FI72456C - Impregnation composition for thermochemical modification of wood and its fabrication process. - Google Patents

Impregnation composition for thermochemical modification of wood and its fabrication process. Download PDF

Info

Publication number
FI72456C
FI72456C FI832205A FI832205A FI72456C FI 72456 C FI72456 C FI 72456C FI 832205 A FI832205 A FI 832205A FI 832205 A FI832205 A FI 832205A FI 72456 C FI72456 C FI 72456C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
water
urea
aqueous
phenols
mixture
Prior art date
Application number
FI832205A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI832205A0 (en
FI72456B (en
FI832205L (en
Inventor
Karl Ritsovich Kiisler
Peep Gerkhardovich Kristianson
Tiya-Maya Fridrikhovna Sjuld
Tiit Karlovich Kaps
Myart Augustovich Riistop
Juri Khindrekovich Rokk
Toomas Oskarovich Matvere
Juri Edgarovich Pravon
Ilmar Martovich Evert
Original Assignee
Tallinsk Polt Inst
Derevoobrabatyv Vilsnurk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SU823484250A external-priority patent/SU1134582A1/en
Application filed by Tallinsk Polt Inst, Derevoobrabatyv Vilsnurk filed Critical Tallinsk Polt Inst
Publication of FI832205A0 publication Critical patent/FI832205A0/en
Publication of FI832205L publication Critical patent/FI832205L/en
Application granted granted Critical
Publication of FI72456B publication Critical patent/FI72456B/en
Publication of FI72456C publication Critical patent/FI72456C/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/02Processes; Apparatus
    • B27K3/15Impregnating involving polymerisation including use of polymer-containing impregnating agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K5/00Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00
    • B27K5/001Heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/28Nitrogen-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05Alcohols; Metal alcoholates
    • C08K5/053Polyhydroxylic alcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L61/00Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L61/20Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
    • C08L61/22Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with acyclic or carbocyclic compounds
    • C08L61/24Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with acyclic or carbocyclic compounds with urea or thiourea

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Description

1 724561 72456

Kyllästyskoostumus puuaineksen lämpökemialliseksi modi-fioimiseksi ja menetelmä tämän koostumuksen valmistamiseksi 5 Esillä olevan keksinnön kohteena on sellaisen puu aineksen lämpökemiallinen modifiointi, jota käytetään suksien reunojen ja alemman kerroksen valmistuksessa samoin kuin muissa esineissä, joissa tarvitaan parannettuja puun fysikaaliskemiallisia ominaisuuksia ja sään kes-10 tävyyttä. Tarkemmin esillä olevan keksinnön kohteena on puuaineksen lämpökemialliseen modifiointiin tarkoitettu kyllästysseos ja sen valmistusmenetelmä.The present invention relates to a thermochemical modification of a wood material used in the manufacture of ski edges and a lower layer, as well as in other articles requiring improved wood physicochemical properties and weathering. More particularly, the present invention relates to an impregnation mixture for thermochemical modification of wood and a process for its preparation.

Nykyaikainen kemiallinen teollisuus antaa käytettäväksi ominaisuuksiltaan mitä erilaisimpia monomeerisiä, 15 oligomeerisiä ja polymeerisiä tuotteita, mikä mahdollises-taa loppukäytöstä riippuen puun fysikaalismekaanisten ominaisuuksien, biovenden- ja kemiallisen kestävyyden samoin kuin muiden ominaisuuksien parantamisen.The modern chemical industry makes available a wide range of monomeric, oligomeric and polymeric products, which, depending on the end use, make it possible to improve the physical-mechanical properties, bio-water and chemical resistance of wood as well as other properties.

Puun sään kestävyyttä parannetaan lisäämällä 20 pieniä määriä joitakin fenoleita ja muita myrkyllisiä yhdisteitä. Esimerkiksi US-patentissa nro 3 955 077, joka on myönnetty "Haper AB" yhtiölle, antiseptisinä aineina käyttöön on sovellettu polykloorifenoleita, nitro-fenolia, kloorinaftaleenia samoin kuin sinkkioksidia, bu-25 tyylitinaa, kupariyhdisteitä maaöljyperustaisissa liuot-timissa ja vastaavia. "Desowaq-Bauer Holzchuts" Company DE-patentti nro 2 555 984) ehdottaa polyfenoleja kino-liinien ja tiofosforihappoesteriyhdisteiden yhteydessä; "Andersen Corp." (US-patentti nro 4 103 804) modifioi 30 polykloorifenolien seoksia polyhydristen alkoholien polyestereillä ja parafiinivahoilla; "A/S Cheminowa" yhtiö (GB-patentti nro 1 528 041) ehdottaa sieniä torjuvaksi säilytysaineeksi yhdisteen MeSC>2N (Ph) -SC12CC12F käyttöä, jossa Me on metalli; "Koppers Com" (US-patentti nro 35 3 993 752) ehdottaa aikaiimetailisyanidin käyttöä; "Basf AG" (DE-patentti nro 2 622 028) ehdottaa booriha- 2 72456 polle ja alkyleenioksideille perustuvia valmisteita estämään hyönteisten vahingollista vaikutusta puuhun; "Albright and Wilson Ltd" yhtiö ehdottaa organotinayh-disteiden ja kvaternäärisen ammoniumemäksen liuoksia 5 (GB-patentti nro 1 467 420). SU-keksijän todistukset nro:t 537 814 ja 571 376 koskevat seoksia, jotka sisältävät CuO ja kolofonia tärpätissä tai CuSO^, Na2Cr20^ ja H3B°3 etikkahapossa.The weather resistance of wood is improved by adding 20 small amounts of some phenols and other toxic compounds. For example, in U.S. Patent No. 3,955,077 to Haper AB, polychlorophenols, nitrophenol, chloronaphthalene as well as zinc oxide, bu-25-tin, copper compounds in petroleum-based solvents and the like have been used as antiseptics. "Desowaq-Bauer Holzchuts" Company DE Patent No. 2,555,984) proposes polyphenols in connection with quinolines and thiophosphoric acid ester compounds; "Andersen Corp." (U.S. Patent No. 4,103,804) modifies mixtures of polychlorophenols with polyesters of polyhydric alcohols and paraffin waxes; The company "A / S Cheminowa" (GB Patent No. 1,528,041) proposes the use of MeSC> 2N (Ph) -SC12CC12F, wherein Me is a metal, as an antifungal preservative; Koppers Com (U.S. Patent No. 35,399,752) proposes the use of early methyl cyanide; "Basf AG" (DE Patent No. 2,622,028) proposes preparations based on boric acid 2 72456 and alkylene oxides to prevent the harmful effect of insects on wood; Albright and Wilson Ltd proposes solutions of organotin compounds and quaternary ammonium base 5 (GB Patent No. 1,467,420). SU inventor's certificates Nos. 537,814 and 571,376 relate to mixtures containing CuO and rosin in turpentine or CuSO 4, Na 2 Cr 2 O 3 and H 3 B 3 in acetic acid.

Viimeisten kahden, kolmen vuosikymmenen aikana 10 tutkijoiden yritykset suunnattiin huonolaatuisten puu-aineisten ominaisuuksien parantamiseen kyllästämällä niitä synteettisillä hartseilla mukaan lukien monomeerit ja oligomeerit, mitä seurasi niiden polykondensointi läm-pökemiallisia menetelmiä käyttäen.Over the past two to three decades, attempts by 10 researchers focused on improving the properties of poor quality wood by impregnating them with synthetic resins, including monomers and oligomers, followed by their polycondensation using thermochemical methods.

