RU2569536C2 - Способ ацетилирования деревянных деталей - Google Patents

Способ ацетилирования деревянных деталей Download PDF

Info

Publication number
RU2569536C2
RU2569536C2 RU2012137514/05A RU2012137514A RU2569536C2 RU 2569536 C2 RU2569536 C2 RU 2569536C2 RU 2012137514/05 A RU2012137514/05 A RU 2012137514/05A RU 2012137514 A RU2012137514 A RU 2012137514A RU 2569536 C2 RU2569536 C2 RU 2569536C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wood
elements
acetylated
bar
composite
Prior art date
Application number
RU2012137514/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012137514A (ru
Inventor
Михел МАС
Бено ПОЛ
Original Assignee
Тайтен Вуд Лимитед
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 GBGB1001750.7A external-priority patent/GB201001750D0/en
Priority claimed from GBGB1022090.3A external-priority patent/GB201022090D0/en
Application filed by Тайтен Вуд Лимитед filed Critical Тайтен Вуд Лимитед
Publication of RU2012137514A publication Critical patent/RU2012137514A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2569536C2 publication Critical patent/RU2569536C2/ru

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
    • B27K3/34Organic impregnating agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/02Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • B05D3/0254After-treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/04Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases
    • B05D3/0466Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases the gas being a non-reacting gas
    • B05D3/0473Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases the gas being a non-reacting gas for heating, e.g. vapour heating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27MWORKING OF WOOD NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES B27B - B27L; MANUFACTURE OF SPECIFIC WOODEN ARTICLES
    • B27M1/00Working of wood not provided for in subclasses B27B - B27L, e.g. by stretching
    • B27M1/08Working of wood not provided for in subclasses B27B - B27L, e.g. by stretching by multi-step processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/64Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/64Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63
    • C08G18/6492Lignin containing materials; Wood resins; Wood tars; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08HDERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H8/00Macromolecular compounds derived from lignocellulosic materials
    • 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
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J161/00Adhesives based on condensation polymers of aldehydes or ketones; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J161/04Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C09J161/06Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J165/00Adhesives based on macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J165/02Polyphenylenes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04Polyurethanes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31971Of carbohydrate
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31971Of carbohydrate
    • Y10T428/31975Of cellulosic next to another carbohydrate
    • Y10T428/31978Cellulosic next to another cellulosic
    • Y10T428/31986Regenerated or modified
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31971Of carbohydrate
    • Y10T428/31989Of wood
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/4935Impregnated naturally solid product [e.g., leather, stone, etc.]
    • Y10T428/662Wood timber product [e.g., piling, post, veneer, etc.]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)

Abstract

Изобретения могут быть использованы в области строительства. Способ ацетилирования элементов из древесины, включает стадии, где элементы (а)обрабатывают уксусным ангидридом при температуре 30-190°C при давлении от атмосферного до 15 бар изб. до 80 минут и затем (b) нагревают в инертном газе, который может быть смешан с уксусным ангидридом или смесью уксусного ангидрида и уксусной кислоты при температуре 130-145°C или 150-190°C при давлении 1-5 бар изб. в течение 5-300 минут. Полученные элементы из ацетилированной древесины в смеси с синтетической смолой в качестве связующего составляют композитный продукт из древесины. Изобретения позволяют получить композиты на основе древесины с длительным сроком службы, с повышенной атмосферостойкостью, с повышенной механической прочностью, обладающие гладкой поверхностью после смачивания или грунтовки. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 табл., 1 пр.

