SU1130472A1

SU1130472A1 - Method for treating wood and composition for wood impregnation

Info

Publication number: SU1130472A1
Application number: SU823457340A
Authority: SU
Inventors: Борис Иванович Купчинов; Юрий Дмитриевич Баранов; Владимир Георгиевич Родненков; Борис Петрович Батаев; Владимир Алексеевич Белый
Original assignee: Институт механики металлополимерных систем АН БССР
Priority date: 1982-06-23
Filing date: 1982-06-23
Publication date: 1984-12-23

Abstract

1. Способ обработки древесины путем ее пропитки составом, содержащим полиэфирную смолу, стирол и гидроперекись изопропилбензола, и последующей термообработки , отличающийс тем, что, с целью снижени водо- и влагопоглощени и улучшени антифрикционных свойств древесины , а также снижени энергоемкости процесса, в состав дополнительно ввод т холестериловый эфир каприновой кислоты, а термообработку осуществл ют в жидкой среде, содержащей кремнийорганическую жидкость и ванадиевый ангидрид в соотношении 100:0,01 -100:0,2 соответственно. 2.Способ по п. 1, отличающийс тем, что в жидкую среду дл термообработки дополнительно ввод т монобутилфосфорную кислоту в количестве 10-20 мае. ч, на 1 мае. ч, ванадиевого ангидрида. 3.Состав дл пропитки, древесины, содержащий полиэфирную смолу, стирол и гидроперекись изопропиленбензола, отличающийс тем, что, с целью снижени водо- и влагопоглощени и улучшени антифрикционных свойств древесины, он допол (Л нительно содержит холестериловый эфир с каприновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%: Полиэфирна смола 26,4-65,2 Стирол 32,6-68,6 Гидроперекись изо1 ,5-1,9 пропиленбензола Холестериловый эфир со о 1 to 0,5-3,2 каприновой кислоты1. A method of treating wood by impregnating it with a composition containing polyester resin, styrene and isopropyl benzene hydroperoxide, and subsequent heat treatment, characterized in that, in order to reduce water and moisture absorption and improve the anti-friction properties of wood, as well as reduce the energy intensity of the process, the composition additionally Capric acid cholesteryl ester is introduced, and the heat treatment is carried out in a liquid medium containing silicone fluid and vanadium anhydride in a ratio of 100: 0.01-100: 0.2, respectively. 2. A method according to claim 1, characterized in that monobutyl phosphoric acid is additionally introduced into the liquid medium for heat treatment in an amount of 10-20 May. h, on May 1. h, vanadium anhydride. 3. Composition for impregnation of wood containing polyester resin, styrene and isopropylenebenzene hydroperoxide, characterized in that, in order to reduce water absorption and moisture absorption and improve the antifriction properties of wood, it additionally (contains cholesteryl ester with capric acid in the following ratio of components , wt.%: Polyester resin 26.4-65.2 Styrene 32.6-68.6 Hydroperoxide, 1.5-1.9 propylene benzene Cholesteryl ester with about 1 to 0.5-3.2 capric acid

Description

Изобретение относитс к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано в процессе химической модификации древесины.The invention relates to the woodworking industry and can be used in the process of chemical modification of wood.

Известен Способ обработки древесины, включающий первоначальное воздействие на нее газообразного низкомолекул рного алкиламина при 5-15°С в течение 0,25- 0,33 ч 1.A known method of treating wood, including the initial exposure to it of low molecular weight gaseous alkylamine at 5–15 ° C for 0.25– 0.33 h 1.

Недостатком данного способа вл етс сложность технологического процесса (требующего дополнительной операции нейтрализации образующейс в процессе обработки хлорной кислоты).The disadvantage of this method is the complexity of the process (requiring an additional neutralization operation resulting from the treatment of perchloric acid).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ обработки древесины путем ее пропитки составом, содержащим полиэфирную смолу, стирол и гидроперекись изопропилбензола, и последующей термообработки 2.The closest to the invention to the technical essence and the achieved result is the method of processing wood by impregnating it with a composition containing polyester resin, styrene and isopropyl benzene hydroperoxide, and subsequent heat treatment 2.