15 Esimerkiksi US-patentissa nro 4 194 033 huonolaa tuisen puun käsittely suoritetaan alkyyliamiinin avulla; JA-patenttihakemuksessa nro 53-30764 käsittelyyn kuuluu lisäksi formaldehydin vesiliuoksen käyttäminen. Vapaan formaldehydin absorboitumiseksi puuhun liuokseen lisä-20 tään vielä boorihappoa (vrt. JA-patenttihakemus nro 80-117611).For example, in U.S. Patent No. 4,194,033, the treatment of poorly supported wood is performed with an alkylamine; In JA Patent Application No. 53-30764, the treatment further involves the use of an aqueous solution of formaldehyde. In order to absorb the free formaldehyde in the wood, an additional boric acid is added to the solution (cf. JA Patent Application No. 80-117611).

SNTL:ssä kyllästysseoksena on menestyksellä käytetty fenolisia alkoholeja (vrt. SU-keksijäin todistus nro 404 620) ja useita niiden modifikaatioita, esim.In the SNTL, phenolic alcohols (cf. SU Inventor's Certificate No. 404,620) and several modifications thereof have been successfully used as the impregnation mixture, e.g.

25 maleiinihappoanhydridin 30-%:ista liuosta (SU-keksijäin todistus nro 620373) , etyleenin ja korkeampien rasva-alkoholien seoksen kondensaatiotuotteita (SU-keksijäin todistus nro 536 044), urea-formaldehydihartsia (SU-keksijäin todistus nro 575 218).25% solution of maleic anhydride (SU inventor certificate No. 620373), condensation products of a mixture of ethylene and higher fatty alcohols (SU inventor certificate No. 536,044), urea-formaldehyde resin (SU inventor certificate No. 575,218).

30 JA-patenttihakemukset nro:t 49-35401, 52-79004, 49-43126, PL-patentti nro 41878 koskevat pienimolekyylisten fenolin ja formaldehydin polykondensaatiotuotteit-ten menestyksellistä käyttöä. Formaldehydin hajuna adsor-boitumiseksi on ehdotettu puun käsittelyä natriumsulfiit-35 tia ja ammoniumsuolaa sisältävillä liuoksilla (vrt. JA-patenttihakemus nro 49-43126).JA Patent Applications Nos. 49-35401, 52-79004, 49-43126, PL Patent No. 41878 relate to the successful use of low molecular weight polycondensation products of phenol and formaldehyde. For adsorption of formaldehyde as an odor, it has been proposed to treat wood with solutions containing sodium sulfite and ammonium salt (cf. JA Patent Application No. 49-43126).

Il 3 72456Il 3 72456

Haittana puun modifioimisessa fenolisten alkoholien ja fenoliformaldehydioligomeerien avulla on puun epätasainen kyllästys, poimuttuminen ja halkeilu, kyllästysseoksen epästabiliteetti.A disadvantage of modifying wood with phenolic alcohols and phenol-formaldehyde oligomers is the uneven impregnation, corrugation and cracking of the wood, the instability of the impregnation mixture.

5 Tästä syystä kyllästys ja sitä seuraava kyllästys- seoksen kovettaminen pitäisi suorittaa paineen alaisena ja kuivaten lämpötilaa asteittain nostaen 30-45°:sta 100-120°C: seen, mutta kovettaminen tulisi saada tapahtumaan lämpötilassa 160-180°C (vrt. JA-patenttihakemus 10 nro 49-20483). Tämän kovetuslämpötilan tuloksena ovat modifioidun puun huonontuneet ominaisuudet.5 Therefore, impregnation and subsequent curing of the impregnation mixture should be carried out under pressure and gradually drying the temperature from 30-45 ° to 100-120 ° C, but curing should take place at 160-180 ° C (cf. JA- Patent Application 10 No. 49-20483). This curing temperature results in deteriorated properties of the modified wood.

Alalla tunnetaan myös kyllästysseos, joka sisältää karbamidin metylolijohdannaisia, formaldehydiä ja polymeraatioinitiaattoria (vrt. DE-patentti nro 2 063 171). 15 JA-patenttihakemus nro 52-24082 koskee kyllästysseosta, joka sisältää fenolia, dihydroksibentseeniä ja melamiinia tai ureaa lisänä suolaa tulenkestävyyden varmistamiseksi. Puu käsitellään kaksivaiheisella menetelmällä; liuottimen haihdutuksen jälkeen 160°C:n lämpötilassa puuta kä-20 sitellään formaldehydillä seoksen samanaikaisesti kovettuessa .An impregnation mixture containing methylol derivatives of urea, formaldehyde and a polymerization initiator is also known in the art (cf. DE patent No. 2,063,171). JA Patent Application No. 52-24082 relates to a impregnation mixture containing phenol, dihydroxybenzene and melamine or urea in addition to a salt to ensure fire resistance. The wood is treated in a two-step process; after evaporation of the solvent at 160 ° C, the wood is treated with formaldehyde while the mixture hardens.

Fenoli-, urea-, melamiini-, tai -ureamelamiini-formaldehydihartsiperustaisella kyllästysseoksella modifioidun puun mekaanisten lujuusominaisuuksien paran-25 tamiseksi JA-patenttihakemuksessa nro 52-24082 on kuvattu selluloosajohdannaisten lisääminen monomeerien lähtö-seokseen.To improve the mechanical strength properties of wood modified with a phenolic, urea, melamine, or urea melamine-formaldehyde resin-based impregnation mixture, JA Patent Application No. 52-24082 describes the addition of cellulose derivatives to a monomer starting mixture.

Esillä olevaa keksintöä lähinnä muistuttava alan aikaisempi seos kohteen valinnan ja saatujen tulosten 30 suhteen on US-patentin nro 3 832 251 mukainen kyllästys-seos, joka sisältää monomeerisiä resorsinoleja ja formal-dehydi-dimetyloliurealähteen etanolin vesiliuoksessa.A prior art mixture most similar to the present invention in terms of subject selection and results obtained is the impregnation mixture of U.S. Patent No. 3,832,251 containing monomeric resorcinols and a formaldehyde dimethylol urea source in aqueous ethanol.

Tämä kyllästysseos valmistetaan sekoittamalla mo-nomeeriset resorsinolit dimetyloliurean vesi-etanoliliuok-35 seen.This impregnation mixture is prepared by mixing the monomeric resorcinols with an aqueous-ethanolic solution of dimethylol urea.

Yllä kuvatulla US-patentin nro 3 832 251 mukai- 4 72456 sella kyllästysliuoksella on positiivisia ominaisuuksian-sa lukuunottamatta tiettyjä haittoja kuten: 1. Kyllästysseoksessa olevan vapaan formaldehydin enintään 2 %:n läsnäolosta johtuen ja sen tähden modifioi- 5 dussa puussa dimetyloliurean muodostus- ja hajoamisreak-tion tasapainon perusteella läsnäolevana ilmenee tervey-denhoidollishygieenisiä vaikeuksia seosta käytettäessä ja edelleen suksiaihioitten jatkokäsittelyssä.The 4,72456 impregnation solution described above in U.S. Patent No. 3,832,251 has its positive properties with the exception of certain disadvantages such as: 1. Due to the presence of up to 2% free formaldehyde in the impregnation mixture and therefore the formation and use of dimethylol urea in modified wood. based on the equilibrium of the disintegration reaction, there are health and hygiene difficulties present when using the mixture and further in the further processing of the ski blanks.