Description

Изобретение относится к простым или декоративным листам и/или профилированным материалам, в частности для внутреннего и наружного применения в зданиях с прессованным одно- или многослойным основным слоем, выполненным из древесных прядей, древесных частиц, древесных волокон и/или целлюлозных волокон, в которых деревянные элементы ацетилированы, пропитаны синтетической смолой в качестве связующего, термически отверждены и спрессованы. Для удобства эти листы/профилированные материалы будут называться "композиты" (композитные продукты) и обычно включают конструкционные изделия из древесины, такие как древесно-волокнистая плита средней плотности (МДФ), ориентировано-стружечная плита и древесно-стружечная плита (ДСП), полученные в основном из мягких пород исходного древесного материала, такого как ель или сосна.
Изделие, содержащее такой композит, может быть использовано для внешней облицовки фасадов зданий, внешнего сайдинга, в строительстве для ограждения и крепления, стен, крыш и полов, облицовки балкона или в панелях парапета или порога панели, либо для внутренней облицовки стен или мебели или оборудования мокрого цеха или лаборатории.
Поверхность композита может быть простой или отделана декоративным слоем, состоящим из покрытия или ламинированного шпона.
Известный уровень техники раскрывает листы из древесной щепы и из древесных волокон с матрицей из синтетических смол или цемента. Обычно листы обладают равномерной плотностью и, как правило, не подходят для наружного применения или внутреннего применения во влажных условиях. Этого типа листы не являются необслуживаемыми и обычно требуют последующей обработки всех сторон из-за сильного поглощения воды краями или поверхностями. Поглощение может вызвать сильное разбухание с увеличением размеров листа и существенную потерю механической прочности материала.
У этих материалов также неудовлетворительная атмосферостойкость. Наблюдается сильное поглощение влаги по краям при тестировании атмосферостойкости и, как следствие, набухание по краям, и может иметь место расщепление внутреннего слоя через несколько недель, и в результате может произойти растрескивание поверхности.
Существующие листы также обладают низкой долговечностью при определении их стойкости к биологическому воздействию, по сравнению с листами, выполненными из элементов из ацетилированной древесины.
Поэтому целью изобретения является создание композитных продуктов из древесины, которые свободны от вышеуказанных недостатков, и предпочтительно проявляют подходящее и пониженное набухание под воздействием различных климатических условий.
Другой целью изобретения является создание композитных продуктов из древесины с длительным сроком службы и долговечных, т.е. которые не будет гнить, разлагаться и распадаться под воздействием погодных условий или биологического поражения.
Также целью изобретения является создание композитных продуктов из древесины, которые после погружения в воду при комнатной температуре и приведения в равновесие с ней, в течение значительного периода времени проявляет значительно меньшее снижение механической прочности, например, модуля разрыва и модуля упругости, по сравнению с существующими композитами. "Значительный период времени" означает несколько недель или месяцев.
Другой целью изобретения является создание композитных продуктов из древесины, которые обладают поверхностью, остающейся гладкой после смачивания или грунтовки, по существу без волокон или древесных элементов, отделяющихся от поверхности или возвышающихся над поверхностью. Это позволяет более эффективно наносить покрытия и окрашивать, и тем самым экономически эффективно. Кроме того, это свойство в сочетании с улучшением стабильности размеров приводит к существенно более длительному сроку службы покрытий и тем самым приводит к пониженным эксплуатационным расходам. Обычно волокна или древесные элементы могут возвышаться над поверхностью композита на 1-2 мм, что делает поверхность "ворсистой на ощупь".
Дополнительной целью изобретения является предложение способа изготовления элементов из ацетилированной древесины в качестве основного сырья для получения композитов на основе древесины в соответствии с изобретением. Обычно древесные элементы, подходящие для ацетилирования в соответствии с настоящим изобретением, описаны в таблице I ниже.