Недостатками известного способа вл ютс относительно высокие водо- и влагопоглощающие и сравнительно низкие антифрикционные свойства обработанной древесины , а также повыщенна энергоемкость процесса за счет сравнительно высокой температуры термообработки (100-120°С).The disadvantages of this method are the relatively high water and moisture absorption and relatively low antifriction properties of treated wood, as well as the increased energy intensity of the process due to the relatively high heat treatment temperature (100-120 ° C).

Известен состав дл пропитки древесины , содержащий карбамидно-формальдегидную смолу, модифицированную фурановыми соединени ми, стирол, малеиновый ангидрид , гидроперекись изопропиленбензола и сол нокислый анилин 3.A known wood impregnation composition containing urea-formaldehyde resin modified with furan compounds, styrene, maleic anhydride, isopropylenebenzene hydroperoxide and hydrochloric acid aniline 3.

Недостатком данного состава вл етс высокий коэффициент трени получаемого при его использовании материала.The disadvantage of this composition is a high coefficient of friction obtained when using it material.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению вл етс состав 4 дл пропитки древесины, содержащий, мас.°/о:The closest in technical essence and the achieved result to the invention is the composition 4 for the impregnation of wood, containing, wt. ° / o:

Полиэфирна смола40-60Polyester resin40-60

Стирол39,5-54Styrene39,5-54

ГидроперекисьHydroperoxide

изопропилбензола0,5-1,0isopropyl benzene 0,5-1,0

Недостатками известного состава вл ютс относительно высокие водо- и влагопоглощение и сравнительно- низкие антифрикционные свойства полученного при его использовании материала из древесины.The disadvantages of this composition are relatively high water and moisture absorption and relatively low anti-friction properties of the material obtained from its use from wood.

Цель изобретени - снижение водо- и влагопоглощени и улучщение антифрикционных свойств древесины, а также снижение энергоемкости процесса.The purpose of the invention is to reduce water and moisture absorption and improve the anti-friction properties of wood, as well as reducing the energy intensity of the process.

Эта цель достигаетс тем, что при способе обработки древесины путем ее пропитки составом, содержащим полиэфирную смолу, стирол и гидроперекись изопропилбензола , и последующей термообработки, в состав дополнительно ввод т холестериловый эфир каприновой кислоты, а термообработку осуществл ют в жидкой среде, содержащей кремнийорганическую жидкость и ванадиевый ангидрид в соотношении 100:0,01 -100:0,2 соответственно.This goal is achieved by the method of treating wood by impregnating it with a composition containing polyester resin, styrene and isopropylbenzene hydroperoxide, and subsequent heat treatment, to add extra cholesteryl ester of capric acid, and heat treatment is carried out in a liquid medium containing organosilicon liquid and vanadium anhydride in the ratio of 100: 0.01 -100: 0.2, respectively.

Кроме того, в жидкую среду дл термообработки может быть введена дополнительно монобутилфосфорна кислота в количестве 10-20 мае. ч, на 1 мае. ч, ванадиевого ангидрида.In addition, additional monobutyl phosphoric acid may be added to the liquid heat treatment medium in an amount of 10–20 May. h, on May 1. h, vanadium anhydride.