2. Kyllästysseoksen huono stabiilius estää kuivaus-10 lämpötilan nostamisen yli 50°C:n ja seoksen valmistamisen, jonka kuiva-ainepitoisuus olisi yli 30 % (50 % kuiva-ainepitoisuus saadaan vain valmistettaessa seosta pienissä määrissä).2. The poor stability of the impregnation mixture prevents the drying temperature from being raised above 50 ° C and the preparation of a mixture with a dry matter content of more than 30% (50% dry matter content is obtained only when the mixture is prepared in small quantities).

3. Dimetyloliurean vesi-etanoliuoksen huonosta stabi-15 liteetistä johtuen jälkimmäinen valmistetaan suoraan käyttöpaikalla, jolloin on mahdotonta suorittaa kyllästyseok-sen keskitetty valmistus.3. Due to the poor stability of the aqueous-ethanol solution of dimethylol urea, the latter is prepared directly on site, making it impossible to perform centralized preparation of the impregnation mixture.

4. Tämän kyllästysseoksen avulla modifioidun puun hauraus estää sen mekaanisen käsittelyn suksen reunaa ja 20 alempaa kerrosta valmistettaessa.4. The brittleness of wood modified with this impregnation mixture prevents its mechanical treatment during the manufacture of the edge of the ski and the 20 lower layers.

Esillä olevan keksinnön kohteena on selvittää yllämainitut haitat.It is an object of the present invention to overcome the above disadvantages.

Esillä oleva keksintö kohdistuu sellaisen kyllästysseoksen valmistukseen puun lämpökemiallista modifiointia 25 varten,joka seos ei sisällä lainkaan vapaata formaldehydiä, on erittäin stabiili ja mahdollistaa kyllästetystä puusta valmistettujen aihioiden lopullisen kuivauslämpö-tilan kohottamisen ja jolla on suuri kuiva-ainepitoisuus, mikä mahdollistaa modifioidun puun joustavuuden lisäämi-30 sen ja siten parantaa jatkossa tapahtuvan mekaanisen käsittelyn olosuhteita.The present invention is directed to the preparation of an impregnation mixture for thermochemical modification of wood which does not contain any free formaldehyde, is very stable and allows the final drying temperature of impregnated wood blanks to be raised and has a high dry matter content, which allows the wood to be modified. 30 and thus improves the conditions for further mechanical treatment.

Tämä kohde saavutetaan puun lämpökemialliseen modifiointiin tarkoitetun kyllästysseoksen avulla, joka sisältää monomeerisiä resorsinoleja ja sidottua formaldehy-35 diä etanolia sisältävässä vesi-alkoholiuoksessa; esillä olevan keksinnön mukaan kyllästysseos sisältää liuskeöl-This object is achieved by an impregnation mixture for thermochemical modification of wood containing monomeric resorcinols and bound formaldehyde in an aqueous-alcoholic solution containing ethanol; according to the present invention, the impregnation mixture

IIII

5 72456 jyn vesiliuokoisia kokonaisfenoleja, joiden hydroksiryh-mäpitoisuus on 12,0-13,3 mekv/g monomeerisinä resorsi-noleina, ureaa, heksametyleenitetramiinia ja näiden fe-noleiden molekyylikomplekseja urean ja heksametyleeni-5 tetramiinin kanssa tasapainotilassa; se sisältää myös etyleeniglykolia, sen homologia tai glyserolia; kylläs-tysseoksen koostumus on seuraava, paino-osia: vesiliukoiset liuskeöljyfenolit 100 urea 28-36 10 formaldehydi 35-40 ammoniakki 13-15 etyleeniglykoli, sen homogoli tai glyseroli 3-10 etanoli 5-1750 vesi 100-3370 15 Esillä olevan keksinnön mukaisen kyllästysseok- senkuiva-ainepitoisuus on alueella 3-60 paino-%. Tämä on seoksen etu ja saa aikaan modifioidun puun fysikaa-lis-kemiallisten ominaisuuksien parantumisen. Ei ole toivottavaa käyttää kyllästysseosta, jonka kuiva-aine-20 pitoisuus on alle 3 paino-%, koska seokselta puuttuu modifiointikyky. Yli 60 paino-%:n kuiva-ainepitoisuudessa modifiointi ei parane johtuen viskositeetin jyrkästä kasvamisesta.Water-soluble total phenols having a hydroxy group content of 12.0 to 13.3 meq / g as monomeric resorcinols, urea, hexamethylenetetramine and molecular complexes of these phenols with urea and hexamethylene-5 tetramine at equilibrium; it also contains ethylene glycol, its homology or glycerol; the composition of the impregnation mixture is as follows, parts by weight: water-soluble shale oil phenols 100 urea 28-36 10 formaldehyde 35-40 ammonia 13-15 ethylene glycol, its homogene or glycerol 3-10 ethanol 5-1750 water 100-3370 15 Impregnation mixture according to the present invention - the dry matter content is in the range from 3 to 60% by weight. This is an advantage of the mixture and results in an improvement in the physico-chemical properties of the modified wood. It is not desirable to use a impregnation mixture having a dry matter-20 content of less than 3% by weight because the mixture lacks the ability to modify. At a dry matter content of more than 60% by weight, the modification does not improve due to a sharp increase in viscosity.

Kyllästysseoksen kaikkien ominaisuuksien parane-25 minen (ei sisällä lainkaan vapaata formaldehydiä, sen stabiliteetti on hyvä ja kuiva-ainepitoisuus suuri) saavutetaan pääasiassa siten, että kyllästysseos on systeemi, joka sisältää vesiliukoisten liuskeöljyfenolien molekyylikomplekseja urean ja heksametyleenitetraraiinin 30 kanssa tasapainotilassa vesialkoholiliuoksessa tasapaino-reaktion mukaisesti: 6 72456The improvement of all the properties of the impregnation mixture (no free formaldehyde at all, good stability and high dry matter content) is mainly achieved by the impregnation mixture being a system containing molecular complexes of water-soluble shale oil phenols in equilibrium 6 72456

NH NHNH NH

/ 1 , _^ ^ 2/ 1, _ ^ ^ 2

M...O=C +(CH ) N__. M...(CH ) N +0=CM ... O = C + (CH) N__. M ... (CH) N + O = C

\ 2 6 4 'vT 2 6 4 x.\ 2 6 4 'vT 2 6 4 x.

NH2 nh2 /fx /lx 5 NH„ ^ / 2 M + 0=C M + (CH„)CN , \ z 0 4 nh2NH2 nh2 / fx / lx 5 NH „^ / 2 M + 0 = C M + (CH„) CN, \ z 0 4 nh2

OHOH

M- t^jLoH , R= - “ ~CH3' -C2H3' -C2H5' -C3H7'M- t ^ jLoH, R = - “~ CH3 '-C2H3' -C2H5 '-C3H7'

Rn n= 15Rn n = 15

Huomattakoon, että tarvittava aktiivisuus kove-tusolosuhteissa saavutetaan käyttämällä fenolikomponent-tina erittäin reaktiivisia vesiliukoisia liuskeöljyn ko-konaisfenoleja, joiden hydroksiryhmäpitoisuus on 12,0-20 13,3 mekviv/v. Termillä "vesiliukoiset liuskeöljyfeno- lit" tarkoitetaan tuotetta, joka on saatu eestiläistä öljykiviliusketta lämpökäsittelemällä.It should be noted that the required activity under curing conditions is achieved by using as reactant the highly reactive water-soluble total shale oil phenols having a hydroxy group content of 12.0 to 20 13.3 meq / v. The term "water-soluble shale oil phenols" means a product obtained by heat treatment of Estonian oil shale.

Palavien kiviliuskeiden lämpökäsittelyn aikana otetaan tervaveden mukana talteen osa fenolia (2-2,5 25 paino-% laskettuan liuskeöljystä), kun taas toinen osa saadaan pesemällä edelleen liuskeöljyä vedellä. Näille fenolipitoisuudeltaan noin 10 g/1 vesille suoritetaan orgaanisilla liuottimilla uuttaminen, jolloin tuloksena saadaan kiviliuskeen vesiliukoiset kokonaisfenolit, 30 jotka kiehuvat lämpötilassa alueella 240-360°C. Nämä fenolit sisältävät noin 10 paino-% monohydrisiä ja 90 pai-no-% dihydrisiä fenoleja. On selvitetty että dihydriset fenolit ovat alkyyliresorsinoleja.During the heat treatment of the combustible shale, part of the phenol (2-2.5% by weight of the calculated shale oil) is recovered with the tar water, while the other part is obtained by further washing the shale oil with water. These waters with a phenol content of about 10 g / l are subjected to extraction with organic solvents to give water-soluble total phenols of the rock slate which boil at a temperature in the range from 240 to 360 ° C. These phenols contain about 10% by weight of monohydric and 90% by weight of dihydric phenols. It has been found that dihydric phenols are alkyl resorcinols.

Viime vuosina suoritetut tutkimukset ovat tehneet 35 mahdolliseksi määrittää liuskeöljyn vesiliukoisten koko-naisfenolien kemiallinen koostumus, joka on esitetty seu-raavassa taulukossa 1.Studies in recent years have made it possible to determine the chemical composition of the water-soluble total phenols of shale oil, which is shown in Table 1 below.

li 7 72456li 7 72456

Taulukko 1table 1

Kemiallinen koostumus pitoisuus, _paino-%______ 5 _1_2__ monohydriset fenolit 8,6-10,4 resorsinoli 1,6-2,3 2- ja 4-metyyliresorsinolit 2,6-3,1 5-metyyliresorsinoli 28,0-30,3 10 2,4-dimetyyliresorsinoli 0,7-0,8 4,6-dimetyyliresorsinoli 1,1-1,5 2.5- dimetyyliresorsinoli 5,8-6,4 5-etyyliresorsinoli 10,2-10,7 2-etyyli-5-metyyliresorsinoli 1,7-1,8 15 4,5-dimetyyliresorsinoli 5,7-7,5 5-etenyyliresorsinoli 1,3-1,7 2-metyyli-5-etyyliresorsinoli 1,9-2,0 2.4.5- trimetyyliresorsinoli 2,1-3,0 5-propyyliresorsinoli 1,9-2,7 20 4-metyyli-5-etyyliresorsinoli 1,1-1,5 muita alkyyliresorsinoleja 18,4-22,6 mukaan lukien: neljä peruskomponenttia 50-55 5-substituoidut alkyyliresorsinolit 60-68 25 hydroksiryhmäpitoisuus 12,0-13,3 mekviv/g.Chemical composition content, weight% ______ 5 _1_2__ monohydric phenols 8.6-10.4 resorcinol 1.6-2.3 2- and 4-methylresorcinols 2.6-3.1 5-methylresorcinol 28.0-30.3 2,4-Dimethylresorcinol 0.7-0.8 4,6-Dimethylresorcinol 1.1-1.5 2.5-Dimethylresorcinol 5.8-6.4 5-Ethylresorcinol 10.2-10.7 2-ethyl-5 -methylresorcinol 1,7-1,8 4,5-dimethylresorcinol 5,7-7,5 5-ethenylresorcinol 1,3-1,7 2-methyl-5-ethylresorcinol 1,9-2,0 2,4.5- trimethylresorcinol 2.1-3.0 5-propylresorcinol 1.9-2.7 20 4-methyl-5-ethylresorcinol 1.1-1.5 including other alkyl resorcinols 18.4-22.6: four basic components 50-55 5-Substituted alkyl resorcinols 60-68 25 hydroxy group content 12.0-13.3 meq / g.

Kuten yllä esitetystä taulukosta ilmenee, pääkomponentit ovat 5-metyyli-, 5-etyyli-, 2,5-dimetyyli-ja 4,5-dimetyyliresorsinolit, joiden kokonaismäärä 30 vaihtelee ahtaissa rajoissa (50-55 paino-%), yllä esitetystä luvusta 28-30 paino-%:n muodostuessa 5-metyyli-resorsinolista.As can be seen from the table above, the main components are 5-methyl, 5-ethyl, 2,5-dimethyl and 4,5-dimethyl resorcinols, the total amount of which varies within narrow limits (50-55% by weight), of the above figure 28 -30% by weight of 5-methylresorcinol.

Vesiliukoisten raakojen liuskeöljyfenolien erityispiirre on niiden suuri reaktiivisuus verrattuna re-35 sorsinoliin. Tämän selittää 5-substituoitujen alkyyli-resorsinolien läsnäolo yllä mainittujen liuskeöljyn ko-konaisfenolien seoksessa.A special feature of water-soluble crude shale oil phenols is their high reactivity compared to re-35 sorsinol. This is explained by the presence of 5-substituted alkyl resorcinols in the mixture of total phenols of the above shale oil.

...............- -- ΤΊ~ . . — 8 72456...............- - ΤΊ ~. . - 8 72456

Kyllästetystä puusta valmistettujen aihioitten kuivauksen lopullinen lämpötila voidaan nostaa 90°C:seen esillä olevan keksinnön mukaisen kyllästysseoksen lisääntyneen stabiliteetin ansiosta.The final drying temperature of impregnated wood blanks can be raised to 90 ° C due to the increased stability of the impregnation mixture of the present invention.

5 Kyllästysseoksen kuiva-ainepitoisuuden kasvami nen 60 paino-%:iin saavutetaan sen ansiosta, että tasapainotettuun liuokseen sisällytetty molekyylikomplek-siseos säilyttää homogeenisuuden myös pienillä liuotin-määrätasoilla, so. vesi-alkoholiliuoksessa (etanolin 10 seos etyleeniglykolin, sen homologin tai glyserolin kanssa vedessä).An increase in the dry matter content of the impregnation mixture to 60% by weight is achieved due to the fact that the molecular complex mixture included in the equilibrated solution maintains homogeneity even at low solvent levels, i.e. in an aqueous-alcoholic solution (a mixture of ethanol 10 with ethylene glycol, its homologue or glycerol in water).

Modifioidun puun parantunut joustavuus saavutetaan sen ansiosta, että kyllästetyn puun kuivaus- ja puristusolosuhteissa tapahtuu heksametyleenitetramii-15 nin polykondensaatioreaktio liuskeöljyn vesiliuokoisten kokonaisfenolien ja urean kanssa johtaen siten ammoniakin kehittymiseen, mikä yhdessä korkealla kiehuvan alkoholin (etyleeniglykoli, sen homologi tai glyseroli) kanssa pehmittää puuta.The improved flexibility of the modified wood is achieved by the polycondensation reaction of hexamethylenetetramine-15 with the water-soluble total phenols and urea of the shale oil under the drying and pressing conditions of the impregnated wood, thus leading to the formation of ammonia, which together with high boiling alcohol (ethylene).

20 Parannetut terveydenhoidolliset ja hygieeniset olosuhteet puuta modifioitaessa saavutetaan sen ansiosta, että esillä olevan keksinnön mukainen kyllästysseos ei sisällä lainkaan vapaata formaldehydiä.Improved health and hygienic conditions when modifying wood are achieved due to the fact that the impregnation composition of the present invention does not contain any free formaldehyde.

