RU2726232C1 - Клей для изготовления древесно-стружечных плит и плит на основе отходов однолетних растений - Google Patents
Клей для изготовления древесно-стружечных плит и плит на основе отходов однолетних растений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2726232C1 RU2726232C1 RU2019139884A RU2019139884A RU2726232C1 RU 2726232 C1 RU2726232 C1 RU 2726232C1 RU 2019139884 A RU2019139884 A RU 2019139884A RU 2019139884 A RU2019139884 A RU 2019139884A RU 2726232 C1 RU2726232 C1 RU 2726232C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boards
- adhesive
- phenol
- wood
- formaldehyde resin
- Prior art date
Links
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 title claims abstract description 33
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 10
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 23
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 14
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 abstract description 10
- 239000003292 glue Substances 0.000 abstract description 10
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 abstract description 8
- 239000002023 wood Substances 0.000 abstract description 7
- 239000003607 modifier Substances 0.000 abstract description 5
- 239000010903 husk Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 abstract description 2
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 abstract description 2
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 abstract description 2
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 abstract description 2
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 abstract description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 abstract description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 abstract description 2
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 abstract description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 abstract description 2
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000011487 hemp Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 abstract description 2
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 240000004308 marijuana Species 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 description 6
- 239000011093 chipboard Substances 0.000 description 6
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 5
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000001667 (E)-4-furan-2-ylbut-3-en-2-one Substances 0.000 description 2
- GBKGJMYPQZODMI-SNAWJCMRSA-N (e)-4-(furan-2-yl)but-3-en-2-one Chemical compound CC(=O)\C=C\C1=CC=CO1 GBKGJMYPQZODMI-SNAWJCMRSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 231100000171 higher toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- -1 phenol alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000012260 resinous material Substances 0.000 description 1
- 229920003987 resole Polymers 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09F—NATURAL RESINS; FRENCH POLISH; DRYING-OILS; OIL DRYING AGENTS, i.e. SICCATIVES; TURPENTINE
- C09F1/00—Obtaining purification, or chemical modification of natural resins, e.g. oleo-resins
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению клеев на основе фенолформальдегидных смол, используемых в деревообрабатывающей промышленности при изготовлении древесно-стружечных плит и плит на основе отходов однолетних растений, например плит на основе костры льна. Технической задачей изобретения является создание клея на основе водорастворимой фенолформальдегидной смолы с недорогой модифицирующей добавкой, обеспечивающей повышение физико-механических свойств плит за счет более равномерного распределения клея по поверхности древесных частиц при их осмолении, а также расширяющих область применения клея при производстве не только древесно-стружечных плит, но и плит на основе отходов однолетних растений при практически неизменяемом технологическом процессе плитного производства. Поставленная техническая задача достигается тем, что в состав клея, включающего водорастворимую фенолформальдегидную смолу, вводят модифицирующую добавку в виде фурфурола при следующем соотношении компонентов, масс. ч.: Фенолформальдегидная смола (жидкая) 100; Фурфурол 0,5-2,5. Существенным признаком, отличающим заявляемое техническое решение от прототипа, является то, что в клеевой состав на основе фенолформальдегидной смолы при смешивании дополнительно вводят модификатор - фурфурол в количестве 0,5-2,5 масс. ч., что позволяет снизить поверхностное натяжение клеевого состава и улучшить равномерность распределения клея по древесным частицам при изготовлении древесно-стружечных плит, или по частицам костры льна при изготовления костроплит, или по частицам иных отходов однолетних растений, например измельченной соломы злаковых растений, костры конопли, шелухи подсолнечника, шелухи риса, и повысить физико-механические показатели этих плит при несущественном изменении технологии приготовления клеевого состава. 3 ил.
Description
Изобретение относится к получению клеев на основе фенолформальдегидных смол, используемых в деревообрабатывающей промышленности при изготовлении древесно-стружечных плит и плит на основе отходов однолетних растений, например, плит на основе костры льна.
Известен клей для производства древесно-стружечных плит на основе водорастворимой фенолформальдегидной смолы резольного типа СФЖ-3014 (Доронин Ю.Г. Синтетические смолы в деревообработке / Ю.Г. Доронин, С.Н. Мирошниченко, М.М. Свиткина. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Лесная промышленность, 1987. - с. 102-106).