Figure 00000001
Figure 00000002
Ацетилированные подходящим образом древесные элемент могут быть получены либо путем ацетилирования элементов больших геометрических размеров, например, пластины, размер которых затем дополнительно уменьшают до необходимых конечных геометрических размеров, либо сначала переработкой невыдержанной (сырой) древесины до необходимых конечных геометрических размеров перед ацетилированием.
Таким образом, настоящее изобретение включает композитный продукт из древесины, содержащий ацетилированные древесные элементы, характеризующиеся средним значением распухания по толщине, не превышающим 5% после 25 циклов теста увлажнение-высыхание/замораживание-оттаивание, как описано в таблице II.
Кроме того, композит, содержащий ацетилированные древесные элементы, может быть охарактеризован сохранением, по меньшей мере, 90% среднего значения модуля упругости после 25 циклов теста увлажнение-высыхание/замораживание-оттаивание, как описано в таблице II.
Кроме того, в качестве альтернативы, композит, содержащий ацетилированные древесные элементы, может быть охарактеризован сохранением, по меньшей мере, 90% среднего значения своей прочности при изгибе после 25 циклов теста увлажнение-высыхание/замораживание-оттаивание, как описано в таблице II.
Кроме того, композит, содержащий ацетилированные древесные элементы, может быть охарактеризован сохранением, по меньшей мере, 70% своего модуля разрыва после выдержки в воде при комнатной температуре в течение 48 часов.
Композит, содержащий ацетилированные древесные элементы, также может быть охарактеризован наличием двух или более из вышеуказанных свойств продукта.
Настоящее изобретение также включает две стадии способа ацетилирования древесных элементов, в которых элементы (а) обрабатывают уксусным ангидридом при температуре 30-190°C при давлении от атмосферного до 15 бар избыточного давления (бар изб.) до 80 минут и затем (b) нагревают в инертном газе, который может быть смешан с уксусным ангидридом или смесью уксусного ангидрида и уксусной кислоты при температуре 150-190°C, при давлении 1-5 бар изб. в течение 5-300 минут.
Стадии (а) и (б) легко могут быть осуществлены в подходящем реакторе, работающем под давлением.
Предпочтительно древесные элементы до ацетилирования высушивают до влажности 2-10% масс. воды обычными способами.
Желательно до стадии (а) элементы вакуумировать для удаления присутствующих газов.
После ацетилирования элементы могут быть преимущественно оставлены для высыхания при атмосферном давлении или высушены в вакууме или высушены обоими способами.
На стадии (а) предпочтительно используют уксусный ангидрид при температуре 60-130°C, при давлении 8-12 бар изб. в течение 5-20 минут, тогда как на стадии (b) предпочтительно используют инертный газ (например, азот) при температуре 130-145°C в течение 2-4 часов. На этой стадии давление в реакторе может вырасти на 1-3 бар изб., а инертный газ полностью насыщается уксусным ангидридом и уксусной кислотой.
В качестве примера процесса настоящего изобретения стружку (примерно 40 мм×40 мм×10 мм), полученную из ели и с влажностью 4-10% масс. воды, помещают в корзину со стенками из проволочной сетки (для обеспечения свободного прохода жидкости) и размещенную в реакторе, работающем под давлением. Стружку помещают в вакуум -0,95 бар изб. в течение 5 минут. После этого, предварительно нагретую жидкость ацетилирования (включающую смесь 95% уксусного ангидрида и 5% уксусной кислоты) при 130°C вводят в реактор, в котором создают давление до 10 бар изб. в течение 10 минут. Затем реактор осушают и стружку подвергают воздействию циркулирующего азота, нагретого до 145°C, в течение 60 минут. На этой стадии процесса давление в реакторе может вырасти до 1-2 бар изб. После сброса давления ацетилированную стружку сушат в вакууме при -0,92 бар изб. и охлаждают в течение 5-10 часов, обычно 6-7 часов в целом (т.е. сушка и охлаждение). Степень ацетилирования составляет порядка 20% содержания ацетильных групп (измерена высокоэффективной жидкостной хроматографией/ближней инфракрасной спектроскопией).
Затем ацетилированную стружку разделяют на волокна, пропусканием через обычный дефибратор, смешивают с pMDI клеем (подробности см. ниже) и превращают в композитные панели или доски с применением высокой температуры и давления. Образцы этой доски вместе с доской, изготовленной из неацетилированного волокна древесины ели, подвергают испытанию увлажнение-высыхание замораживание-оттаивание (DIN EN 12467/12), описанному в табл. II.
Таблица II
Цикл увлажнение-высыхание Цикл замораживание-оттаивание
Фаза 1 - Выдерживание в воде Фаза 1 - Выдерживание в воде
Выдерживание испытуемых образцов 500×500×12 мм в воде при температуре 20°C в течение 18 ч Выдерживание испытуемых образцов 500×500×12 мм в воде при температуре 20°C в течение 3 ч
Фаза 2 - Высыхание Фаза 2 - Замораживание
Высушивание испытуемых образцов в печи в течение 6 ч при температуре 60°C и относительной влажности 20%. Замораживание испытуемых образцов при температуре -20°C в течение 3 ч
После 25 циклов тестирования увлажнение-высыхание и замораживание-оттаивание среднее значение толщины распухания ацетилированной ДСП составляет 3% по сравнению с 27% для плиты, включающей неацетилированное древесное волокно, что хорошо демонстрирует лучшие значения для плиты из ацетилированной древесной щепы.
Следующие таблицы III -X детализируют превосходные характеристики композитов (панели), включающих элементы из ацетилированной древесины в соответствии с настоящим изобретением.
Два различных клея используют для изготовления панелей. Это фенол-формальдегидный клей (PF, Hexion GmbH, название: 'Bakelite® PF 1279 HW') и полимерный дифенилметандиизоцианат (PMDI, Bayer AG, название: 'Desmodur® 1520 А20'). Последний является предпочтительным клеем.
Толщина разбухания
Измерения проводят на следующих панелях через 24 часа после погружения в воду при комнатной температуре.
Таблица III
Композит (панель) Тип Древесный элемент (порода) Плотность кг/м3 Композит (панель) толщина мм Клей типовой Содержание клея % Обработка волокна Распухание по толщине %
MDF Ель (волокно) 800 12 pMDI 5 Неацетилиро-
ванное
7,5
Ацетилирован-
ное
2,1
MDF Ель (волокно) 800 12 PF 10 Неацетилиро-
ванное
33,1
Ацетили-
рованное
2,2
ДСП Сосна 650 12 PF 7,5 Неацети-
лированное
14,5
(частицы) Ацетилирован-
ное
1,7
OSB Сосна 650 12 PF 10 Неацетили-
рованное
7,1
(Пряди) Ацетили-
рованное
1,2
MDF - древесноволокнистая плита средней плотности
OSB - ориентировано-стружечная плита
Следует отметить, что минимальное распухание по толщине 1,2-2,2%, относящееся к образцам панелей, включающих элементы из ацетилированной древесины.
Другие образцы композитов А-F выполнены из древесных волокон, стружки или прядей в соответствии со способами настоящего изобретения, и превращены в MDF и ориентировано-стружечную плиту, как указано в таблице IV ниже.
Таблица IV
MDF OSB
Композит А В С D Е F
Древесный Ель Ель Ель Ель SYP SYP
элемент (волокно) (волокно) (стружка) (волокно) (Пряди) (Пряди)
Ацетилированное Да Да Да Нет Да Нет
Тип клея pMDI PF pMDI PF pMDI pMDI
Содержание клея 5% 10% 5% 10% 8% 8%
Толщина плиты 12 мм 12 мм 12 мм 12 мм 12 мм 12 мм
(500 мм×500 мм)
Плотность, кг/м3 850 850 850 850 670 670
SYP - Южная желтая сосна
В следующей таблице V представлен эффект изменения среднего набухания по толщине после теста 25 циклов увлажнение-высыхание/замораживание-оттаивание, как описано в таблице II. Эти результаты дополнительно демонстрируют преимущественный эффект набухания по толщине, обеспечиваемый использованием ацетилированного материала.
Таблица V
Образец (таблица IV) Средняя величина распухания по толщине, %
A 3,0
Е 4,0
B 4,3
С 4,3
F 21,9
D 26,8
Модуль разрыва и эластичности
Определение проводят на MDF панелях из елового волокна после вымачивания в течение 48 часов в воде при комнатной температуре.
Таблица VI
Обработка волокна Плотность, кг/м3 Влажность до прессования, % Композит (панель) Толщи-
на, мм
Тип клея Содержание клея, % Условия тес-
тиро-
вания
МОR, Н/м м2 МОR, Н/м м2 МОЕ, Н/мм 2 МОЕ, Н/м м2
Неацетилированное 800 6,8 12 pMD I 5 Сухой 45,0 3700, 0
Влажный 16,0 950
Сохранение модуля 36% 26%
Ацетилированное 800 3,2 5,0 pMD I 5 сухой 29,0 2300, 00
влажный 26,0 2300
сохранение модуля 90% 100%
Неацетилированное 800 8,9 12,0 PF 10 сухой 27,0 2400, 00
влажный 4,7 200
сохранение модуля 17% 8%
Ацетилированное 800 6,7 15,0 PF 10 сухой 29,0 2100, 0
влажный 21,0 1600
сохранение модуля 72% 76%
MOR - модуль разрыва МОЕ - модуль упругости
Следует отметить минимальное влияние на MOR и МОЕ MDF панелей, выполненных из элементов ацетилированной древесины с использованием клея pMDI.
Модуль упругости и прочность на изгиб
В следующих таблицах VII и VIII представлен эффект изменения среднего значения модуля упругости и прочности на изгиб, соответственно, после 25 циклов теста увлажнение-высыхание/замораживание-оттаивание, как описано в таблице II.
Таблица VII
Увлажнение высыхание Замораживание оттаивание среднее
Образец (таблица IV) начало завершение начало завершение значение (сохранение модуля)
Н/мм2 % Н/мм2 %
Е 5717 5332 93 5849 5514 94 94
С 2664 2338 88 2665 2646 99 94
В 2673 2341 88 2579 2527 98 93
А 3521 3195 91 3472 3176 91 91
F 4968 2814 57 4968 3492 70 63
D 2010 782 39 2099 965 46 42
Примечание (i) минимальное снижение модуля образцов ацетилированной MDF С, В и А по сравнению с неацетилированным образцом D и
(ii) аналогичное минимальное снижение модуля образца ацетилированной OSB Е по сравнению с неацетилированным образцом F.
Таблица VIII
Образец (таблица IV) Увлажнение высыхание Замораживание оттаивание среднее значение (сохранение прочности)
начало завершение начало завершение
Н/мм2 % Н/мм2 %
Е 37,7 38,8 103 34,5 40,2 117 109
В 32,5 30,2 93 30,5 32,9 108 100
А 41,4 38,6 93 41,1 39,9 97 95
С 24,2 21,1 87 25,2 24,4 97 92
F 41,4 28,1 68 41,4 35,8 86 77
D 21,0 13,9 66 23,9 14,5 61 63
Примечание (i) минимальное снижение модуля образцов ацетилированной MDF В, А и С по сравнению с неацетилированным образцом D и
(ii) увеличение прочности в отношении образца ацетилированной OSB Е по сравнению с неацетилированным образцом F.
Поверхностная адгезия
Еще одним преимуществом настоящего изобретения является положительное влияние на поверхностную адгезию композитов, содержащих элементы из ацетилированной древесины, что может быть продемонстрировано с помощью простого теста. При нанесении отрезка алюминиевой клейкой ленты на поверхность образца после 25 циклов напряжений мокрый-сухой, практически отсутствуют волокна, удерживаемые лентой при ее удалении. В случае образца В несколько волокон удерживаются на ленте, но в противоположность этому, когда ленту удаляют от образца D, почти на 100% клеевая поверхность покрыта неацетилированным древесным волокном.
Также было установлено, что поверхности ацетилированных образцов остаются гладкими после увлажнения поверхности, в отличие от поверхностей неацетилированных образцов.
Биологическое разложение
Результаты, представленные в следующих двух таблицах IX и X, демонстрируют дополнительный положительный эффект использования элементов из ацетилированной древесины в изготовлении композитных (панель) продуктов в обеспечении, который заключается в обеспечении защиты от поражения микроорганизмами.
Известно, что древесина, подверженная воздействию определенных грибов и/или бактерий, может повреждаться очень быстро, часто со значительной потерей веса и/или прочности, что является серьезным ограничением при эксплуатации композитных изделий. В этих экспериментах используют известные способы испытаний, в которых образцы неацетилированной и ацетилированной плиты частично погружают в слой почвы при контролируемой температуре и влажности. Последующее исследование образцов на наличие признаков повреждения проводят после периода времени 72 месяца.
Таблица IX
Испытание действия почвенных грибов на ДСП из сосны
Месяцы Контроль Включающая
(неацетилированные элементы) ацетилированные элементы
2 2 0
4 3 0
6 4 0
12 - 0
24 - 0
72 - 0
Тесты проводят в нестерильной почве, содержащей грибок бурой, белой и мягкой гнили и бактерии земли.
Система оценки: 4 - Поврежденный, 3 - Значительно поврежденный, 2 - Некоторое повреждение, 1 - Признаки повреждения, 0 - Без повреждения
Таблица X
Испытание действия почвенных грибов на MDF из осины
Месяцы Контроль (неацетилированные элементы) Включающая ацетилированные элементы
24 4,0 10
36 1,3 10
48 1,3 10
60 1,3 10
72 0,0 10
Тесты проводят в нестерильной почве, содержащей бурую плесень
Система оценки: 0 - полностью поврежденный и 10 - без повреждения