Kyllästysseoksen kasvanut kuiva-ainepitoisuus sa-25 moin kuin kyllästetystä puusta valmistettujen aihioitten lopullisen kuivauslämpötilan kohoaminen tekevät mahdolliseksi lisätä modifiointi- ja puun kuivausprosessien tuottavuutta vastaavasti.The increased dry matter content of the impregnation mixture as well as the increase in the final drying temperature of the impregnated wood blanks make it possible to increase the productivity of the modification and wood drying processes, respectively.

Esillä olevan keksinnön kohteena on myös menetel-30 mä puun lämpökemiallista modifiointia varten tarkoitetun kyllästysseoksen valmistamiseksi, jolloin seosta, jonka muodostavat liuskeöljyn vesiliukoisen kokonaisfenolit, joiden hydroksiryhmäpitoisuus on 12,0-13, mekv/g, urea, polyhydrinen alkoholi - etyleeniglykoli, sen homologi 35 tai glyseroli, etanoli ja vesi, kuumennetaan lämpötila-alueella 60-95°C siten, että komponentteja on seoksessa seuraavissa osuuksissa, paino-osia: 9 72456 liuskeöljyn vesiliukoiset kokonaisfenolit 100 urea 28-36 etyleeniglykoli, sen homologi tai glyseroli 3-10 etanoli 6-1025 5 vesi 3-1492 jolloin tuloksena saadaan vesi-alkoholiliuos, joka sisältää yllä mainittuja liuskeöljyn vesiliukoisia kokonaisfenole-ja, ureaa ja näitten fenolien molekyylikompleksia urean kanssa; sekoitetaan keskenään myös formaldehydin 37-pro-10 senttinen vesiliuos, ammoniakin 24-prosenttinen vesiliuos, etanoli ja vesi seuraavissa komponenttien osuuksissa, paino-osia : formaldehydin 37-%:inen vesiliuos 95-107 ammoniakin 24-%:inen vesiliuos 54-62 15 etanoli 1-725 vesi 1-1764 ja tätä seosta pidetään lämpötila-alueella 20-60°C, jolloin saadaan heksametyleenitetramiinin vesi-alkoholiliuos; aikaisemmin valmistettu vesi-alkoholiliuos, joka sisältää 20 liuskeöljyn vesiliukoisia kokonaisfenoleja, ureaa ja näitten fenolien molekyylikompleksia urean kanssa, sekoitetaan yllä mainittuun heksametyleenitetramiinin vesialkoholi-liuokseen painosuhteessa 1:1. Näiden kahden vesi-alkoho-liliuoksen keskenään sekoittamisen tuloksena muodostuu 25 kyllästysseos, joka sisältää tasapainotilassa olevan ve- si-alkoholiliuoksen, joka sisältää liuskeöljyn vesiliukoisia kokonaisfenoleja, joiden hydroksiryhmäpitoisuus on 12,0-1,3 mekv/g, ureaa, heksametyleenitetramiinia ja mainittujen fenolien molekyylikomplekseja urean ja heksame-30 tyleenitetramiinin kanssa.The present invention also relates to a process for preparing a impregnation mixture for thermochemical modification of wood, wherein the mixture of water-soluble total phenols of shale oil having a hydroxy group content of 12.0-13 meq / g, urea, polyhydric alcohol - ethylene glycol, its homologue or glycerol, ethanol and water, heated to a temperature in the range of 60-95 ° C so that the components are present in the mixture in the following proportions, parts by weight: 9 72456 total water-soluble phenols of shale oil 100 urea 28-36 ethylene glycol, its homologue or glycerol 3-10 ethanol 6 -1025 5 water 3-1492 to give an aqueous-alcoholic solution containing the above-mentioned water-soluble total phenols of shale oil, urea and a molecular complex of these phenols with urea; 37% aqueous formaldehyde solution, 24% aqueous ammonia solution, ethanol and water in the following proportions of components are also mixed together, parts by weight: 37% aqueous formaldehyde solution 95-107 24% aqueous ammonia solution 54-62 15 ethanol 1-725 water 1-1764 and this mixture is maintained at a temperature in the range of 20-60 ° C to give an aqueous-alcoholic solution of hexamethylenetetramine; a previously prepared aqueous-alcoholic solution containing 20 water-soluble total phenols of shale oil, urea and the molecular complex of these phenols with urea is mixed with the above-mentioned aqueous-alcoholic solution of hexamethylenetetramine in a weight ratio of 1: 1. Mixing the two aqueous-alcoholic solutions results in a saturation mixture containing an equilibrium aqueous-alcoholic solution containing total water-soluble phenols of shale oil having a hydroxy group content of 12.0-1.3 meq / g, urea, hexamethylenetetramine and said phenols. molecular complexes with urea and hexame-30 ethylene tetramine.

Valmistettaessa vesi-alkoholiliuosta,(jota tästä lähin kutsutaan liuokseksi A), joka sisältää liuskeöljyn vesiliukoisia kokonaisfenoleja, ureaa ja yllämainittujen fenolien molekyylikompleksin urean kanssa, on tarpeen 35 pitää lämpötila-alueella 60-95°C komponenttien (fenolien ja urean) yhteisesti liuottimeen liukenemisen varmistamiseksi .In the preparation of an aqueous-alcoholic solution (hereinafter referred to as Solution A) containing shale oil total water-soluble phenols, urea and the above-mentioned phenolic molecular complex with urea, it is necessary to keep the components (phenols and urea) together in the solvent at 60-95 ° C .

10 7245610 72456

Valmistettaessa heksametyleenitetramiinin vesi-etanoliliuosta, ( jota tästä lähtien kutsutaan liuokseksi B) on tarpeen, ettei lämpötila ylitä 60°C johtuen lähtökomponenttien (formaldehydi ja ammoniakki) haihtu-5 vuudesta.In the preparation of an aqueous-ethanolic solution of hexamethylenetetramine (hereinafter referred to as solution B), it is necessary that the temperature does not exceed 60 ° C due to the volatility of the starting components (formaldehyde and ammonia).

Kahden sekoitetun vesi-etanoliliuoksen painosuhde 1:1 on valittu silmällä pitäen kyllästysseoksen valmistusmenetelmän yksinkertaisuutta. On kuitenkin myös mahdollista valmistaa seos muissa suhteissa menetelmää 10 monimutkaistaen.A weight ratio of 1: 1 of the two mixed aqueous-ethanol solutions has been chosen in view of the simplicity of the method for preparing the impregnation mixture. However, it is also possible to prepare the mixture in other proportions by complicating method 10.

Vesi-alkoholiuosten A ja B varastointiaika on rajoittamaton ja niistä valmistus voidaan järjestää keskitetyllä periaatteella. Kaikki tämä tekee mahdolliseksi välttää puuntyöstöteollisuudelle epätarkan dimety-15 loliurean (formaldehydilähteen) synteesin ja järjestää kyllästysseoksen keskitetyn valmistuksen.Aqueous B aqueous solutions A and B have an unlimited storage time and can be prepared on a centralized basis. All this makes it possible to avoid the inaccurate synthesis of dimethyl-15 loliurea (a source of formaldehyde) for the woodworking industry and to arrange the centralized preparation of the impregnation mixture.

Puun lämpökemialliseen modifiointiin tarkoitettu kyllästysseos valmistetaan mekaaniskemiallisella menetelmällä, joka käsittää kolme vaihetta; 20 1. Vesi-alkoholiuos A valmistetaan reaktorissa, joka on varustettu sekoittimella, lämpömittarilla, jääh-dyttimellä ja jäähdytyslämmitysvaipalla. Liuskeöljyn vesiliuokoiset kokonaisfenolit lisätään reaktoriin hyd-roksiryhmäpitoisuudessa 12,0-13,3 mekv/g ja seos lämmi-25 tetään 40°C:seen, urea lisätään ja lämpötila kohotetaan 60-95°C: seen, sitten sekoitetaan kunnes muodostuu vesiliukoisten liuskeöljyfenolien ja urean molekyylikomplek-si, ja lisätään polyhydrinen alkoholi-etyleeniglykoli, sen homologi (dietyleeniglykoli, trietyleeniglykoli) tai 30 glyseroli, vesi ja etanoli.The impregnation mixture for thermochemical modification of wood is prepared by a mechanochemical method comprising three steps; 1. Aqueous alcohol solution A is prepared in a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a condenser and a cooling heating jacket. The total water-soluble phenols of shale oil are added to the reactor at a hydroxy group concentration of 12.0-13.3 meq / g and the mixture is heated to 40 ° C, urea is added and the temperature is raised to 60-95 ° C, then stirred until water-soluble shale oil phenols and urea molecular complex, and polyhydric alcohol-ethylene glycol, its homologue (diethylene glycol, triethylene glycol) or glycerol, water and ethanol are added.

Liuosta sekoitetaan, se jäähdytetään ja astia tyhjennetään. Liuoksen varastointi-ikä on rajoittamaton ja sen valmistus voidaan suorittaa keskitetyllä tavalla.The solution is stirred, cooled and the vessel emptied. The shelf life of the solution is unlimited and its preparation can be performed in a centralized manner.

Vesi-alkoholiuos B valmistetaan samanlaisessa 35 reaktorissa, johon lisätään 37-prosenttinen formaldehydi-vesiliuos. Jatkuvasti sekoittaen ja jäähdyttäen lisätäänAqueous alcohol solution B is prepared in a similar reactor to which a 37% aqueous formaldehyde solution is added. With constant stirring and cooling, add

IIII

11 72456 reaktoriin 24-prosenttinen ammoniakkivesiliuos sellaisella nopeudella, että seoksen lämpötila ei ylitä 60°C. Liuos jäähdytetään ja astia tyhjennetään. Liuoksella on rajoittamaton varastointi-ikä ja se voidaan valmistaa 5 keskitetyllä tavalla.11 72456 reactor 24% aqueous ammonia solution at such a rate that the temperature of the mixture does not exceed 60 ° C. The solution is cooled and the vessel is emptied. The solution has an unlimited shelf life and can be prepared in a centralized manner.

3. Saatuja vesi-alkoholiuoksia A ja B sekoitetaan painosuhteessa 1:1 lämpötila-alueella 20-30°C 15-30 mi nuutin ajan, kunnes kyllästysliuoksessa saavutetaan mo-lekyylikompleksien tasapainotila.3. The resulting aqueous-alcoholic solutions A and B are mixed in a weight ratio of 1: 1 at a temperature in the range of 20-30 ° C for 15-30 minutes until the equilibrium of the molecular complexes is reached in the impregnation solution.

10 Näin valmistetun kyllästyseoksen varastointiaika on 20 päivää lämpötilassa 20-25°C; seos ei sisällä vapaata formaldehydiä.The impregnation mixture thus prepared has a storage time of 20 days at a temperature of 20-25 ° C; the mixture does not contain free formaldehyde.

Esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää kyl-lästysseoksen valmistamiseksi kuvataan edelleen taulu-15 kossa 2 alla annetuissa esimerkeissä 1-5.The process for preparing an impregnation mixture according to the present invention is further described in Table 2 in Examples 1-5 below.

Taulukko 3 esittää erilaisia esillä olevan keksinnön mukaisten taulukon 2 esimerkkien 1-5 mukaan valmistetun kyllästysseoksen käyttökohteita.Table 3 shows various uses of the impregnation mixture prepared according to Examples 1 to 5 of Table 2 according to the present invention.

Taulukko 4 esittää esillä olevan keksinnön mukai-20 sen kyllästysseoksen ja alan aikaisemman US-patentin nro 3 832 251 mukaisen kyllästysseoksen piirteitten vertailuja.Table 4 shows comparisons of the features of the impregnation composition of the present invention and the impregnation composition of the prior art U.S. Patent No. 3,832,251.

Taulukko 2 Lähtökcmpo- Esim. 1 Esim. 2 Esim. 3 Esim. 4 Esim. 5 2 5 nentit paino- paino- paino- paino- paino- _osia_osia_osia_osia_osia_Table 2 Starting example Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 2 5 nents weight weight weight weight weight weight _parts_parts_parts_parts_parts_

Vesialkoholi-Vesialkoholi-

liuos Asolution A

Vesiliukoiset liuskeöljy- 30 fenolit 100 100 100 100 100Water-soluble shale oil phenols 100 100 100 100 100

Urea 36 28 32 30 32Urea 36 28 32 30 32

Etyleeniglykoli - - 10 5Ethylene glycol - - 10 5

Dietyleeniglykoli - - 10Diethylene glycol - - 10

Trietyleeniglykoli - 10 35 Glyseroli 3 -Triethylene glycol - 10 35 Glycerol 3 -

Etanoli 6 54 93 205 1025Ethanol 6 54 93 205 1025

Vesi 6 3 40 285 1492 12 72456Water 6 3 40 285 1492 12 72456

Taulukko 2 (jatkoa)Table 2 (continued)

Lahtökcmpo- Esim. 1 Esim. 2 Esim. 3 Esim. 4 Esim. 5 nentit paino- paino- paino- paino- paino- _osia_osia_osia_osia_osia_Output example Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 nents weight weight weight weight weight weight _parts_parts_parts_parts_parts_

5 Vesi-alkoholi-liuos B5 Water-alcohol solution B

37-%:inen formal- dehydivesiliuos 95 105 107 100 107 24-%:inen airano- 10 niakkivesiliuos 54 60 62 58 6237% aqueous formaldehyde solution 95 105 107 100 107 24% aqueous airanoic acid solution 54 60 62 58 62

Etanoli I 26 66 125 725Ethanol I 26 66 125 725

Vesi I 2 20 291 1764Water I 2 20 291 1764

Kyllästysseos Vesi-alkoholi- 15 liuos A 100 100 100 100 100Impregnation mixture Water-alcohol solution A 100 100 100 100 100

Vesi-alkoholi- liuos B 100 100 100 100 100Aqueous-alcoholic solution B 100 100 100 100 100

Taulukko 3 20 Kemiallinen Esim. 1 Esim. 2 Esim. 3 Esim. 4 Esim. 5 koostumus kuiva-aine kuiva-aine kuiva-aine kuiva-aine kuiva-aine pitoisuus pitoisuus pitoisuus pitoisuus pitoisuus 60 paino-% 45 paino-% 30 paino-% 15 paino-% 3 paino-% _paino-osia paino-osia paino-osia paino-osia paino-osiaTable 3 20 Chemical Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 composition dry matter dry matter dry matter dry matter dry matter concentration concentration concentration concentration concentration 60% by weight 45% by weight 30% by weight -% 15% by weight 3% by weight _ parts by weight parts by weight parts by weight parts by weight parts by weight

Vesiliukoiset 25 liuskeöljy- fenolit 100 100 100 100 100Water soluble shale oil phenols 100 100 100 100 100

Urea 36 28 32 30 32Urea 36 28 32 30 32

Formaldehydi 35 39 40 37 40Formaldehyde 35 39 40 37 40

Ammoniakki 13 14,5 15 14 15 30 Etyleeniglykoli - - 10 5Ammonia 13 14.5 15 14 15 30 Ethylene glycol - - 10 5

Dietyleeni- glykoli - - - - 10Diethylene glycol - - - - 10

Trietyleeni- glykoli - 10 - - 35 Glyseroli 3Triethylene glycol - 10 - - 35 Glycerol 3

Etanoli 5 80 160 380 1750Ethanol 5 80 160 380 1750

Vesi_100_126_174_683 3370 13 72456Water_100_126_174_683 3370 13 72456

Taulukko 4Table 4

Ominaisuudet US-patentin Tämän keksinnön nro 3832251 kyllästysseos kyllästys- 5 _seos_Features of U.S. Patent No. 3,832,251 Impregnation Mixture Impregnation Mixture

Vapaa formaldehydi- pitoisuus ,paino% 1,5-2 ei lainkaanFree formaldehyde content, weight% 1.5-2 not at all

Kuiva-ainepitoisuus 10 paino-% 5-50 3-60Dry matter content 10% by weight 5-50 3-60

Kyllästysseoksen va-rastointiaika on 25°C:ssa vrk 10-12 18-20 15 Kyllästetystä puusta valmistettujen aihi-oitten kuivauslämpö- tila, °C 20-50 20-90The storage time of the impregnation mixture is at 25 ° C day 10-12 18-20 15 Drying temperature of preforms made of impregnated wood, ° C 20-50 20-90

Varastointista- Kyllästysseok- Vesi-alkoholiliuok- 20 biilius sen komponentit silla A ja B on valmistetaan suo-käytännöllisesti raan käyttöpai- katsoen rajoitta-kalla maton varastointi- aika; kyllästysse- 25 oksen valmistus suoritetaan keskitetyllä tavallaFrom storage- Impregnation mixture- Water-alcoholic solution- 20- The components of the bridge A and B are prepared with a shelf-life that is practically limited to the place of use; the preparation of the impregnation mixture is carried out in a centralized manner

Puun lämpökemiallinen modifiointi tämän keksin-30 nön mukaisen kyllästysseoksen avulla sisältää puun kyl lästyksen avoimessa kylvyssä tai autoklaavissa paineen alaisena tyhjössä. Sitten kyllästetylle puulle suoritetaan kuivaus lämpötilassa 20-90°C varmistaen käytetyn seoksen polykondensoitumisen ennakolta. Polykondensoi-35 tumisprosessi suoritetaan 100-180°C:ssa, edullisesti 100-120°C:ssa 0,2-6,0 MPa paineessa.Thermochemical modification of wood by the impregnation mixture of this invention includes impregnation of wood in an open bath or autoclave under pressure in a vacuum. The impregnated wood is then dried at a temperature of 20-90 ° C, ensuring that the used mixture is polycondensed in advance. The polycondensation process is carried out at 100 to 180 ° C, preferably at 100 to 120 ° C at a pressure of 0.2 to 6.0 MPa.

14 7245614 72456

Esillä olevan keksinnön mukaisia kyllästysseok-sia ja tunnetun US-patentin nro 3 832 251 mukaista seosta käyttäen tuotetun modifioidun puun vertailevat fysi-kaalismekaaniset ominaisuudet on esitetty taulukossa 5 5 alla.The comparative physico-mechanical properties of the modified wood produced using the impregnation compositions of the present invention and the composition of the known U.S. Patent No. 3,832,251 are shown in Table 5 below.

Taulukosta 5 nähdään, että samalla kuiva-ainepitoisuudella kyllästysseoksessa esillä olevan keksinnön mukaisen kyllästyseoksen avulla modifioidun puun fysi-kaalismekaaniset karakteristikat ovat 1,1-1,7 kertaa 10 suuremmat kuin US-patentin nro 3 832 251 mukaisen kyllästy sseoksen avulla modifioidun puun karakteristikat.It can be seen from Table 5 that at the same dry matter content in the impregnation mixture, the physical and mechanical characteristics of wood modified with the impregnation mixture of the present invention are 1.1-1.7 times greater than those of wood modified with the impregnation mixture of U.S. Patent No. 3,832,251.

Taulukko 5Table 5

Modifioidun puun US-patentin Esillä olevan kek- fysikaalismekaa- nro 3832251 sinnön kyllästysseos niset ominaisuudet_kyllästysseos_ 15 Kuiva-ainepitoisuus, paino-% 30 60 45 30 3Impregnation Mixture Properties_Insaturation Mixture_15 of the Present Invention of Physical Mechanism No. 3832251 of Modified Wood 15 Dry matter content,% by weight 30 60 45 30 3

Esim. Esim. Esim. Esim.Example Example Example Example

_12 3_5_12 3_5

Puristus kuitujen suuntaan, MPa 133,5 171,5 167,0 145,8 122,5 20Compression in the direction of the fibers, MPa 133.5 171.5 167.0 145.8 122.5 20

Staattinen taivutus, MPa 120,0 206,6 217,4 170,0 115,0Static bending, MPa 120.0 206.6 217.4 170.0 115.0

Liimaliitoksen leikkausjännitys, MPa 11,0 19,7 15,7 13,5 9,8Adhesive joint shear stress, MPa 11.0 19.7 15.7 13.5 9.8

Iskutaivutus 25 J/cm3 4,5 4,5 5,0 5,0 4,8Impact bending 25 J / cm3 4.5 4.5 5.0 5.0 4.8

Dimensiosta- biliteetti, % 7,5 3,0 3,3 4,5 9,0Dimensional stability,% 7.5 3.0 3.3 4.5 9.0

Tiheys, g/cm^ 0,75 0,96 0,86 0,78 0,68Density, g / cm -1 0.75 0.96 0.86 0.78 0.68

Claims (2)

7 24567 2456 1. Puuaineksen lämpökemialliseen modifiointiin tarkoitettu kyllästyskoostumus, joka sisältää monomeerisiä 5 resorsinoleja ja sidottua formaldehydiä vesialkoholiliuok-sessa, joka sisältää etanolia, tunnettu siitä, että kyllästysseos sisältää liuskeöljyn vesiliukoisia kokonais-fenoleja, joiden hydroksiryhmäpitoisuus on 12,0-13,3 mekv/g, monomeerisena resorsinolina, ureaa, heksametyleenitetramii-10 nia ja mainittujen fenolien ja urean sekä heksametyleeni-tetramiinin molekyylikomplekseja tasapainotilassa ja että se sisältää myös etyleeniglykolia, sen homologia tai glyserolia, jolloin kyllästysseoksen kemiallinen koostumus on seuraava, paino-osina: 15 liuskeöljyn vesiliukoiset kokonaisfenolit 100 urea 28-36 formaldehydi 35-40 ammoniakki 13-15 etyleeniglykoli, sen homologi tai glyseroli 3-10 20 etanoli 5-1750 vesi 100-3370Impregnation composition for thermochemical modification of wood containing monomeric resorcinols and bound formaldehyde in an aqueous alcoholic solution containing ethanol, characterized in that the impregnation mixture contains shale oil with water-soluble total phenols having a hydroxy group content of as a monomeric resorcinol, urea, hexamethylenetetramine-10 and molecular complexes of said phenols and urea and hexamethylene-tetramine at equilibrium and that it also contains ethylene glycol, its homology or glycerol 28, the chemical composition of the impregnation mixture being as follows: -36 formaldehyde 35-40 ammonia 13-15 ethylene glycol, its homologue or glycerol 3-10 20 ethanol 5-1750 water 100-3370 2. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen kylläs- tyskoostumuksen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että toisaalta kuumennetaan seosta, joka koostuu liuske- 25 öljyn vesiliukoisista kokonaisfenoleista, joiden hydroksiryhmäpitoisuus on 12,0-13,3 mekv/g, ureasta, polyhydrises-tä alkoholista, joka on etyleeniglykoli, sen homologi tai glyseroli, etanolista ja vedestä, lämpötilassa 60-95°C kaikkien komponenttien osuuksien sisältyessä tähän seokseen 30 seuraavina paino-osina: liuskeöljyn vesiliukoiset kokonaisfenolit 100 urea 28-36 etyleeniglykoli, sen homologi tai glyseroli 3-10 etanoli 6-1025 35 vesi 1-1492, jolloin saadaan tuloksena vesi-alkoholiliuos, joka sisältää mainittuja liuskeöljyn vesiliukoisia kokonaisfenoleja, 72456 16 ureaa ja mainittujen fenolien molekyylikompleksin urean kanssa; toisaalta sekoitetaan keskenään myös 37-prosentti-nen formaldehydivesiliuos, 24-prosenttinen ammoniakkivesiliuos, etanoli ja vesi komponenttien sisältyessä seokseen seuraa-5 vina paino-osina: 37-prosenttinen formaldehydivesiliuos 95-107 24-prosenttinen ammoniakkivesiliuos 54-62 etanoli 1-725 vesi 1-1764 10 toisaalta pidetään tätä seosta lämpötilassa 20-60°C, jol loin saadaan heksametyleenitetramiinin vesi-alkoholiliuos; ja toisaalta sekoitetaan liuskeöljyn kokonaisfenolien, urean ja näiden fenolien ja urean molekyylikompleksin sisältävä vesi-alkoholiliuos heksametyleenitetramiinin 15 vesi-alkoholiliuoksen kanssa painosuhteessa 1:1. 17 72456Process for preparing a impregnation composition according to claim 1, characterized in that, on the one hand, a mixture consisting of total water-soluble phenols of shale oil having a hydroxy group content of 12.0-13.3 meq / g, urea, a polyhydric alcohol is heated. is ethylene glycol, its homologue or glycerol, from ethanol and water, at a temperature of 60-95 ° C, the proportions of all components being included in this mixture 30 by weight: total water-soluble phenols of shale oil 100 urea 28-36 ethylene glycol, its homologue or glycerol 3-10 ethanol 6- 1025 35 water 1-1492 to give an aqueous-alcoholic solution containing said water-soluble total phenols of shale oil, 72456 16 urea and a molecular complex of said phenols with urea; on the other hand, a 37% aqueous formaldehyde solution, a 24% aqueous ammonia solution, ethanol and water are also mixed together, the components being included in the mixture in the following parts by weight: 37% aqueous formaldehyde solution 95-107 24% aqueous ammonia solution 54-62 ethanol 1-725 water 1 On the other hand, this mixture is maintained at a temperature of 20 to 60 ° C to give an aqueous-alcoholic solution of hexamethylenetetramine; and, on the other hand, mixing an aqueous-alcoholic solution containing total phenols of shale oil, urea, and a molecular complex of these phenols and urea with an aqueous-alcoholic solution of hexamethylenetetramine in a weight ratio of 1: 1. 17 72456
FI832205A 1982-06-17 1983-06-16 Impregnation composition for thermochemical modification of wood and its fabrication process. FI72456C (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823484250A SU1134582A1 (en) 1982-06-17 1982-06-17 Impregnation composition for thermochemical modification of wood
SU3484250 1982-06-17
SU3499921 1982-10-22
SU3499921 1982-10-22

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI832205A0 FI832205A0 (en) 1983-06-16
FI832205L FI832205L (en) 1983-12-18
FI72456B FI72456B (en) 1987-02-27
FI72456C true FI72456C (en) 1987-06-08

Family

ID=26665943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI832205A FI72456C (en) 1982-06-17 1983-06-16 Impregnation composition for thermochemical modification of wood and its fabrication process.

Country Status (5)

Country Link
CA (1) CA1190003A (en)
DE (1) DE3321927A1 (en)
FI (1) FI72456C (en)
NO (1) NO158662C (en)
SE (1) SE459958B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI94607C (en) * 1993-05-28 1995-10-10 Finnforest Oy Process for hardening wood material

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE601539C (en) * 1925-05-15 1934-08-17 Bakelite Ltd Process for the production of resinous condensation products from phenols, urea and aldehydes
CH141109A (en) * 1928-01-02 1930-07-15 Kanzok Adolf Process for impregnating porous materials with synthetic resins.

Also Published As

Publication number Publication date
CA1190003A (en) 1985-07-09
SE8303209D0 (en) 1983-06-07
SE8303209L (en) 1983-12-18
FI832205A0 (en) 1983-06-16
NO832190L (en) 1983-12-19
NO158662C (en) 1988-10-19
NO158662B (en) 1988-07-11
SE459958B (en) 1989-08-28
DE3321927A1 (en) 1983-12-22
FI72456B (en) 1987-02-27
FI832205L (en) 1983-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pizzi Tannin-based adhesives
US4433120A (en) Liquid phenolic resin composition and method for waferboard manufacture
Pizzi Condensed tannins for adhesives
CA2170603C (en) Preservation of wood with phenol formaldehyde resorcinol resins
JP2018171897A (en) Method of manufacturing wood composite material and wood composite material obtained by said manufacturing method
CA2128912A1 (en) Modified phenol-aldehyde resin and binder system
US5847058A (en) Alkylresorcinol modified phenol-aldehyde resol resin and binder system, and method of making same
Pizzi et al. A new class of tannin adhesives for exterior particleboard
US4201700A (en) Phenol-aldehyde resin composition containing peanut hull extract and an aldehyde
FI72456C (en) Impregnation composition for thermochemical modification of wood and its fabrication process.
CA2088885C (en) Precure resistant thermoset resin for molded wood composites
US4201851A (en) Organic phenol extract compositions of pecan pith agricultural residues and method
Pizzi et al. Hardening Mechanisms by Hexamethylenetetramine of Fast-Reacting Phenolic Wood Adhesives-A CP-MAS 13C NMR Study
US4200723A (en) Organic phenol extract compositions of peanut hull agricultural residues and method
US4201699A (en) Phenol-aldehyde resin composition containing pecan pith extract and an aldehyde
US5374678A (en) Adhesive
US4615737A (en) Impregnation composition for thermochemical modification of wood and process for preparing same
US6503638B1 (en) Impregnation of a lignocellulosic material
US4469858A (en) Tree foliage extracts and their use in phenol-aldehyde resins
WO1998050467A1 (en) Resin composition and board made by using the same
Pizzi Wood/bark extracts as adhesives and preservatives
CA1160389A (en) Liquid phenolic resin composition and method for waferboard manufacture
EP0915141A1 (en) Phenol-melamine-urea-formaldehyde copolymer resin compositions, method of making and curing catalysts thereof
Yano et al. Plastic-like moulded products made from renewable forest resources
JPH0337486B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: DEREVOOBRABATYVAJUSCHY KOMBINAT

Owner name: TALLINSKY POLITEKHNICHESKY INSTITUT