Однако, водорастворимая фенолформальдегидная смола обладает большой величиной поверхностного натяжения (60…70 мН/м), поэтому неравномерно распределяется по поверхности древесных частиц при производстве древесно-стружечных плит и по поверхности частиц однолетних растений, например, костры льна, обладающих меньшим поверхностным натяжением (40…50 мН/м). Физико-механические свойства древесно-стружечных плит и плит на основе отходов однолетних растений имеют низкие показатели вследствие не полной растекаемости связующего и неравномерности его распределения по поверхности частиц наполнителя.
Известны клеи на основе спирторастворимых фенолформальдегидных смол (фенолоспиртов) с различной степенью отгонки водно-спиртовой фракции (Патент SU 65474 Способ получения фенолальдегидных пластиков / А.А. Ванштейдт, А.А. Васильев. - №321684; заявл. 20.04.1943. - 3 с.), обладающие меньшей величиной поверхностного натяжения, и, как следствие, более равномерно распределяющиеся по поверхности древесных частиц при осмолении, что позволяет производить древесно-стружечные плиты с более высокими физико-механическими характеристиками.
Однако применение данных смол связано с повышенной токсичностью как самого производства, так и готовой продукции на их основе, поскольку содержание свободных токсичных веществ в исходном клее весьма значительно, а склеивание древесных материалов на основе данных смол связано с технологическими трудностями, заключающимися в необходимости подсушки осмоленных материалов. Кроме этого спирторастворимые фенолформальдегидные смолы более дорогие, чем водорастворимые. Их применение связано с рядом технологических трудностей, в частности, для промывки технологического оборудования требуется соответствующий растворитель - спирт.
Известен клеевой состав для производства костроплит на основе фенолоформальдегидной смолы с модифицирующей добавкой на основе бутанола-1 с уменьшенной величиной поверхностного натяжения (Патент RU 2377271 Клей для изготовления костроплит / С.А. Угрюмов, В.Е. Цветков. - №2008115759; заявл. 21.04.2008. - 5 с.).
Однако применение данного клеевого состава связано с токсичностью и пожароопасностью процесса производства клеевого состава, поскольку бутанол-1 относится к классу легковоспламеняющихся жидкостей, смеси паров бутанола-1 с воздухом взрывоопасны.
Известен клей для изготовления древесно-стружечных плит, включающий готовую водорастворимую фенолформальдегидную смолу СФЖ-3014 с модифицирующей добавкой на основе фурфуролацетонового мономера ФА и n-толуолсульфокислоты (Патент RU 2571908 Клей для изготовления древесно-стружечных плит / С.А. Угрюмов, А.В. Осетров, А.А. Федотов. - №2014105647; заявл. 14.02.2014. - 6 с.) - прототип.
Недостатком данного клеевого состава является необходимость использования дорогого фурфурол-ацетонового мономера ФА, что ведет к удорожанию продукции. Данный клеевой состав применим только для производства древесно-стружечных плит, так как его вязкость остается на высоком уровне. При осмолении наполнителей на основе отходов однолетних растений не происходит равномерного распределения клея, что приводит к снижению физико-механических показателей плит.
Технической задачей изобретения является создание клея на основе водорастворимой фенолоформальдегидной смолы с недорогой модифицирующей добавкой, обеспечивающей повышение физико-механических свойств плит за счет более равномерного распределения клея по поверхности древесных частиц при их осмолении, а также расширяющих область применения клея при производстве не только древесно-стружечных плит, но и плит на основе отходов однолетних растений при практически неизменяемом технологическом процессе плитного производства.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в состав клея, включающего водорастворимую фенолформальдегидную смолу, дополнительно вводят модифицирующую добавку - фурфурол, при следующем соотношении компонентов, масс. ч:
| Фенолоформальдегидная смола (жидкая) | 100; |
| Фурфурол | 0,5-2,5. |
Клей готовят следующим образом. Предварительно перегоняют фурфурол при температуре кипения, равной 161,5°С для удаления продуктов окисления фурфурола.