Claims (15)

1. Способ ацетилирования элементов из древесины, включающий стадии, где элементы (а) обрабатывают уксусным ангидридом при температуре 30-190°C при давлении от атмосферного до 15 бар изб. до 80 минут и затем (b) нагревают в инертном газе, который может быть смешан с уксусным ангидридом или смесью уксусного ангидрида и уксусной кислоты при температуре 130-145°C или 150-190°C при давлении 1-5 бар изб. в течение 5-300 минут.
2. Способ по п. 1, в котором древесные элементы содержат ель или сосну.
3. Способ по п. 1, в котором древесные элементы до ацетилирования высушивают до влажности 2-10 мас.% воды.
4. Способ по п. 1, в котором до стадии (а) элементы вакуумируют для удаления присутствующих газов.
5. Способ по п. 1, в котором температура на стадии (а) составляет 60-130°C, давление 8-12 бар изб. и время 5-20 минут.
6. Способ по п. 1, в котором температура на стадии (b) составляет 130-145°C, давление на стадии (b) составляет 1-3 бар изб. и время 2-4 часа.
7. Способ по п. 6, в котором давление составляет 1-2 бар изб.
8. Способ по одному из пп. 1-7, в котором инертный газ является азотом.
9. Способ по п. 8, в котором азот полностью насыщен уксусным ангидридом и уксусной кислотой.
10. Композитный продукт из древесины, содержащий элементы из ацетилированной древесины, полученные по способу по одному из пп. 1-9, и синтетическую смолу в качестве связующего.
11. Композитный продукт из древесины по п. 10, в котором синтетическое связующее представляет собой полимерный дифенилметандиизоцианат.
12. Композитный продукт из древесины по п. 10 или 11, характеризующийся средним значением разбухания по толщине не более 5% после 25 циклов увлажнение-высыхание/замораживание-оттаивание, как описано в таблице II.
13. Композитный продукт из древесины по п. 10 или 11, характеризующийся сохранением по меньшей мере 90% среднего значения модуля упругости после 25 циклов увлажнение-высыхание/замораживание-оттаивание, как описано в таблице II.
14. Композитный продукт из древесины по п. 10 или 11, характеризующийся сохранением по меньшей мере 90% своей прочности на изгиб после 25 циклов увлажнение-высыхание/замораживание-оттаивание, как описано в таблице II.
15. Композитный продукт из древесины по п. 10 или 11, характеризующийся сохранением по меньшей мере 70% его модуля разрыва после выдержки в течение 48 часов в воде при комнатной температуре.
RU2012137514/05A 2010-02-04 2011-02-04 Способ ацетилирования деревянных деталей RU2569536C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB1001750.7A GB201001750D0 (en) 2010-02-04 2010-02-04 Composite and process thereof
GB1001750.7 2010-02-04
GBGB1022090.3A GB201022090D0 (en) 2010-12-30 2010-12-30 Manufacturing process
GB1022090.3 2010-12-30
PCT/GB2011/050202 WO2011095824A1 (en) 2010-02-04 2011-02-04 Process for the acetylation of wood elements