При этом состав дл пропитки древесины , содержащий полиэфирную смолу, стирол и гидроперекись изопропилбензола, дополнительно содержит холестериловый эфир каприновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%:The composition for impregnation of wood, containing polyester resin, styrene and isopropyl benzene hydroperoxide, additionally contains cholesteryl ester of capric acid in the following ratio, wt.%:

Полиэфирна смола26,4-65,2Polyester resin 26,4-65,2

Стирол32,6-68,6Styrene32,6-68,6

Гидроперекисьизопропилбензола1 ,5-1,9 Холестериловый эфир каприновой кислоты 0,5-3,2 Химическа особенность холестерилового эфира каприновой кислоты заключаетс Isopropylbenzene hydroperoxide1, 5-1.9 Capric acid 0.5-3.2 cholesteryl ester A chemical feature of capric acid cholesteryl ester is

в том, что составл ющие его молекулы, имеющие палочкообразную форму, обладают низким молекул рным взаимодействием и могут свободно перемещатьс одна относительно другой, в результате чего вещество оказываетс текучим, как и все жидкости , но при этом у него сохран етс взаимна ориентаци молекул, характерна дл твердого кристаллического состо ни . Введение его в стирольно-полиэфирный состав способствует некоторому повышению егоin that its constituent molecules, having a rod-shaped form, have a low molecular interaction and can move freely one relative to the other, as a result of which the substance is fluid, like all liquids, but at the same time it keeps the relative orientation of the molecules, for solid crystalline state. The introduction of it into the styrene-polyester composition contributes to a certain increase in its

реакционной способности и в то же врем приводит к большей густоте межмолекул рных св зей, образующих при отверждении пространственный полимер, придающий древесине более низкое водо- и влагопоглощение . При этом установлено улучшениеreactivity and at the same time leads to a greater density of intermolecular bonds, which form during the curing the spatial polymer, giving the wood a lower water and moisture absorption. An improvement has been established.

антифрикционных свойств обработанной древесины, что, по-видимому, обусловлено низким напр жением сдвига этого вещества вследствие характерного дл него низкого межмолекул рного взаимодействи .anti-friction properties of treated wood, which, apparently, is due to the low shear stress of this substance due to its low intermolecular interaction.

Процесс отверждени состава в объеме древесины характеризуетс некоторым индукционным периодом, который уменьшаетс с ростом температуры. Повышение температуры до 100°С и более приводит к возрастанию потерь стирола в результате испарени его из состава.The process of solidification of the composition in the volume of wood is characterized by a certain induction period, which decreases with increasing temperature. An increase in temperature to 100 ° C and more leads to an increase in styrene loss as a result of its evaporation from the composition.

Процесс отверждени состава в объеме древесины при химическом модифицировании гидроперекисью изопропилбензола протекает не мгновенно, а длитс некотороеThe process of solidification of the composition in the volume of wood during chemical modification of isopropylbenzene with hydroperoxide does not proceed instantaneously, but lasts for some

врем . При соответствующей температуре происходит постепенное образование полимера , но, вследствие неравномерного обогрева по всему объему древесины, полидисперсного и разветвленного. Дл обеспечени лучшего качества образующегос полимераtime At an appropriate temperature, a gradual formation of the polymer occurs, but, due to uneven heating throughout the volume of the wood, polydisperse and branched. To provide better quality polymer

термообработку наполненной древесины осуществл ют в среде кремнийорганической жидкости и ванадиевого ангидрида. Использование такой среды дл термообработки наполненной древесины обеспечивает нагревание ее в начальный период до температуры, необходимой дл инициации процесса отверждени , а после - отбор тепла , освобождающегос при реакции отверждени , и передачу его по всему объему древесины. Использование ванадиевого ангидрида обусловлено тем, что в подкисленной среде (монобутилфосфорна кислота) происходит вз 1модействие между гидроперекисью изопропи41бензола и ванадиевым ангидридом с образованием в качестве промежуточных продуктов свободных радикалов , вызывающих реакцию сополимеризации полиэфирного св зующего со стиролом. Состав дл пропитки древесины готов т следующим образом. В емкость с полиэфирной смолой добавл ют стирол, а затем ввод т холестериловый эфир, каприновой кислоты и гидроперекись изопропилбензола. Полученную смесь тщательно перемешивают. С целью ускорени процесса растворени полиэфирной смолы в стироле рекомендуетс смесь подогревать до 50°С. Варианты составов дл пропитки древесины представлены в табл. 1.heat treatment of the filled wood is carried out in the environment of silicone fluid and vanadium anhydride. The use of such a medium for heat treatment of filled wood ensures that it is heated in the initial period to the temperature required for initiating the curing process, and then - the heat that is released during the curing reaction and its transfer over the entire volume of wood. The use of vanadium anhydride is due to the fact that in an acidified medium (monobutylphosphoric acid) there occurs an interaction between the hydroperoxide of isopropyl benzene and vanadium anhydride with the formation of free radicals as intermediate products, which cause the polymerization binder to copolymerize with styrene. The wood impregnation composition is prepared as follows. Styrene is added to the polyester resin container, and then cholesteryl ester, capric acid, and isopropyl benzene hydroperoxide are added. The resulting mixture is thoroughly mixed. In order to speed up the process of dissolving the polyester resin in styrene, it is recommended to heat the mixture to 50 ° C. Variants of compositions for the impregnation of wood are presented in table. one.