Смолу и фурфурол смешивают в установках приготовления связующего, например ДКС-1. Компоненты связующего подаются раздельно насосами-дозаторами в лабиринтную мешалку, где происходит смешивание компонентов и образование однородного клея в виде эмульсии. Из лабиринтной мешалки клей подается в смеситель на стадию осмоления наполнителя.
Существенным признаком, отличающим заявляемое техническое решение от прототипа, является то, что модификатором клеевого состава на основе фенолоформальдегидной смолы является фурфурол, что позволяет снизить поверхностное натяжение клеевого состава и улучшить равномерность распределения клея по древесным частицам при изготовлении древесно-стружечных плит, или по частицам костры льна при изготовления костроплит, или по частицам иных отходов однолетних растений, например, измельченной соломы злаковых растений, костры конопли, шелухи подсолнечника, шелухи риса, повысить физико-механические показатели этих плит при удешевлении конечного продукта.
Требуемое количество вводимого модификатора определено на основе экспериментальных исследований с привлечением основных положений теории смачивания и адгезии, согласно которой полимерные составы, применяемые при осмолении наполнителей, должны обеспечивать полное смачивание поверхности субстрата. Для достижения полного смачивания и высокой адгезии необходимо, чтобы поверхностное натяжение субстрата (костры льна) было больше поверхностного натяжения адгезива (клея) (Берлин А.А. Основы адгезии полимеров / А.А. Берлин, В.Е. Басин. - М.: Химия, 1974. - с. 78).
Изобретение иллюстрируется следующими материалами:
Фиг. 1. Характеристика клеевых составов на основе фенолоформальдегидной смолы марки СФЖ-3014 с модифицирующей добавкой на основе фурфурола.
Фиг. 2. Сравнительные свойства древесно-стружечных плит на основе фенолоформальдегидной смолы марки СФЖ-3014 с модифицирующей добавкой на основе фурфурола.
Фиг. 3. Сравнительные свойства костроплит на основе фенолоформальдегидной смолы марки СФЖ-3014 с модифицирующей добавкой на основе фурфурола.
При введении в состав клея на основе фенолоформальдегидной смолы марки СФЖ-3014 свежеперегнанного фурфурола краевой угол смачивания существенно уменьшается (фиг. 1). Существенное улучшение смачивания поверхности костры льна достигается при введении в состав клея на основе водорастворимой фенолоформальдегидной смолы фурфурола в количестве 0,5-2,5 масс. ч.
На фиг. 2, 3 приведены сравнительные физико-механические характеристики древесно-стружечных плит и костроплит, изготовленных с применением клея на основе водорастворимой фенолоформальдегидной смолы марки СФЖ-3014 с введением в состав клея модификатора -фурфурола. Плиты, толщиной 16 мм, произведены из березовой резаной стружки и костры льна (фракции 10/2), плотностью 750 кг/м3, с расходом связующего 12% относительно массы абсолютно сухого наполнителя. Температура плит пресса при прессовании составляла 180°С, удельное давление прессования 2 МПа, время выдержки под давлением 8 мин. Из фиг. 2, 3 видно, что при введении в клеевой состав на основе водорастворимой фенолформальдегидной смолы марки СФЖ-3014 модифицирующей добавки в виде свежеперегнанного фурфурола в количестве 0,5-2,5 масс. ч заметно повышаются физико-механические характеристики древесно-стружечных плит и костроплит. Увеличение содержания модификатора в клее более 2,5 масс. ч. приводит к снижению прочности и водостойкости плит.