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012137514A RU2012137514A (ru) 2014-03-10
RU2569536C2 true RU2569536C2 (ru) 2015-11-27

Family

ID=43901358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012137514/05A RU2569536C2 (ru) 2010-02-04 2011-02-04 Способ ацетилирования деревянных деталей

Country Status (19)

Country Link
US (1) US8865318B2 (ru)
EP (1) EP2531561A1 (ru)
JP (2) JP2013518743A (ru)
KR (1) KR101921340B1 (ru)
CN (1) CN102822282B (ru)
AU (1) AU2011212184B2 (ru)
BR (1) BR112012019630B1 (ru)
CA (1) CA2788597C (ru)
CL (1) CL2012002179A1 (ru)
CO (1) CO6571904A2 (ru)
CR (1) CR20120441A (ru)
EC (1) ECSP12012133A (ru)
MX (1) MX336534B (ru)
NZ (1) NZ601675A (ru)
PE (1) PE20130617A1 (ru)
RU (1) RU2569536C2 (ru)
SG (1) SG183181A1 (ru)
UA (1) UA118832C2 (ru)
WO (1) WO2011095824A1 (ru)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT2718351T (pt) 2011-06-10 2019-10-15 Titan Wood Ltd Acetilação de fibras de madeira
CO6910042A1 (es) 2011-09-28 2014-03-31 Titan Wood Ltd Paneles de fibras de densidad media
EP2623281A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-07 Titan Wood Limited Acetylated wood
RU2621044C2 (ru) * 2012-02-07 2017-05-31 Тайтен Вуд Лимитед Способ ацетилирования древесины и ацетилированная древесина
MY184877A (en) * 2012-05-22 2021-04-29 Titan Wood Ltd Reactor system and process for wood modification
US20140065340A1 (en) * 2012-08-29 2014-03-06 Eastman Chemical Company Moisturized acetylated wood and methods for making the same
GB2511121B (en) * 2013-02-26 2017-10-04 Medite Europe Ltd Process for manufacturing products from acetylated wood fibre
GB2511120B (en) * 2013-02-26 2017-06-21 Medite Europe Ltd Acetylated wood fibre
WO2014195860A1 (en) * 2013-06-03 2014-12-11 Chemconserve B.V. Modified wood fibres for manufacture in composites
EP3145957A1 (en) * 2014-05-21 2017-03-29 Titan Wood Limited Process for acetylation of wood in the presence of an acetylation catalyst
CN107666994B (zh) * 2015-04-13 2021-08-10 特里高亚科技有限公司 木材元件的连续乙酰化方法
RU2719997C2 (ru) * 2015-04-13 2020-04-23 Трикойа Текнолоджис Лтд Способ ацетилирования древесины
US11338468B2 (en) 2015-04-13 2022-05-24 Tricoya Technologies Ltd. Method for continuous acetylation of wood elements
ES2660426T3 (es) * 2015-11-18 2018-03-22 SWISS KRONO Tec AG Tablero de material derivado de la madera OSB (oriented strand board) con propiedades mejoradas y procedimiento para su producción
ES2687495T3 (es) * 2015-12-07 2018-10-25 SWISS KRONO Tec AG Procedimiento para la fabricación de un tablero de material derivado de la madera con emisión reducida de compuestos orgánicos volátiles (VOC)
CN106042110B (zh) * 2016-06-01 2017-10-27 江苏科技大学 一种阻燃木板的生产工艺
WO2017220772A1 (en) 2016-06-23 2017-12-28 Tricoya Technologies Ltd Cooling acetylated wood elements
DK201800137A1 (en) * 2018-03-28 2019-10-02 Danish Wood Technology A/S Treatment of wood
PT3774241T (pt) 2018-04-13 2023-08-17 Tricoya Tech Ltd Madeira acetilada e respetivo método de fabrico
KR20210138013A (ko) * 2019-02-01 2021-11-18 트리코야 테크놀러지스 엘티디 아세틸화 러버우드(rubberwood)로부터 제조된 보드(board)
EP3741793A1 (de) 2019-05-22 2020-11-25 Basf Se Faserformteile
CN111251400B (zh) * 2020-01-16 2022-04-26 北京市飞宇商贸有限公司 一种红木家具的制作方法
WO2022023452A1 (en) 2020-07-28 2022-02-03 Titan Wood Limited Purification of wood acetylation fluid
US20220371219A1 (en) * 2021-05-20 2022-11-24 Washington State University Thermally modified composite wood-strand products for construction and other applications
WO2024100210A1 (en) 2022-11-09 2024-05-16 Tricoya Technologies Ltd Purification of acetic acid by heteroazeotropic distillation with water
WO2024200869A1 (en) 2023-03-31 2024-10-03 Titan Wood Limited Production of acetic acid anhydride

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995023168A1 (en) * 1994-02-24 1995-08-31 A-Cell Acetyl Cellulosics Ab Acetylation of lignocellulosic materials
US6632326B1 (en) * 1999-09-30 2003-10-14 Yamaha Corporation Modifying method for wood elements
GB2456915A (en) * 2008-02-01 2009-08-05 Titan Wood Ltd A process for the acetylation of wood

