FI72456C - Impregneringskomposition foer termokemisk modifiering av trae och dess framstaellningsfoerfarande. - Google Patents

Description

1 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.

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.

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.

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.

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).

SNTL:ssä kyllästysseoksena on menestyksellä käytetty fenolisia alkoholeja (vrt. SU-keksijäin todistus nro 404 620) ja useita niiden modifikaatioita, esim.

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).

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).

Il 3 72456

Haittana puun modifioimisessa fenolisten alkoholien ja fenoliformaldehydioligomeerien avulla on puun epätasainen kyllästys, poimuttuminen ja halkeilu, kyllästysseoksen epästabiliteetti.

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.

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 .

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.

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.

Tämä kyllästysseos valmistetaan sekoittamalla mo-nomeeriset resorsinolit dimetyloliurean vesi-etanoliliuok-35 seen.

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.

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).

3. Dimetyloliurean vesi-etanoliuoksen huonosta stabi-15 liteetistä johtuen jälkimmäinen valmistetaan suoraan käyttöpaikalla, jolloin on mahdotonta suorittaa kyllästyseok-sen keskitetty valmistus.

4. Tämän kyllästysseoksen avulla modifioidun puun hauraus estää sen mekaanisen käsittelyn suksen reunaa ja 20 alempaa kerrosta valmistettaessa.

Esillä olevan keksinnön kohteena on selvittää yllämainitut haitat.

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.

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-

II

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.

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 72456

NH NH

/ 1 , _^ ^ 2

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

\ 2 6 4 'vT 2 6 4 x.

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

OH

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

Rn 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.

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.

Viime vuosina suoritetut tutkimukset ovat tehneet 35 mahdolliseksi määrittää liuskeöljyn vesiliukoisten koko-naisfenolien kemiallinen koostumus, joka on esitetty seu-raavassa taulukossa 1.

li 7 72456

Taulukko 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.

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.

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.

...............- -- ΤΊ~ . . — 8 72456

Kyllästetystä puusta valmistettujen aihioitten kuivauksen lopullinen lämpötila voidaan nostaa 90°C:seen esillä olevan keksinnön mukaisen kyllästysseoksen lisääntyneen stabiliteetin ansiosta.

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).

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.

20 Parannetut terveydenhoidolliset ja hygieeniset olosuhteet puuta modifioitaessa saavutetaan sen ansiosta, että esillä olevan keksinnön mukainen kyllästysseos ei sisällä lainkaan vapaata formaldehydiä.

Kyllästysseoksen kasvanut kuiva-ainepitoisuus sa-25 moin kuin kyllästetystä puusta valmistettujen aihioitten lopullisen kuivauslämpötilan kohoaminen tekevät mahdolliseksi lisätä modifiointi- ja puun kuivausprosessien tuottavuutta vastaavasti.

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.

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 .

10 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.

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.

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.

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.

Liuosta sekoitetaan, se jäähdytetään ja astia tyhjennetään. Liuoksen varastointi-ikä on rajoittamaton ja sen valmistus voidaan suorittaa keskitetyllä tavalla.

Vesi-alkoholiuos B valmistetaan samanlaisessa 35 reaktorissa, johon lisätään 37-prosenttinen formaldehydi-vesiliuos. Jatkuvasti sekoittaen ja jäähdyttäen lisätään

II

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.

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.

10 Näin valmistetun kyllästyseoksen varastointiaika on 20 päivää lämpötilassa 20-25°C; seos ei sisällä vapaata formaldehydiä.

Esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää kyl-lästysseoksen valmistamiseksi kuvataan edelleen taulu-15 kossa 2 alla annetuissa esimerkeissä 1-5.

Taulukko 3 esittää erilaisia esillä olevan keksinnön mukaisten taulukon 2 esimerkkien 1-5 mukaan valmistetun kyllästysseoksen käyttökohteita.

Taulukko 4 esittää esillä olevan keksinnön mukai-20 sen kyllästysseoksen ja alan aikaisemman US-patentin nro 3 832 251 mukaisen kyllästysseoksen piirteitten vertailuja.

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_

Vesialkoholi-

liuos A

Vesiliukoiset liuskeöljy- 30 fenolit 100 100 100 100 100

Urea 36 28 32 30 32

Etyleeniglykoli - - 10 5

Dietyleeniglykoli - - 10

Trietyleeniglykoli - 10 35 Glyseroli 3 -

Etanoli 6 54 93 205 1025

Vesi 6 3 40 285 1492 12 72456

Taulukko 2 (jatkoa)

Lahtökcmpo- Esim. 1 Esim. 2 Esim. 3 Esim. 4 Esim. 5 nentit paino- paino- paino- paino- paino- _osia_osia_osia_osia_osia_

5 Vesi-alkoholi-liuos B

37-%:inen formal- dehydivesiliuos 95 105 107 100 107 24-%:inen airano- 10 niakkivesiliuos 54 60 62 58 62

Etanoli I 26 66 125 725

Vesi I 2 20 291 1764

Kyllästysseos Vesi-alkoholi- 15 liuos A 100 100 100 100 100

Vesi-alkoholi- liuos 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-osia

Vesiliukoiset 25 liuskeöljy- fenolit 100 100 100 100 100

Urea 36 28 32 30 32

Formaldehydi 35 39 40 37 40

Ammoniakki 13 14,5 15 14 15 30 Etyleeniglykoli - - 10 5

Dietyleeni- glykoli - - - - 10

Trietyleeni- glykoli - 10 - - 35 Glyseroli 3

Etanoli 5 80 160 380 1750

Vesi_100_126_174_683 3370 13 72456

Taulukko 4

Ominaisuudet US-patentin Tämän keksinnön nro 3832251 kyllästysseos kyllästys- 5 _seos_

Vapaa formaldehydi- pitoisuus ,paino% 1,5-2 ei lainkaan

Kuiva-ainepitoisuus 10 paino-% 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 20-90

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 tavalla

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.

14 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.

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.

Taulukko 5

Modifioidun puun US-patentin Esillä olevan kek- fysikaalismekaa- nro 3832251 sinnön kyllästysseos niset ominaisuudet_kyllästysseos_ 15 Kuiva-ainepitoisuus, paino-% 30 60 45 30 3

Esim. Esim. Esim. Esim.

_12 3_5

Puristus kuitujen suuntaan, MPa 133,5 171,5 167,0 145,8 122,5 20

Staattinen taivutus, MPa 120,0 206,6 217,4 170,0 115,0

Liimaliitoksen leikkausjännitys, MPa 11,0 19,7 15,7 13,5 9,8

Iskutaivutus 25 J/cm3 4,5 4,5 5,0 5,0 4,8

Dimensiosta- biliteetti, % 7,5 3,0 3,3 4,5 9,0

Tiheys, g/cm^ 0,75 0,96 0,86 0,78 0,68

Claims (2)

7 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 100-3370

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 72456