Claims (2)
- Клей для изготовления древесно-стружечных плит и плит на основе отходов однолетних растений, включающий водорастворимую фенолформальдегидную смолу, отличающийся тем, что клей содержит модифицирующую добавку в виде фурфурола при следующем соотношении компонентов, масс. ч.:
-
Фенолформальдегидная смола (жидкая) 100 Фурфурол 0,5-2,5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019139884A RU2726232C1 (ru) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | Клей для изготовления древесно-стружечных плит и плит на основе отходов однолетних растений |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019139884A RU2726232C1 (ru) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | Клей для изготовления древесно-стружечных плит и плит на основе отходов однолетних растений |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2726232C1 true RU2726232C1 (ru) | 2020-07-10 |
Family
ID=71510628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019139884A RU2726232C1 (ru) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | Клей для изготовления древесно-стружечных плит и плит на основе отходов однолетних растений |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2726232C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3402359A1 (de) * | 1984-01-25 | 1985-08-01 | Hoechst Ag, 6230 Frankfurt | Saeurehaertende mischung fuer schwindungsarme furankitte und verfahren zu deren herstellung |
| RU2377271C1 (ru) * | 2008-04-21 | 2009-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромской государственный технологический университет" | Клей для изготовления костроплит |
| RU2377270C1 (ru) * | 2008-04-21 | 2009-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромской государственный технологический университет" | Клей для изготовления костроплит |
| RU2495897C2 (ru) * | 2011-11-24 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромской государственный технологический университет" | Клей для изготовления костроплит |
| RU2571908C2 (ru) * | 2014-02-14 | 2015-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромской государственный технологический университет" | Клей для изготовления древесно-стружечных плит |
-
2019
- 2019-12-05 RU RU2019139884A patent/RU2726232C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3402359A1 (de) * | 1984-01-25 | 1985-08-01 | Hoechst Ag, 6230 Frankfurt | Saeurehaertende mischung fuer schwindungsarme furankitte und verfahren zu deren herstellung |
| RU2377271C1 (ru) * | 2008-04-21 | 2009-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромской государственный технологический университет" | Клей для изготовления костроплит |
| RU2377270C1 (ru) * | 2008-04-21 | 2009-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромской государственный технологический университет" | Клей для изготовления костроплит |
| RU2495897C2 (ru) * | 2011-11-24 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромской государственный технологический университет" | Клей для изготовления костроплит |
| RU2571908C2 (ru) * | 2014-02-14 | 2015-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромской государственный технологический университет" | Клей для изготовления древесно-стружечных плит |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9404221B2 (en) | Compositions that include hydrophobizing agents and stabilizers and methods for making and using same | |
| Hoong et al. | A new source of natural adhesive: Acacia mangium bark extracts co-polymerized with phenol-formaldehyde (PF) for bonding Mempisang (Annonaceae spp.) veneers | |
| US7842731B2 (en) | Wax emulsion for manufacture of composite boards | |
| CA3100830A1 (en) | Process for preparing a bonding resin | |
| US11981838B2 (en) | Adhesive formulation comprising lignin | |
| CA3036131A1 (en) | Glyoxalated lignin compositions | |
| CA3030361C (en) | Lignin-based phenolic resin | |
| RU2726232C1 (ru) | Клей для изготовления древесно-стружечных плит и плит на основе отходов однолетних растений | |
| WO1990015834A1 (en) | Binder composition for chip like and/or fibrous material | |
| RU2571908C2 (ru) | Клей для изготовления древесно-стружечных плит | |
| Neimsuwan et al. | Effect of tannin addition as a bio-scavenger on formaldehyde content in particleboard | |
| RU2377271C1 (ru) | Клей для изготовления костроплит | |
| SE543597C2 (en) | Process for preparing a bonding resin | |
| Ugryumov et al. | A Modified Glue for Producing Particle Boards and Boards Based on Waste of Annual Plants | |
| WO2022180061A1 (en) | Adhesive compositions comprising bio-based adhesives and mixtures for curtain coating | |
| Silva et al. | Characterization of particleboards produced with Pinus spp. waste. | |
| RU2495897C2 (ru) | Клей для изготовления костроплит | |
| RU2377270C1 (ru) | Клей для изготовления костроплит | |
| PH12016000019A1 (en) | An all natural cellulose fiberboard | |
| RU2665404C1 (ru) | Клей для фанеры | |
| RU2418026C1 (ru) | Клеевая композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука | |
| RU2633878C1 (ru) | Способ изготовления древесно-стружечных плит | |
| RU2626861C1 (ru) | Клей для изготовления костроплит | |
| Zakaria et al. | The effects of pressure and pressing time on the mechanical and physical properties of oil palm empty fruit bunch medium density fibreboard | |
| RU2608531C2 (ru) | Опилочно-стружечная плита |