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4388378A (en) * 1980-12-05 1983-06-14 United States Gypsum Company Thermoplastic hardboard from acetylated mat
JP3090067B2 (ja) * 1996-10-30 2000-09-18 ヤマハ株式会社 木質パネル及びその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995023168A1 (en) * 1994-02-24 1995-08-31 A-Cell Acetyl Cellulosics Ab Acetylation of lignocellulosic materials
US6632326B1 (en) * 1999-09-30 2003-10-14 Yamaha Corporation Modifying method for wood elements
GB2456915A (en) * 2008-02-01 2009-08-05 Titan Wood Ltd A process for the acetylation of wood

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПОД РЕД. КНУНЯНЦ, Химическая энциклопедия, Москва, Советская энциклопедия, 1990, том 2, с.877. *

Also Published As

Publication number Publication date
CR20120441A (es) 2013-01-24
UA118832C2 (uk) 2019-03-25
PE20130617A1 (es) 2013-06-23
CN102822282A (zh) 2012-12-12
AU2011212184A1 (en) 2012-08-30
RU2012137514A (ru) 2014-03-10
MX336534B (es) 2016-01-21
AU2011212184B2 (en) 2014-12-04
JP2013518743A (ja) 2013-05-23
BR112012019630A2 (pt) 2016-05-03
CL2012002179A1 (es) 2013-01-11
CA2788597A1 (en) 2011-08-11
ECSP12012133A (es) 2012-12-28
KR20130009759A (ko) 2013-01-23
CO6571904A2 (es) 2012-11-30
US20130209822A1 (en) 2013-08-15
CA2788597C (en) 2018-09-18
MX2012009021A (es) 2012-11-29
WO2011095824A1 (en) 2011-08-11
EP2531561A1 (en) 2012-12-12
NZ601675A (en) 2014-02-28
JP6262180B2 (ja) 2018-01-17
SG183181A1 (en) 2012-09-27
CN102822282B (zh) 2016-03-02
BR112012019630B1 (pt) 2020-10-20
JP2016027958A (ja) 2016-02-25
US8865318B2 (en) 2014-10-21
KR101921340B1 (ko) 2018-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2569536C2 (ru) Способ ацетилирования деревянных деталей
Tenorio et al. Comparative study on physical and mechanical properties of laminated veneer lumber and plywood panels made of wood from fast-growing Gmelina arborea trees
Paul et al. Optimising the properties of OSB by a one-step heat pre-treatment process
JP2018027697A (ja) 中密度繊維板パネル
Mirzaei et al. The effect of hydrothermal treatment on bond shear strength of beech wood
Çolak et al. Effects of logs steaming, veneer drying and aging on the mechanical properties of laminated veneer lumber (LVL)
KR20080002807A (ko) 목재계 재료의 제조 방법
Rahman et al. Some physical and mechanical properties of bamboo mat-wood veneer plywood
EP3917740B1 (en) Boards from acetylated rubberwood
Mohebby et al. Springback in acetylated wood based composites
Çavuş et al. Determination of some physical and mechanical properties of parallel-strand lumber manufactured with bamboo (Phyllostachys bambusoides)
Lee et al. Effects of gluing conditions for formaldehyde-free tannin adhesive on the oriented bamboo scrimber board properties
Hrázský et al. Determination of the pressing parameters of spruce water-resistant plywood
Alfareza et al. The effect of heating temperature on the physical and mechanical characteristics of plybamboo prepared from betung bamboo (Dendrocalamus asper)
Niemz et al. Creep behaviour of wood and wood-based materials: recent advances in the state-of-the-art and open questions.
Brunetti et al. Thermal treatment of hardwood species from Italian plantations: preliminary studies on some effects on technological properties of wood
Kim et al. Erratum to: Evaluation of Adhesive Characteristics of Mixed Cross Laminated Timber (CLT) Using Yellow Poplar and Softwood Structural Lumber
Kim et al. Evaluation of Adhesive Characteristics of Mixed Cross Laminated Timber (CLT) Using Yellow Popular and Softwood Structural Lumbers
CN114407144A (zh) 一种超稳定结构生态板材
Aladenika et al. Effect of Hot Water Pre-Treatment on Mechanical and Physical Properties of Wood-Cement Bonded Particles Board
Blanchet et al. OSB panel as substrate for engineered wood flooring