КомпонентыComponents

Содержание, мае. %, в составе Способ обработки древесины осуществл ют следующим образом. Дл обработки используют заготовки древесины рассе ннососудистых пород (береза , осина), высущенные до влажности 8-12%, имеющие степень уплотнени 35%. Такие заготовки первоначально наполн ют приготовленными составами дл пропитки (составы 1-5), а затем подвергают термообработке в среде кремнийорганической жидкости, ванадиевого ангидрида и монобутилфосфорной кислоты. В качестве кремнийорганических жидкостей могут быть использованы полиметилсилоксановые и полиэтилсилоксановые олигомеры. В табл. 2 представлены различные варианты осуществлени способа. В табл. 3 приведены свойства модифицированной древесины, полученной известным и предлагаемым способами с использованием различных составов. Как видно из табл. 1-3, использование изобретени позвол ет снизить водо- и влагопоглощение модифицированной древесины и температуру термообработки, улучщить антифрикционные свойства модифицированной древесины. Таблица 1 Content, May. %, the composition of the method of processing wood is carried out as follows. For processing, scattered wood vascular species (birch, aspen), dried to a moisture content of 8–12%, with a degree of compaction of 35%, are used. Such preforms are initially filled with the prepared impregnating compositions (compositions 1-5) and then heat treated in a silicone fluid, vanadium anhydride, and monobutyl phosphoric acid. Polymethylsiloxane and polyethylsiloxane oligomers can be used as silicone fluids. In tab. 2 shows various embodiments of the method. In tab. 3 shows the properties of the modified wood obtained by known and proposed methods using different compositions. As can be seen from the table. 1-3, the use of the invention reduces the water and moisture absorption of the modified wood and the heat treatment temperature, and improves the antifriction properties of the modified wood. Table 1

Параметры обработки древесиныWood processing parameters

Таблица 2table 2

С использованием известного составаUsing known composition

Таблица 3Table 3

Claims

1. The method of processing wood by impregnating it with a composition containing a polyester resin, styrene and isopropylbenzene hydroperoxide, and subsequent heat treatment, characterized in that, in order to reduce water and moisture absorption and improve the antifriction properties of wood, as well as reduce the energy intensity of the process, capric acid cholesteryl ester is additionally introduced, and heat treatment is carried out in a liquid medium containing organosilicon liquid and vanadium anhydride in a ratio of 100: 0.01 to 100: 0.2, respectively.

2. The method according to π. 1, characterized in that monobutylphosphoric acid in an amount of May 10-20 is additionally introduced into the liquid medium for heat treatment. h, on May 1. h, vanadium anhydride.

3. Composition for impregnation, wood, containing a polyester resin, styrene and isopropylene benzene hydroperoxide, characterized in that, in order to reduce water and moisture absorption and improve the antifriction properties of wood, it additionally contains capric acid cholesteryl ester in the following ratio of components, wt. %:

Polyester Resin Styrene

Isopropylenebenzene hydroperoxide Capric acid cholesteryl ester