin.