Панели из прессованной стружки: OSB (ОСП) плита — характеристики, применение, размеры и цены

В Центральной Европе крупный рогатый скот обычно содержится в стойлах с решетчатым полом.По сравнению с распилом соломы в качестве подстилочного материала есть определенные преимущества. Их легко утилизировать как часть жидкого навоза, кроме того, они не загораживают промежутки между щелями. Сообщалось о некоторых недостатках, особенно в отношении молочных коров. Пилы с острыми краями могут привести к травмам сосков коров и вызвать стрептококковые инфекции. Поэтому рекомендуется использовать только пиломатериалы / стружку хвойных пород, которые должны быть сухими и без сколов.

Как и солома, распиловка также широко используется в конюшнях.Особое значение имеет высокая впитывающая способность сухой стружки; кроме того, поскольку их можно прессовать в бундели, для них требуется меньше места для хранения, чем для соломы. (Пример) Однако они несколько дороже, и удаление отходов может вызвать проблемы, поскольку фермеры и грибоводы часто не решаются принимать такой «деревянный» навоз.

В Германии в 2001 году их было 6.9 миллионов кошек, что делает их самыми популярными домашними животными. Это число продолжает расти. В 2002 году наполнитель для кошачьих туалетов с продажами в 189 миллионов евро занимал самую большую долю рынка среди «товаров» для домашних животных. На этом рынке преобладают материалы на минеральной основе, однако производители отмечают тенденцию к использованию продуктов на основе древесины, которые считаются более «экологичными». (Пример)

2. Производство грибов

Путем производства съедобных грибов малоценный древесный материал (опилки, небольшие кусочки стеблей) можно превратить в ценный продукт питания. Это можно сделать очень эффективно: при интенсивном выращивании шиитаке ( Lentinula edodes ) в контролируемых условиях (определенный состав субстрата, температура, влажность, свет) свежий вес произведенных грибов может достигать 70–100% от сухой массы. древесины.

Подробное описание выращивания шиитаке ( Lentinula Edodes ) на синтетических бревнах можно найти здесь: http://www.mushroomcompany.com/200108/shiitake.pdf

Можно ожидать значительного роста, поскольку до настоящего времени было возможно выращивать только несколько базидиомицетов (в основном, Agaricus, Lentinus, Pleurotus, Auricularia, Volvariella, Flammulina и Tremella ). Во многих случаях до сих пор не известно, как можно стимулировать развитие плодовых тел.Когда этот вопрос будет решен, можно будет использовать больше видов, и общее производство еще больше возрастет.

3. Древесина как пищевые продукты и корма

Около 200 лет назад было обнаружено, что крупные молекулярные углеводы в древесине, а именно целлюлоза и гемицеллюлоза, могут фракционироваться кислотной обработкой на простые сахара (глюкозу, гексозу и пентозу) и, таким образом, превращаться в пищу. Из-за огромных инвестиций, необходимых для строительства производственных мощностей, это имело экономический смысл только в случае необходимости.Но поскольку жвачные животные могут использовать целлюлозу посредством энциматической солюбилизации, были проведены исследования, чтобы установить, можно ли использовать древесные продукты в дополнение к траве и другим кормовым продуктам. Эксперименты с ферментированной или подкисленной древесной мукой (см. 7.) оказались успешными. В Индии, например, был разработан подходящий процесс твердофазной ферментации для улучшения биологического состава и пищевой ценности опилок с использованием Pleurotus sajor-caju (springerlink). Целлюлозу, полученную из опилок, можно использовать в качестве корма, если ее тщательно извлекать и тонко измельчать.

Среди продуктов из древесной муки, представленных в таблице 1, упоминается разбавитель корма. Это тонкая древесная мука, получаемая из так называемых жирных деревьев (мягких пород и «гладких» твердых пород, содержащих жирные масла, например, березовое (1,5–3,3%) и известь (6,3–9,2%)). В случае необходимости его добавляют в обычный корм, он частично усваивается.

Для употребления в пищу древесную муку можно использовать в качестве наполнителя муки из злаков; Кроме того, еловую муку можно использовать для покрытия противней, чтобы тесто не прилипало.

4. Пищевая промышленность

Побочные продукты лесопиления не только прямо или косвенно использовались для производства продуктов питания, но и на протяжении веков использовались для их сохранения и улучшения вкусовых качеств.

Копчение — традиционный способ консервирования мяса и рыбы. Обычно это делается путем тления твердых пород древесины, таких как бук, дуб, клен или можжевельник, в виде пиломатериалов, стружки или колотого дерева.Дым оказывает бактерицидное и сушащее действие на пищу. В зависимости от температуры его можно разделить на холодный, теплый или горячий дым.

Дубовая щепа из деревянных бочек используется для улучшения вкуса красного вина при брожении в стальных емкостях. Как деревянные бочки жарятся, так и чипсы. Это делает их важным фактором в развитии ароматических веществ в красном вине, которые определяют его вкус и цвет.

5. Строительные изделия

Интересное использование побочных продуктов лесопиления в строительстве демонстрируют элементы опалубки стен, изготовленные из древесно-волокнистого композита низкой плотности на цементной основе. «Он состоит из специально отсортированных переработанных древесных отходов (100% чистые, натуральные пиломатериалы хвойных пород), которые нейтрализуются и минерализуются, а затем склеиваются портландцементом. Этот материал легкий, имеет достаточную несущую способность, пористый, теплоизолирующий и очень прочный.Он не гниет и не разлагается. Он устойчив к паразитам, термитам и насекомым и не поддерживает рост грибка. Он считается экологически чистым и не содержит и не выделяет никаких токсичных элементов ». (Источник; другой пример). При производстве этого материала необходимо следить за тем, чтобы используемая древесина была совместима с цементом. Если в нем слишком высокое содержание сахара , его можно уменьшить, предварительно подвергнув опилки ферментации — Использование смеси опилок, песка и цемента для изготовления стеновых панелей было довольно распространенным явлением в некоторых частях Австралии и других странах в течение многих лет.

6. Охрана окружающей среды

Одной из возможностей использования пил и опилок в целях защиты окружающей среды является их смешивание с материалами, подлежащими компостированию, например навоз. При компостировании осадка сточных вод конструкционным материалом служат деревянные частицы. Его основная функция — помочь отрегулировать содержание воды в гниющей смеси до оптимального значения, а также увеличить объем и стабильность пор.

Смесь древесной щепы и компоста может использоваться в качестве биофильтра для очистки воздуха с запахом.Хорошо управляемый биофильтр может снизить выбросы запаха на 85%, сероводорода на 90% и аммиака примерно на 60%. (Источник)

Модифицированные опилки могут использоваться для фильтрации:

• Химическая модификация опилок жирными ацилазидами проводилась с целью получения новых материалов для удаления из воды органических загрязнителей, например жиров. Модифицированная таким образом древесина имела более высокое сродство, чем немодифицированная древесина, к олеиновой кислоте и оливковому маслу, выбранным в качестве типичных соединений жиров, и позволяла их устранять из воды.(Springerlink)
• В другом случае изучалась реакция янтарного ангидрида с древесной мукой из Picea abies в поисках недорогих материалов, используемых для удаления тяжелых металлов. Три более или менее модифицированных образца опилок были использованы после активации NaHCO3 для удаления кадмия (II) из воды. (Springerlink)
• Напротив, испытания с необработанными опилками из разных пород деревьев привели к относительно низкой степени фильтрации Cd (II), но показали гораздо более высокие показатели для меди (II) и цинка (II).В этих испытаниях опилки твердых пород древесины, таких как дуб и черная акация, были более эффективными в качестве абсорбента, чем опилки тополя, ивы и пихты.

Японская компания предлагает систему быстрой ферментации осадка сточных вод с использованием древесной щепы в качестве катализатора. Унитазы из опилок могут быть полезны для уменьшения потребления воды и образования опилок.

С другой стороны, недавнее исследование Дниша и другие.(2007), проведенного в Германии и Бразилии, продемонстрировали потенциал древесных остатков (щепы и мука из Pinus sylvestris , Pinus taeda и Cordia goeldiana ) как подходящее сырье для развития новые продукты для мелиорации почв. Пеллеты содержащие смесь твердой древесины, ясеня и остатки древесного угля, пропитанные питательными веществами может быть разработан для увеличения катионов обменная емкость и, следовательно, эффективность внесение минеральных удобрений.Так трата от деревообрабатывающих и обжиговых предприятий может использоваться для уменьшения вымывания питательных веществ в грунтовые воды и стабилизировать химические условия почвы в долгосрочной перспективе. термин. (springerlink)

Косвенным способом защиты окружающей среды является использование опилок вместо сфагнового торфа в садоводстве (пример 1, пример 2). Как правило, в настоящее время проводятся исследования потенциала древесных отходов / древесного угля для улучшения состояния почвы (Springerlink).

7. Продукция из древесной муки

Примерно 100 лет древесную муку производят путем просеивания опилок и / или тонкого измельчения пил, стружки или кусков дерева. Из-за очень высоких стандартов, которые должны соблюдаться при производстве изделий из древесной муки, сырье необходимо тщательно отбирать и обрабатывать в соответствии со строгими правилами.
Основным фактором качества древесной муки является исходная порода деревьев; размер и форма зерна также играют роль, хотя с уменьшением размера влияние вида и формы становится менее значимым.Другие важные свойства включают степень чистоты, содержание влаги и смолы, цвет, тип химической реакции, зольность и содержание йода-калия-крахмала.

Ссылки:

Более обширную публикацию по этой теме вы можете скачать: Рукопись.

В 1969 году Джон М. Харкин из Лаборатории лесных товаров Лесной службы США опубликовал очень содержательный документ с 221 ссылкой на тему «Использование опилок, стружки и стружки». (Если он больше не доступен для загрузки, спросите Wood Report!). В конце приводится таблица использования, основанная на особых физических свойствах!

Цементные плиты, армированные древесными опилками: вариант для устойчивого строительства

Физические свойства

Результаты, полученные для плотности древесины деревьев Ochroma pyramidale , которая составляла 270 кг м ⁻³ , варьировалась в диапазоне 250 –290 кг м ³ .Для ВКБ средние значения плотности варьировали в пределах 1128–1370 кг м ³ . Плотность, определенная для контрольной обработки, была единственным значением, которое статистически отличалось от других экспериментальных обработок, как показано на рис. 1.

Средние значения и статистическое сравнение плотности древесно-цементных плит, изготовленных из древесных частиц. подвергается различным видам обработки

Знание основной плотности важно, поскольку этот параметр влияет на количество древесины в плите и ее конечную плотность [13, 25, 34].Высокие коэффициенты уплотнения обычно связаны с высокой механической прочностью, но они также могут вызывать недостатки других свойств, таких как гигроскопическое разбухание древесины в зависимости от скоростей высокого напряжения, возникающего на этапе прессования [21]. В настоящем эксперименте высокий коэффициент уплотнения может быть связан с принятым соотношением цемент / древесина 5: 1 в соответствии с результатом Macêdo et al. [26], которые сообщили, что более высокие пропорции цемента связаны с большей плотностью и степенью уплотнения.

На рис. 2 показана степень уплотнения древесно-цементных плит. Этот параметр варьировался от 4,72 до 5,08. Контрольная обработка показала наименьшее значение этого параметра. Это также был единственный из проанализированных данных, который отличался статистически.

Средние значения и статистическое сравнение коэффициентов уплотнения древесно-цементных плит, изготовленных с использованием древесных частиц, подвергнутых различным видам обработки

Как показано на Рис. 3, найденные значения водопоглощения показали, что плиты, изготовленные с использованием Древесные частицы без предварительной обработки (T1) показали самый высокий процент поглощения во время периода погружения, статистически отличаясь от других.Для оценки после 24 часов погружения все экспериментальные обработки (T2, T3 и T4) статистически отличались от контрольной обработки (7,32%), но они не имели существенной разницы между собой со средними значениями 6,29, 7,16 и 6,17. % для обработки холодной водой, горячей водой и гидроксидом натрия, соответственно. В течение 24 и 72 часов T1 показал водопоглощение 10,04 и 11,96% соответственно. Для обоих периодов T2 имел значения 6,29 и 8,22%, T3 7,16 и 8,68% и T4 6,17 и 7.84%. В каждый момент погружения и между Т2, Т3 и Т4 не было статистической разницы их средних значений.

Водопоглощение древесно-цементных плит через 2, 24 и 72 часа погружения в зависимости от обработки древесными частицами

Значения водопоглощения, полученные в настоящем эксперименте, были ниже, чем у других авторов. , например, Помарико [32], который работал с частицами древесины клона эвкалипта и сообщил средние значения от 2,92 до 12.50% и от 6,12 до 16,06% для водопоглощения после 2 и 24 часов погружения. В эксперименте по оценке влияния древесины четырех видов эвкалипта на физические свойства древесно-цементных плит Latorraca et al. [25] наблюдали средние значения от 12,90 до 18,74% для теста с погружением в воду на 2 часа и значения от 15,69 до 22,22% для теста с погружением на 24 часа. Обычно водопоглощение напрямую связано с основной плотностью и пористостью лигноцеллюлозного материала, используемого в древесно-цементной плите.По мере увеличения доли древесного материала плотность плиты имеет тенденцию к уменьшению, и одновременно увеличивается водопоглощение, что значительно влияет на свойства плит. Скорее всего, более высокие значения водопоглощения, наблюдаемые упомянутыми выше авторами, связаны с различиями в соотношении используемых цемента и древесного материала по сравнению с нашим экспериментом.

В этой работе наблюдалась корреляция между плотностью картона и водопоглощением, так как для плит из контрольного образца обработка имела более низкую плотность и более высокое водопоглощение.Корреляция уплотнения с водопоглощением для древесно-цементных плит, представляющая экспериментальные результаты, демонстрирующие, что более высокие значения коэффициента уплотнения были связаны с более низким водопоглощением. Это уменьшение водопоглощения, вероятно, связано с уменьшением пористости между частицами, чему способствует более высокая степень уплотнения, что либо препятствует, либо блокирует поглощение лигноцеллюлозными частицами [28].

Кроме того, гранулометрия частиц влияет на водопоглощение, поэтому плиты с большим количеством волокна и мелких частиц, как правило, имеют более высокое поглощение из-за их более высокой удельной площади [13].По данным Latorraca et al. [25] и Iwakiri et al. [21], также изменение гранулометрии частиц влияет на водопоглощение. Таким образом, чтобы предотвратить этот тип влияния, частицы во всех экспериментальных обработках, испытанных в настоящей работе, имели одинаковую гранулометрию. Таким образом, статистические различия свойств могут быть связаны либо с плотностью картона, либо с коэффициентом уплотнения. В этом смысле, как указывалось ранее, плиты из контрольной обработки имели более низкую плотность и более высокое водопоглощение по сравнению с другими обработками.Компания Cetris [14], производитель древесно-цементных плит, требует максимального водопоглощения 32%, поэтому плиты, произведенные в этом эксперименте, соответствуют этой спецификации.

Как показано на рис. 4, набухание по толщине варьировалось от 0,16 до 0,47% без статистической разницы между экспериментальными обработками. Несмотря на это отсутствие различий, результаты, обнаруженные для набухания по толщине, ниже, чем те, которые описаны в литературе.

Набухание по толщине древесно-цементных плит через 2, 24 и 72 часа в зависимости от обработки древесными частицами

Несмотря на это отсутствие различий, результаты, обнаруженные для набухания по толщине, ниже, чем те, которые описаны в литературе .Например, Macêdo et al. [26] оценили древесно-цементные плиты, полученные из отходов лесопиления тропических пород, и обнаружили значения TS 0,52% для Hymenea courbaril , 0,60% для Vochisia maxima , 0,72% для Cedrela odorata и 0,85% для смеси. отходов этих видов. Для древесно-цементных плит, произведенных с использованием частиц Toona ciliata var. australis , Sá et al. [36] определили набухание по толщине за 2 и 24 часа на 0,35 и 0,97% соответственно.

Также Iwakiri et al. [20], работая с двумя видами тропической древесины лиственных пород, обнаружили значения набухания по толщине за 24 часа, варьирующиеся от 1,38 до 1,95% для Schizolobium amazonicum и от 0,35 до 0,97% для Cecropia hololeuca . Определенные здесь средние значения набухания по толщине были ниже значений, установленных производителем Cetris [14], который устанавливает максимальные значения 0,80% после 2 часов погружения в воду и от 1,2 до 1,8% через 24 часа. Таким образом, плиты, полученные в настоящей работе, пригодны для использования во влажных средах из-за их высокой размерной стабильности даже после длительного погружения в воду в течение 72 часов.

Химические свойства древесины

Химические свойства древесины Ochroma pyramidale показаны в таблице 1. Химическая характеристика является фундаментальной для оценки возможности использования данной древесины в производстве древесного цемента. панели в основном из-за содержания экстрактивных веществ. В данном случае этот параметр низкий по сравнению с большинством тропических видов. Основным эффектом высокого содержания экстрактивных веществ может быть замедление отверждения цемента, как ранее указывалось во введении с учетом результатов, достигнутых Castro et al.[13] и комментарии Na et al. [29] (рис. 5).

Средние значения и статистическое сравнение модуля упругости (MOE) древесно-цементных плит, изготовленных из древесных частиц, подвергнутых различным видам обработки

Механические свойства

Как показано на рис. 6, не было статистической разницы между плитами, изготовленными с предварительно обработанными частицами в соответствии с условиями каждой экспериментальной обработки.

Средние значения и статистическое сравнение модуля разрыва (MOR) древесно-цементных плит, изготовленных с использованием древесных частиц, подвергнутых различным видам обработки

Средние значения модуля разрыва (MOR) древесных плит как Функции типа обработки древесными частицами показаны на рис. 6. Не было никакого влияния типа обработки на MOR.

Средние значения модуля упругости (МОЕ), найденные в данной работе (от 2197 до 2739 МПа), близки к наблюдаемым другими авторами [18, 21].Например, Iwakiri et al. [21], которые работали с частицами древесины Eucalyptus benthamii , наблюдали значения в диапазоне 2613–3821 МПа. Напротив, некоторые исследователи обнаружили более высокие значения по сравнению с приведенными здесь.

Например, Guimarães et al. [18], оценивая эффективность использования частиц из гибрида Eucalyptus grandis x Eucalyptus camaldulensis , обнаружили значения MOE между 3578 и 5338 МПа. Процесс Bison [10] устанавливает значение 3000 МПа как минимум для MOE древесно-цементных плит.По сравнению с этим параметром панели, произведенные и оцененные здесь, были неудовлетворительными, так как никакая обработка не достигла этого значения MOE. Несмотря на это, как упоминалось выше, приведенные здесь значения MOE соответствуют значениям, найденным другими исследователями.

Не было никакого влияния типа лечения на MOR. И снова требование минимальной механической прочности 9,0 МПа для MOR, установленное процессом Bison [10], не было выполнено, потому что древесно-цементные плиты, произведенные в настоящей работе, имели MOR в диапазоне 3.08–3,58 МПа. Однако эти значения аналогичны значениям, приведенным в литературе. Например, Mendes et al. [27] наблюдали средние значения MOR от 3,49 до 4,41 МПа для плит, изготовленных из частиц различных клонов Eucalyptus urophylla .

Средние значения в диапазоне 2,56–4,00 МПа были определены Latorraca и Iwakiri [24] в эксперименте по оценке влияния обработки частиц на механические характеристики древесно-цементных плит, изготовленных из древесины Eucalyptus dunnii .Несоблюдение обоих модулей, соответственно, MOE и MOR, требованиям Bison [10] может быть связано с низкой плотностью древесины Ochroma pyramidale (250–290 кг м ^–3 ), но только этот факт недостаточно для объяснения значений MOE и MOR, полученных для древесно-цементных плит, изготовленных в этой работе, поскольку некоторые из упомянутых выше авторов также обнаружили низкие значения этих свойств, даже несмотря на то, что работали с породами древесины с почти вдвое большей плотностью, чем у здесь использовано дерево.

Однако в некоторых случаях, как указано Castro et al. [13], обработка частиц может быть контрпродуктивной из-за ингибирования реакций гидратации во время отверждения цемента, что отрицательно сказывается на механических характеристиках плит. Поэтому, по мнению тех же авторов, для некоторых видов предварительная обработка частиц не требуется. Это важный вывод, поскольку в подобных случаях этап обработки не только увеличивает стоимость производства, но и может отрицательно повлиять на механические характеристики.

В настоящем эксперименте обработка частиц для удаления экстрактивных веществ не привела к сколько-нибудь значительному улучшению конечного качества плит как с физической, так и с механической точки зрения. Несмотря на то, что механические свойства ниже тех, которые требуются для использования в строительстве, древесина из Ochroma pyramidale может использоваться для производства плит, предназначенных для влажных сред, но не имеющих структурного значения, например, для перегородок, стен, полов и наружной обшивки.

Заявка на патент США для ФОРМУЛИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ АГЕНТОВ Заявка на патент (Заявка № 201

Настоящее изобретение относится к области производства лигноцеллюлозных панелей и, в частности, к производству древесностружечных или древесноволокнистых панелей с использованием полиуретановой связующей смолы. Настоящее изобретение направлено на составы смол, которые позволяют легко снимать панели с производственного пресса.

Ориентированно-стружечная плита (OSB), ДСП, древесноволокнистая плита средней плотности (MDF), древесноволокнистая плита высокой плотности (HDF), фанера и другие лигноцеллюлозные панели изготавливаются из древесных волокон или древесной стружки, которые спрессованы вместе. под давлением и при повышенных температурах для производства по существу жестких панелей. Во время прессования используется ряд различных связующих смол, чтобы удерживать панель вместе, пока смола отверждается. Типичные связующие смолы включают формальдегид мочевины, формальдегид меламино-мочевины, фенолформальдегид и полимерные диизоцианатные (PMDI) смолы.В той или иной степени все смолы создают проблемы прилипания во время прессования панельных изделий, и типичные производственные процессы требуют распыления на прессовые плиты смазывающего вещества воска и т.п., чтобы панели можно было легко удалить из формы. Существуют также восковые эмульсии и т.п., которые могут быть добавлены к системам смол для улучшения характеристик отделения поверхности прессованной панели.

В данной области техники известно, что производство ориентированно-стружечных плит, МДФ, ХДФ и других лигноцеллюлозных панелей с использованием полимерной диизоцианатной (PMDI) смолы может производить панели более высокого качества, которые демонстрируют хорошие механические свойства, но при этом могут обеспечивать панели без добавления формальдегида.Однако системы PMDI имеют неотъемлемый недостаток, заключающийся в том, что они вызывают сильное прилипание обработанного лигноцеллюлозного материала (например, волокон или стружки) к горячим металлическим поверхностям, с которыми он вступает в контакт во время операции горячего прессования. Часто готовый панельный продукт повреждается при снятии его с пресса и / или требуется много времени для удаления этого прессованного целлюлозного материала с горячих поверхностей деталей пресса.

Обычные разделительные агенты, такие как масла, восковые полироли, металлические мыла, силиконы и политетрафторэтилен, наносились снаружи на металлические поверхности пресса, но оказались неудовлетворительными.

Другие попытки преодолеть эту проблему адгезии для PMDI включают применение разделительного агента, который катализирует образование изоцианурата из изоцианатов (см. Патент США № 3870665, Diehr et al.). Каталитические материалы разделительного агента включают сильные основания, такие как гидроксиды четвертичного аммония, различные амины или определенные металлические соли карбоновых кислот, такие как ацетат натрия и т.п.

Другие подходы включают использование смазок для форм, таких как (бис) малеаты цинка или олова, как описано в патентной публикации РСТ №WO95 / 02619, чтобы получить стабильный при хранении однокомпонентный состав. Проблема с этими системами заключается в их ограниченной растворимости в самой композиции PMDI, что приводит к неудовлетворительным характеристикам высвобождения.

Для того, чтобы солюбилизировать малеаты металлов, полиизоцианатная композиция может также включать агенты, улучшающие совместимость, такие как продукт реакции органического моно- или полифункционального изоцианата и соединения, такого как децил- и стеарилацетоацетат и бис-децилмалонат, и т.п. , как описано в патентной публикации РСТ №WO95 / 13323.

Канадский патент № 1176778 также описывает использование стеаратов, и в частности стеарата цинка, в качестве разделительного агента при производстве древесных композитов горячего прессования, включая древесно-стружечные плиты и вафельные плиты. Однако полиизоцианат, используемый в этом патенте, смешан с высоким содержанием углеводородных масел, которые не вступают в реакцию с полиизоцианатом, и выбираются из масел на нефтяной основе, таких как парафиновое масло, минеральное масло и т.п. Кроме того, чрезмерно высокие уровни стеаратов просто смешиваются непосредственно со смесью полиизоцианата и углеводородного масла непосредственно перед нанесением смеси на древесную стружку, используемую при производстве древесного композита.Хотя наблюдались некоторые положительные результаты, использование этого материала в коммерческих целях нецелесообразно.

Таким образом, характеристики высвобождения лигноцеллюлозных тел, связанных с полиизоцианатными композициями, содержащими описанные выше антиадгезионные агенты, все еще неудовлетворительны.

Для преодоления этих трудностей было бы выгодно предоставить композицию для использования с рецептурой полимерного диизоцианата (PMDI), чтобы получить композицию PMDI, которая обеспечивает удовлетворительное высвобождение лигноцеллюлозных тел с поверхностей пресса без вредного воздействия на другие свойства доски.

Было бы даже более выгодно предоставить жидкий металлический карбоксилатный антиадгезионный состав, который является стабильным при хранении.

Еще более выгодно было бы предоставить систему, в которой изоцианат и композиция могут быть предварительно смешаны, предпочтительно в потоке, по существу непосредственно перед распылением полимерного диизоцианата и композиции на древесную стружку или древесные волокна. Предпочтительно, чтобы это было сделано непосредственно перед производством лигноцеллюлозных панелей способом, совместимым с производством лигноцеллюлозных панелей, как это практикуется в настоящее время, без необходимости какой-либо существенной модификации этого процесса.

Эти и другие присущие им преимущества обеспечиваются композицией и способами настоящего изобретения, как предусмотрено здесь.

Примерная реализация настоящего изобретения предлагает модифицирующий поверхность агент, причем этот агент смешивают с полиолом для получения полиольной композиции, модифицирующей поверхность.

Композиция модифицирующего поверхность полиола предпочтительно является стабильной при хранении и подходит для смешивания с изоцианатной смолой и, в частности, с полимерной диизоцианатной (PMDI) смолой.Смешивание с изоцианатной смолой предпочтительно проводят, по существу, непосредственно перед распылением на мат из рыхлых лигноцеллюлозных тел или их скопления, как правило, в соответствии с текущими процессами производства лигноцеллюлозных панелей.

Соответственно, в первом аспекте настоящее изобретение предлагает полиольную композицию модифицирующего поверхность агента для использования в продукте лигноцеллюлозной панели на основе полиуретана, содержащую смесь полиола и модификатора поверхности.

Предпочтительные агенты, модифицирующие поверхность, для включения в композицию полиола, модифицирующего поверхность, включают карбоксилаты и, в частности, карбоксилатные соединения металлов, имеющие общую формулу (I), а именно:

, где металл (M) представляет собой металл, выбранный из группы, состоящей из Группы 1A, 2A, 4B, 4A, 1B, 2B и 8 Периодической таблицы элементов, и R предпочтительно представляет собой насыщенный или ненасыщенный углеводород и предпочтительно насыщенный или ненасыщенный алифатический углеводород.Более предпочтительно R представляет собой алифатический углеводородный радикал, содержащий от 1 до 60 атомов углерода, более предпочтительно от 4 до 40 атомов углерода и наиболее предпочтительно от 10 до 25 атомов углерода.

Кроме того, R предпочтительно представляет собой алифатический углеводородный радикал, который может быть алкильным или циклоалкильным радикалом с прямой или разветвленной цепью, который может включать ненасыщенные группы. Кроме того, не исключено включение в их цепи других атомов, таких как кремний и т.п. R также может быть или включать первичный, вторичный или третичный спирт; предпочтительно с гидроксильной функциональностью от 1 до 5.Этот более поздний подход позволит агенту, модифицирующему поверхность, реагировать с изоцианатным компонентом.

В наиболее предпочтительном варианте R представляет собой остаток органической кислоты с образованием карбоксилата металла. Таким образом, предпочтительный модифицирующий поверхность агент, используемый на практике настоящего изобретения, представляет собой продукт реакции металлсодержащего материала вместе с органической кислотой. Предпочтительные органические кислоты включают карбоновые кислоты, такие как, например, стеариновая кислота, лауриновая кислота, миристиновая кислота, пальмитиновая кислота, стеариновая кислота, олеиновая кислота, рицинолевая кислота, линолевая кислота, линоленовая кислота, гидроксипентановая кислота, дигидроксибутановая кислота, дигироксибензойная кислота, гликолевая кислота. , Молочная кислота, винная кислота, лимонная кислота, яблочная кислота и т.п., причем стеариновая кислота является одним из особенно предпочтительных веществ.

Предпочтительные карбоксилаты металлов по настоящему изобретению предпочтительно получают путем прямой реакции этих карбоновых кислот с металлсодержащими солями, такими как сульфаты, оксиды, гидроксиды и карбонаты металлов.

Предпочтительно металлический компонент «М» формулы 1 или более предпочтительно карбоксилата металла представляет собой натрий, калий, магний, литий, кальций, титан, олово, свинец, медь, серебро, цинк, кадмий, железо, кобальт, никель или платина, причем цинк является наиболее предпочтительным металлом.

Таким образом, в практике настоящего изобретения предпочтительными соединениями карбоксилатов металлов являются стеарат цинка, стеарат магния, стеарат лития, стеарат кальция и стеарат кобальта, причем стеарат цинка является особенно предпочтительным материалом.

Уровень модификатора поверхности и предпочтительно карбоксилата металла в полиольной композиции, модифицирующей поверхность, составляет от 10 до 90% по массе от общей массы карбоксилата металла и полиола. Более предпочтительно, чтобы уровень карбоксилата металла составлял от 25 до 75% и еще более предпочтительно от 40 до 60% от общей массы смеси карбоксилата металла и полиола.Одна особенно предпочтительная смесь представляет собой смесь равных по массе частей карбоксилата металла и полиола.

Полиольная часть стабильной полиоловой композиции, модифицирующей поверхность, может быть любым подходящим полиолом и может включать алифатические или ароматические полиолы, включая полиолы на основе сложного полиэфира, простого полиэфира и капролактона. Полиолы предпочтительно являются жидкими при комнатной температуре и предпочтительно имеют молекулярную массу от 250 до 8000, более предпочтительно от 400 до 4500 и наиболее предпочтительно от 500 до 2000.Полиол реагирует с изоцианатом, и предпочтительно полиол имеет функциональную группу изоцианатной реакции по меньшей мере 2, а более предпочтительно от 2 до 4. Предпочтительные полиолы включают такие материалы, как глицерин, 3- (2-гидроксиэтокси) -1, 2-пропандиол, 3- (2-гидроксипропокси) -1,2-пропандиол, 2,4-диметил-2- (2-гидроксиэтокси) метилпентандиол-1,5, 1,2,6-гексантриол, 1,1, 1, -триметилолпропан или тому подобное, или может быть получен любым подходящим способом производства, который обычно и предпочтительно включает реакцию этиленоксида (EO), пропиленоксида (PO) или бутиленоксида (BO) с такими материалами, как 1,1, 1-трис [(2-гидроксиэтокси) метил] этан, 1,1,1, -трис — [(2-гидроксипропокси) метил] пропан, триэтаноламин, триизопропаноламин, пирогаллол или флороглюцин для образования полиола с удлиненной цепью.

Одним из примеров подходящего полиола с удлиненной цепью является полиэфиртриол, продаваемый под торговым наименованием XD 1421 ™, который производится Dow Chemical Company. Он имеет молекулярную массу около 4900 и состоит из отношения трех звеньев оксиэтилена (этиленоксида), случайно сополимеризованных на одну единицу оксипропилена (оксида пропилена). Он имеет содержание гидрокси 0,61 мэкв. ОН / г. Другим примером коммерчески доступного материала является Pluracol V-7 ™, производимый BASF Wyandotte, который представляет собой высокомолекулярный жидкий полиоксиалкиленполиол.Другие полиолы, которые могут быть использованы, представляют собой простые полиэфирполиолы, такие как Pluracol 492 ™ от BASF, с молекулярной массой 2000. В качестве альтернативы могут также использоваться насыщенные полиэфирполиолы, такие как Desmophen 2500 ™ от Bayer, с молекулярной массой 1000.

Кроме того, также могут быть использованы другие масла, реагирующие с изоцианатом, включая касторовое масло, такое как касторовое масло DB или обычные товарные сорта касторового масла, содержащие различные жирные кислоты. Кроме того, можно использовать полиолы на основе сои или полибутадиеновые смолы, такие как Poly BD R45T ™, доступные от Sartomer.В целом, однако, можно использовать широкий спектр полиолов при условии, что они стабильны при хранении при смешивании с агентом, модифицирующим поверхность, и в то же время остаются реакционноспособными с изоцианатным компонентом.

Кроме того, также могут быть использованы комбинации различных полиолов или типов полиолов или их смесей и между ними. Например, одна предпочтительная смесь представляет собой смесь полиола на основе полипропиленоксида и касторового масла.

Предпочтительными связующими изоцианатными смолами для использования в настоящем изобретении являются те, в которых изоцианат представляет собой ароматический диизоцианат или полиизоцианат, предпочтительно с более высокой функциональностью, такой как чистый дифенилметандиизоцианат или смесь полифенилполиизоцианатов с метиленовой мостиковой связью, предпочтительно содержащих диизоцианаты, триизоцианаты с более высокой функциональностью. полиизоцианаты.

Полимерные смеси полифенилполиизоцианатов с метиленовым мостиковым мостиком, содержащие диизоцианат, триизоцианат и полиизоцианаты с более высокой функциональностью, особенно предпочтительны в практике настоящего изобретения и обычно называются полимерным MDI или PMDI. MDI или PMDI предпочтительно имеют содержание изоцианата от 12% до 40%, более предпочтительно от 20 до 35% и еще более предпочтительно от 29 до 33%. Они также обычно имеют диапазон функциональных возможностей от 2 до 4, а наиболее предпочтительно функциональный диапазон от 2.5 и 2.9. Подходящие продукты включают изоцианаты, такие как Huntsman Rubinate M ™, Covestro Mondur MR Light ™, BASF Lupranate M ™ и Wanhua PM200 ™, все из которых коммерчески доступны.

Предпочтительно PMDI является жидким при комнатной температуре для облегчения распыления и смешивания изоцианата со смесью полиолов и лигноцеллюлозным материалом. Однако PMDI можно нагреть для разжижения материала для распыления.

В одном предпочтительном примере настоящего изобретения карбоксилат металла в качестве предпочтительного модифицирующего поверхность агента сначала смешивают с полиольным компонентом для получения стабильной полиольной композиции модифицирующего поверхность агента.Композиция или смесь обычно представляет собой непрозрачный раствор, в котором модифицирующий поверхность агент предпочтительно растворен, по меньшей мере частично, или полностью диспергирован в полиольном компоненте.

Смесь изоцианатсодержащей смолы и полиольной композиции модификатора поверхности в конечной системе смолы такова, что уровень изоцианатной смолы обычно находится в диапазоне от примерно 98% изоцианатной смолы до примерно 50% изоцианатной смолы по массе. . Более предпочтительно, чтобы уровень изоцианатной смолы составлял от 95 до 60% по весу, и еще более предпочтительно, чтобы количество изоцианатной смолы, используемой в конечной смоле, в комбинации с композицией полиола модифицирующего поверхность агента, составляло от 90 до 65%. от веса конечной смолы.

Другими словами, количество смеси модификатора поверхности и полиола в конечной системе смолы при смешивании с изоцианатной смолой предпочтительно составляет от 2 до 50% по массе от конечной системы смол. Более предпочтительно, чтобы уровень полиольной композиции модификатора поверхности составлял от 5 до 40%, а еще более предпочтительно от 10 до 35% от веса конечной системы смол.

В предпочтительном варианте осуществления конечная композиция смолы включает смесь примерно от 65 до 80% изоцианата и от 20 до 35% полиольной композиции модифицирующего поверхность агента.

Состав полиола, модифицирующего поверхность, такой как вышеупомянутые смеси карбоксилата металла и полиола, также может содержать добавленное поверхностно-активное вещество для обеспечения улучшенного смачивания. Альтернативно или дополнительно к композиции может быть добавлен инертный разбавитель, чтобы также обеспечить улучшенное смачивание агента, модифицирующего поверхность, в полиоле.

Предпочтительно поверхностно-активное вещество является амфифильным, имеющим как гидрофобные, так и гидрофильные концы, и предпочтительные поверхностно-активные вещества включают поверхностно-активные вещества, такие как Huntsman Ecoteric 7000 ™ и т.п.

Поверхностно-активное вещество обычно добавляют в количестве 0-50% (частей по весу) смеси модификатора поверхности и полиола, и предпочтительно 30-40% (частей по весу) агента модификации поверхности и композиции полиола. .

Разбавители обычно добавляют в количестве от 0 до 30 частей по весу на 100 частей по весу полиола и предпочтительно в количествах от 5 до 15 частей по весу на 100 частей по весу агента, модифицирующего поверхность, и смеси полиолов.

Подходящие разбавители включают материалы, такие как фталаты, алифатические карбоксилаты, сложные эфиры жирных кислот или масляные продукты, такие как льняное масло и соевое масло, хотя другие материалы также могут использоваться в качестве разбавителей.

Агент, модифицирующий поверхность, также может быть растворен в подходящем растворителе или включать в себя его перед смешиванием с полиолом. Подходящие растворители включают растворители, такие как ацетаты простого гликолевого эфира, этилацетат и ацетон, и, в частности, растворители, такие как сложные эфиры диметилмалеата. Предпочтительно агент, модифицирующий поверхность, диспергирован или растворен в растворителе перед смешиванием с полиолом. Количество используемого растворителя предпочтительно составляет от 1 до 50% (по весу), а более предпочтительно от 5 до 20% (по весу) от веса используемого материала модификатора поверхности.

Конечная система смолы обеспечивает композицию системы полиуретановой смолы, которая может дополнительно включать обычные добавки, такие как антипирены, лигноцеллюлозные консерванты, фунгициды, воски, проклеивающие вещества, наполнители и другие связующие, такие как адгезивные смолы на основе конденсата формальдегида. Их обычно добавляют в количестве от 0 до 10% по массе от всей связующей системы на основе полиуретановой смолы.

Используя продукты настоящего изобретения, было обнаружено, что конечная система полиуретановой смолы и предпочтительно полимерный диизоцианат вместе с карбоксилатом металла и композицией полиола в соответствии с настоящим изобретением чрезвычайно эффективны для минимизации нежелательная адгезия распыленного обработанного лигноцеллюлозного материала к уплотнительным пластинам, пластинам пресса и другим поверхностям, с которыми может контактировать нагретый лигноцеллюлозный материал.Их характеристики высвобождения и стабильность при хранении улучшены по сравнению с однокомпонентными предварительно смешанными полимерными диизоцианатными композициями предшествующего уровня техники.

При использовании стабильную полиольную композицию, модифицирующую поверхность, смешивают с изоцианатным компонентом непосредственно перед распылением на мат из лигноцеллюлозного материала (например, древесную стружку, стружку, волокна и т.п., или их смеси). Затем мат из распыленного лигноцеллюлозного материала предпочтительно прижимают между пластинами из герметика, плитами пресса или другими подобными поверхностями при нагревании, чтобы сжать мат до его конечной толщины и обеспечить отверждение изоцианата и, среди прочего, компонентов полиола.

Таким образом, в дополнительном аспекте настоящее изобретение также обеспечивает способ производства лигноцеллюлозной панели, включающий:

смешивание агента, модифицирующего поверхность, как описано ранее, с полиолом, способным реагировать с изоцианатной смолой, с целью получить стабильную полиольную композицию модификатора поверхности;

изготовление мата из лигноцеллюлозного материала;

смешивание указанной стабильной полиольной композиции модифицирующего агента с изоцианатом и предпочтительно с полимерным диизоцианатом для получения конечной смеси смол и распыление указанной конечной смеси смол на указанный мат из лигноцеллюлозного материала;

сжатие напыленного мата из лигноцеллюлозного материала в прессе при нагревании с образованием отвержденной лигноцеллюлозной панели; и

удаление указанной отвержденной лигноцеллюлозной панели с указанного пресса.

Реакционные материалы и, в частности, агент, модифицирующий поверхность, полиол и изоцианат, используемые в этом методе, являются теми же материалами, которые описаны выше.

Более подробно, в предпочтительном варианте осуществления, лигноцеллюлозный мат обычно получают путем приведения лигноцеллюлозных тел в контакт с композицией изоцианата и модификатора поверхности полиола посредством смешивания, распыления и / или распределения изоцианата и полиола, модифицирующего поверхность. композицию с лигноцеллюлозными телами или на них для образования мата, а затем прижимают мат.Предпочтительно это достигается путем горячего прессования мата при температуре от 150 ° C до 220 ° C и при давлении от 1 до 8, а более предпочтительно, от 2 до 6 МПа.

В прессе смесь смол вступает в реакцию, образуя желаемую панель. Свойства панели аналогичны панелям, изготовленным с использованием других известных способов производства панелей, но легко снимаются с пресса. Следует также отметить, что в этих условиях смесь смолы предпочтительно не содержит пузырьков газа, и, таким образом, смола или панель не вспениваются каким-либо образом.Соответственно, предпочтительно получают непененный жесткий панельный продукт, эквивалентный известным панелям.

В особенно предпочтительном варианте осуществления способ используют при производстве картона с ориентированной стружкой (также известного как вафельный картон). Таким образом, для панелей OSB лигноцеллюлозный материал, PMDI (в виде изоцианата) и смесь карбоксилата металла (в качестве модификатора поверхности) и композиции полиола могут быть удобно смешаны в смесителе перед использованием или смешаны в распылитель, по существу, непосредственно перед распылением смеси PMDI, карбоксилата металла и полиола на лигноцеллюлозный материал.В этом более позднем случае смешивание компонентов осуществляется путем смешивания в пистолете-распылителе непосредственно перед распылением.

Фраза «непосредственно перед» обычно означает периоды времени менее 5 секунд и обычно менее 2 секунд до распыления. Однако, в зависимости от используемых материалов, фраза «непосредственно перед» может включать периоды времени до, например, 5 минут и даже до 20-30 минут.

Лигноцеллюлозный материал после обработки PMDI и композицией карбоксилата металла и полиола затем обычно помещается на герметизирующие пластины из алюминия или стали, которые служат для переноса лигноцеллюлозного материала в пресс, где он обычно сжимается до желаемой степени. при температуре от 150 ° С.и 220 ° C.

Более подробные описания способов производства ориентированно-стружечных плит и аналогичных продуктов на основе лигноцеллюлозного материала доступны в предшествующем уровне техники. Предпочтительно, методы и оборудование, обычно используемые в них, могут использоваться в настоящем процессе или могут быть легко адаптированы для использования с комбинацией полиуретана и модификатора поверхности настоящего изобретения.

Кроме того, следует отметить, что хотя способ настоящего изобретения особенно подходит для производства ориентированно-стружечных плит и будет широко использоваться для такого производства, процесс также может быть использован при производстве других лигноцеллюлозных панельных продуктов. включая, например, древесноволокнистую плиту средней плотности, древесноволокнистую плиту высокой плотности, древесно-стружечную плиту (также известную как древесно-стружечная плита), фанеру и т.п.

Можно использовать самые разные лигноцеллюлозные материалы. К ним относятся древесные волокна, древесная стружка, древесные волокна, стружка, шпон, древесная вата, пробка, кора, опилки и подобные отходы деревообрабатывающей промышленности, а также другие материалы на лигноцеллюлозной основе, такие как бумага, жмых, солома. , лен, сизаль, конопля, камыш, тростник, рисовая шелуха, шелуха, трава, скорлупа орехов и тому подобное. Кроме того, эти материалы могут быть смешаны, обычно в количестве до 10% от веса лигноцеллюлозного материала, с другими порошкообразными или волокнистыми материалами, включая, например, минеральные наполнители, стекловолокно, слюду, резину и текстильные отходы, такие как как пластиковые волокна и ткани и тому подобное.

Кроме того, способ настоящего изобретения используется с древесной стружкой или древесными волокнами, которые могут быть получены из древесины любого типа. Особенно предпочтительной древесиной является древесина осины, однако не исключаются и другие виды древесины, такие как древесина сосны или ели, или лиственные породы, такие как клен или дуб. Лигноцеллюлозный материал предпочтительно имеет влажность менее 15%, более предпочтительно менее 10% и еще более предпочтительно менее 7,5% по весу.

Когда изоцианатную смолу, и предпочтительно смолу PMDI, наносят на лигноцеллюлозный материал, весовое отношение изоцианатной смолы к лигноцеллюлозному материалу будет варьироваться в зависимости от объемной плотности используемого лигноцеллюлозного материала.Следовательно, изоцианатную смолу предпочтительно наносить на лигноцеллюлозный материал в таких количествах, чтобы обеспечить массовое отношение изоцианатной смолы к лигноцеллюлозному материалу в диапазоне от 0,1: 100 до 20: 100, предпочтительно в диапазоне от 1,0: 100 до 10. : 100 и наиболее предпочтительно в диапазоне от 2: 100 до 6: 100. Однако было отмечено, что там, где производственные мощности используют связующие на основе как PMDI, так и меламиноформальдегида (MF) с одним и тем же прессовым оборудованием, это может быть полезно в начале производственного цикла с PMDI, но не обязательно для кондиционирования пластины пресса путем распыления на их поверхности антиадгезионного средства.Затем кондиционированный пресс можно многократно использовать в способе изобретения с использованием материалов на основе PMDI без дополнительной обработки. Эти дополнительные внешние разделительные агенты могут быть любыми подходящими разделительными агентами, известными в уровне техники, и могут включать воски и т.п. при условии, что они совместимы с системами на основе полиуретана и, в частности, с системами на основе PMDI по настоящему изобретению.

При желании до 50% других обычных связующих, таких как адгезивные смолы на основе формальдегидного конденсата, могут быть использованы в сочетании со смесями полиуретановой смолы и полиольных композиций модификатора поверхности по настоящему изобретению.

Кроме того, способ настоящего изобретения можно также использовать для изготовления различных формованных изделий, которые также могут быть получены в нагретом прессе. Например, было обнаружено, что лигноцеллюлозные листы и панели, а также формованные изделия, полученные из полиуретановой смолы с полиоловой композицией модифицирующего поверхность агента, и, в частности, композиции полиола PMDI и карбоксилата металла по настоящему изобретению обладают превосходными механическими характеристиками. свойств, и их можно использовать в любой из ситуаций, когда обычно используются такие листы, панели, изделия и другие формованные изделия.

Таким образом, в дополнительном аспекте настоящее изобретение также обеспечивает способ получения лигноцеллюлозного тела, включающий:

приготовление изоцианатсодержащей смеси, как описано выше, в качестве конечной смеси смол;

распыление указанной конечной смеси смол на лигноцеллюлозный материал для получения напыленного мата из лигноцеллюлозного материала;

прессование указанного напыленного мата из лигноцеллюлозного материала в форме при нагревании с образованием отвержденного лигноцеллюлозного материала; и

удаление указанной отвержденной лигноцеллюлозной панели из указанной формы.

Варианты осуществления этого изобретения теперь будут описаны в качестве примера только в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:

ФИГ. 1 представляет собой частичный разрез, вид сбоку набора древесной щепы, готовой к покрытию конечной системой смолы в смесителе;

РИС. 2 — вид сбоку компонентов прессового узла того типа, который использовался в примерах; и

фиг. 3 — панель OSB после прессования, вид сбоку.

Новые признаки, которые считаются характерными для настоящего изобретения, в том, что касается его структуры, организации, использования и метода работы, вместе с его дальнейшими целями и преимуществами, будут лучше поняты из следующие примеры. При необходимости сделана ссылка на чертежи, на которых предпочтительный в настоящее время вариант осуществления изобретения также будет проиллюстрирован только в качестве примера. На чертежах одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы.

Однако ясно, что чертежи предназначены только для иллюстрации и описания и не предназначены для определения границ изобретения. Кроме того, если специально не указано иное, все особенности, описанные в данном документе, могут быть объединены с любым из вышеупомянутых аспектов в любой комбинации.

Признаки настоящего изобретения теперь проиллюстрированы следующими неограничивающими примерами.

Исключительно в качестве примера образцы материалов карбоксилата металла, используемых в практике настоящего изобретения, были приготовлены в соответствии со следующими методиками:

(a) 1 моль сульфат цинка растворяли в 12.5 л воды при 30 ° C, и он реагировал с 2 молями стеарата натрия, растворенного в 12,5 л воды, при 70 ° C. Температуру реакции поддерживали при 70 ° C в течение 4 часов. Осадок реакции собирали и фильтровали под вакуумом. Осадок дважды промывали 12 л деионизированной воды. Затем влажный осадок сушили в вакуумном сушильном шкафу при 100 ° C в течение 4 часов с получением сухого продукта.

(b) 1 моль сульфата цинка растворяют в воде, подвергают взаимодействию с 2 молями рицинолеата натрия при постоянном перемешивании с образованием рицинолеата цинка в качестве карбоксилата металла.Осадок рицинолеата цинка фильтруют, затем промывают дистиллированной водой и сушат в адсорбционной сушилке.

(c) 1 моль сульфата цинка растворяют в воде, подвергают взаимодействию с 2 молями гидроксипентаноата натрия при постоянном перемешивании с образованием гидроксипентаноата цинка в качестве карбоксилата металла. Осадок гидроксипентаноата цинка фильтруют, затем промывают дистиллированной водой и сушат в адсорбционной сушилке.

(d) 1 моль сульфата цинка растворяют в воде, подвергают взаимодействию с 2 молями 2,3-дигидроксибутаноата натрия при постоянном перемешивании с образованием дигидроксибутаноата цинка в качестве карбоксилата металла.Осадок дигидроксибутаноата цинка фильтруют, затем промывают дистиллированной водой и сушат в адсорбционной сушилке.

(e) 1 моль сульфата цинка растворяют в воде, подвергают взаимодействию с 2 молями 2,3-дигидроксибензоата натрия при постоянном перемешивании с образованием дигидроксибензоата цинка в качестве карбоксилата металла. Осадок дигидроксибензоата цинка фильтруют, затем промывают дистиллированной водой и сушат в адсорбционной сушилке.

(f) 1 моль сульфата цинка растворяют в воде, подвергают взаимодействию с 2 молями 3-гидроксипентаноата натрия при постоянном перемешивании с образованием гидроксипентаноата цинка в качестве карбоксилата металла.Осадок гидроксипентаноата цинка фильтруют, затем промывают дистиллированной водой и сушат в адсорбционной сушилке.

Другие карбоксилаты металлов были получены с использованием аналогичных реакционных методик, начиная с сульфата кальция, сульфата магния и сульфата натрия. Полученные карбоксилаты металлов были аналогами кальция, магния и натрия для карбоксилатов цинка, перечисленных в примерах 1 (а) — 1 (f).

Смешивание с полиолом:

Полученные карбоксилаты металлов из примеров 1 (а) — 1 (f) смешивали с различными полиолами, включая простой полиэфир, полиэфир, поликапролактон, полибутадиен, касторовое или соевое масло, или с некоторыми полиолами. упоминалось ранее, для получения различных смесей карбоксилатов металлов и полиолов.При необходимости смеси карбоксилата металла и полиола смешивали с усилием сдвига. Полученные смеси давали свободно текучие жидкие материалы без видимых частиц в композиции карбоксилата металла и полиола.

Во-первых, карбоксилат металла в качестве модификатора поверхности в общей полиоловой композиции, модифицирующей поверхность, был использован в количестве 25 или 75% от общей массы. Была получена стабильная при хранении композиция. Также были приготовлены смеси при массовом соотношении 2 части полиола к 1 части карбоксилата металла (66% полиола), и снова была получена композиция, стабильная при хранении.Наконец, также были приготовлены смеси из 1 части полиола и 1 части карбоксилата металла (50% полиола), и эти смеси также были стабильными при хранении.

Под стабильностью при хранении подразумевается, что композиция оставалась в виде сжиженного материала более 24 часов с минимальным загустеванием или осаждением карбоксилата металла.

Реакция с изоцианатом:

Различные композиции смеси карбоксилатов металлов и полиолов, описанные выше, были смешаны с различными изоцианатными материалами и, в частности, с предпочтительными смолами PMDI, описанными ранее.

Обычно смолы предварительно смешивали в соотношении 1 часть (по массе) композиции смеси карбоксилата металла и полиола с 6 частями (по массе) смолы PMDI. Смешанную композицию, содержащую изоцианат, добавляли к древесной щепе из осины в соотношении 7 частей по массе от композиции смешанной смолы (например, 6 частей PMDI и 1 часть композиции полиола модификатора поверхности) на 100 частей по массе древесной щепы, способом, показанным на фиг. 1.

На ФИГ. На фиг.1 показан рыхлый набор осиновой щепы 10 в смесительном барабане 20 (частично в разрезе) плугового смесителя Lodige ™ 28 .На фиг. 1, древесная щепа 10 покрывается изоцианатсодержащей смешанной композицией смолы, хранящейся в резервуаре 12 , который распыляется на древесную щепу с помощью распылительного сопла 14 . Композиция смолы представляет собой смесь изоцианатной смолы и полиола, модифицирующего поверхность, которые смешивают вместе непосредственно перед использованием. Для этой «периодической» операции изоцианат и модификатор поверхности могут быть предварительно смешаны и перенесены в резервуар 12 , а затем распылены на древесную щепу 12 с использованием распылительной насадки 14 .Для непрерывной работы смесь изоцианата и полиола следует смешивать непосредственно перед распылением.

Сбор покрытой смолой осиновой щепы 10 перемешивается перемещением перемешивающего лезвия 16 внутри барабана 20 . Лезвие перемешивания 16 перемещается с помощью двигателя 22 .

Древесная щепа 10 добавляется в барабан 20 через верхнее отверстие 24 и после смешивания удаляется из барабана 20 через нижнее отверстие 26 , где они собираются в ведре 30 .Прежде чем полимерная система сможет полностью затвердеть, древесная щепа в ведре 30, перемещается на операцию прессования, как описано ниже.

Следует отметить, что отношение смолы PMDI к древесной стружке, равное 6 частям PMDI на 100 частей древесной щепы, использовалось для иллюстрации высокой концентрации полиуретана и ее влияния на прилипание. По существу, количество изоцианата в смеси полиольной композиции модифицирующего поверхность агента составляло приблизительно 86 мас.%. Количество древесной щепы в конечной смеси составляет приблизительно 93% по весу.

Следует также отметить, что в предшествующем уровне техники нормальные концентрации полиуретановых смол PMDI в древесной щепе находились в диапазоне от 2 до 4 частей PMDI на 100 частей по массе древесной щепы. Это соотношение приводит к гораздо более низким уровням изоцианата, используемого в операции прессования, и поэтому можно ожидать, что будет наблюдаться уменьшение наблюдаемой степени прилипания. По существу, описанные ниже примеры обычно проводятся в более жестких условиях.

После распыления щепы перед прессованием каждую смесь перемешивали в плугном смесителе Lodige в течение трех минут, чтобы полностью покрыть щепу.

3 кг воздушно-сухой осиновой стружки с содержанием влаги около 6,5% смешивали со смесью 180 г HUNTSMAN Rubinate M PMDI и 30 г предварительно смешанной смеси из 15 граммов цинка. стеарата и 15 граммов Pluracol 492 путем распыления воздухом в 60-литровом плуговом смесителе Lodige, как описано выше со ссылкой на фиг.1.

Как видно на фиг. 2, поверх нижней плиты пресса 32 , предварительно нагретой до 200 ° C, была размещена рама пресса из углеродистой стали 34 (с внутренними размерами 325 мм × 325 мм × 50 мм) для удерживания обработанной древесной стружки. .

Отдельно, чистая, протертая растворителем нижняя плита пресса 36 , изготовленная из углеродистой стали, толщиной 1 мм была помещена в раму пресса 34 так, чтобы она опиралась на нагретую нижнюю плиту пресса 32 .

Мат из несжатого лигноцеллюлозного материала 38 был сформирован, как правило, с размерами 325 мм × 325 мм × 50 мм путем помещения 1000 г обработанной древесной стружки 20 внутрь рамы пресса 34 и на нижнюю часть. плита пресса герметика 36 .

Гидравлический пресс 40 , который был модифицирован таким образом, что верхняя плита уплотнения 42 с размерами 300 × 300 мм × 40 мм была прикреплена к нагретой верхней плите пресса 44 , и это также было нагретый до температуры 200 ° C.

Перед прессованием на лигноцеллюлозный мат 38 была помещена вторая уплотнительная плита из углеродистой стали 46 .

В течение 20 секунд после помещения лигноцеллюлозного мата 38 в раму пресса 34 был активирован гидравлический пресс 40 , чтобы переместить нижнюю плиту пресса 32 вверх в направлении стрелки, и таким образом, вынуждают вставлять верхнюю уплотнительную плиту 42 в стальную раму пресса 34 и тем самым прижимать вторую уплотнительную плиту из углеродистой стали 46 под давлением к лигноцеллюлозному мату 38 .Таким образом, лигноцеллюлозный мат 38 уплотняли до толщины 9 мм и выдерживали с этой толщиной в течение 120 секунд при температуре 200 ° C и при определенном давлении 2,45 МПа между верхом ( 46 ) и нижние ( 36 ) уплотнительные пластины из низкоуглеродистой стали.

Позже, после 10 секунд декомпрессии, пресс открыли, чтобы получить в результате прессованный картон, с верхними и нижними уплотнительными пластинами из углеродистой стали, оставшимися на нижней плите, на каждой стороне прессованного лигноцеллюлозного мата 38 .В результате операции прессования лигноцеллюлозный мат , 38, на ФИГ. 2 была сжата, и полимерная система была отверждена, чтобы сформировать OSB-панель 50 толщиной 9 мм, как показано на фиг. 3. Верхняя и нижняя уплотнительные пластины легко снимались с панели 50 без приложения силы, и полученная прессованная панель 50 не была повреждена из-за прилипания.

Этот процесс прессования затем повторяли несколько раз с дополнительными матами из того же лигноцеллюлозного материала и смол без какого-либо прилипания к верхним и нижним уплотнительным пластинам из углеродистой стали.

В качестве сравнения эксперимент примера 2 был повторен без использования материала модификатора поверхности, смешанного с полиолом перед реакцией с полимерной диизоцианатной смолой. Следовательно, 1 часть Pluracol 492, который представлял собой полиол, использованный в Примере 2, была использована и смешана с 6 частями PMDI. И снова отношение PMDI к древесной стружке, равное 6 частям на 100 частей, использовалось для иллюстрации высокой концентрации PMDI и ее влияния на прилипание.

В соответствии с инструкциями по прессованию, приведенными выше, полученная плита не отделялась от верхней и нижней уплотнительных пластин.Фактически, доску нельзя было снять с верхней плиты уплотнения без значительного повреждения или разрушения доски.

3 кг воздушно-сухой осиновой стружки с содержанием влаги около 6,5% были смешаны со смесью 180 г Covestro Mondur MR Light PMDI и 30 г предварительно смешанной смеси 15 г рицинолеата цинка и 15 г Dow XD-1421 путем распыления воздухом в 60-литровом плуговом смесителе Lodige.

Как и в Примере 2, поверх предварительно нагретой нижней плиты пресса была помещена рама из углеродистой стали с внутренними размерами 325 мм × 325 мм × 50 мм для удерживания обработанной древесной стружки.В этом примере, однако, чистая, очищенная растворителем плита пресса из нержавеющей стали толщиной 1 мм была помещена в раму пресса на нагретую нижнюю плиту пресса.

Мат был сформирован с размерами 300 мм × 300 мм с использованием 1000 г обработанной древесной стружки внутри рамы пресса.

Перед прессованием на мат помещали вторую герметизирующую пластину из нержавеющей стали.

В течение 20 секунд пресс был закрыт, и мат уплотнялся до толщины 9 мм в течение 120 секунд при температуре 200 ° C.и удельное давление 2,45 МПа между верхней и нижней пластинами из нержавеющей стали.

После 10 секунд декомпрессии пресс открылся, и доска осталась на нижней плите. Верхняя и нижняя уплотнительные пластины из нержавеющей стали были легко удалены без применения силы. Этот процесс повторялся несколько раз без прилипания к верхней и нижней пластинам герметика из нержавеющей стали.

Для сравнения повторили эксперимент примера 3, не используя модифицирующий поверхность агент, смешанный с полиолом перед реакцией с той же самой полимерной диизоцианатной смолой.В этом примере 1 часть того же полиола, Dow XD-1421, снова была использована для 6 частей PMDI. И снова отношение PMDI к древесной стружке, равное 6 частям на 100 частей, использовалось для иллюстрации высокой концентрации PMDI и ее влияния на прилипание.

В соответствии с инструкциями по прессованию, приведенными выше, полученная плита не отделялась от верхней и нижней уплотнительных пластин из нержавеющей стали. Фактически, доску нельзя было снять с верхней плиты уплотнения без значительного повреждения или разрушения доски.

3 кг воздушно-сухой осиновой стружки с содержанием влаги около 6,5% были смешаны со смесью 90 г BASF Lupranate M PMDI и 30 г предварительно перемешанной смеси 10 г. стеарата кальция и 20 г касторового масла путем распыления воздухом в 60-литровом блендере для плугов Lodige. В этом примере отношение PMDI к древесной стружке от 100 до 3 по весу использовалось, чтобы показать более низкое отношение PMDI к древесной стружке. Количество модифицирующего поверхность агента в полиольной композиции модификатора поверхности также было снижено до уровня 33% по весу, и, таким образом, соотношение полиола к стеарату кальция составляло 2: 1 по весу.

Как и в Примере 2, поверх предварительно нагретой нижней плиты пресса была помещена рама из углеродистой стали с внутренними размерами 325 мм × 325 мм × 50 мм для удерживания обработанной древесной щепы.

В этом примере чистая, очищенная растворителем плита пресса из алюминия толщиной 1 мм была помещена в раму пресса на нагретую нижнюю плиту пресса.

Опять же, мат был сформирован с размерами 300 мм × 300 мм с использованием 1000 г обработанной древесной стружки внутри рамы пресса.

Перед прессованием на мат поместили вторую алюминиевую герметизирующую пластину.

В течение 20 секунд пресс был закрыт, и мат уплотнялся до толщины 9 мм в течение 120 секунд при температуре 200 ° C и удельном давлении 2,45 МПа между верхней и нижней пластинами из алюминиевого герметика.

После 10 секунд декомпрессии пресс открылся, и доска осталась на нижней плите. Верхняя и нижняя герметизирующие пластины легко снимались с алюминиевых герметизирующих пластин без приложения силы.Этот процесс повторялся несколько раз без прилипания к верхней и нижней алюминиевым пластинам.

Для сравнения эксперимент примера 4 был повторен без использования модифицирующего поверхность агента, смешанного с полиолом перед реакцией с той же самой полимерной диизоцианатной смолой. В этом примере 1 часть того же полиола, касторового масла, была смешана с 3 частями PMDI. По существу, для этого примера было использовано соотношение PMDI к древесной стружке, равное 3 частям на 100 частей.Следуя приведенным выше инструкциям по прессованию, полученная плита не отделилась от верхней и нижней алюминиевых пластин. Фактически, доску нельзя было снять с верхней плиты уплотнения без значительного повреждения или разрушения доски.

Таким образом, очевидно, что в соответствии с настоящим изобретением был предоставлен агент для модификации поверхности для использования в производстве лигноцеллюлозных панелей, который полностью удовлетворяет целям, задачам и преимуществам, изложенным выше.Следовательно, после описания конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения будет понятно, что их альтернативы, модификации и вариации могут быть предложены специалистам в данной области техники, и что предполагается, что настоящее описание охватывает все такие альтернативы, модификации и вариации, как подпадают под объем прилагаемой формулы изобретения.

Кроме того, для ясности и если не указано иное, слово «содержать» и варианты таких слов, как «содержащий» и «включает», при использовании в описании и формуле настоящего описания не предназначены для исключения других добавок. , компоненты, целые числа или шаги.Кроме того, изобретение, иллюстративно раскрытое в данном документе, подходящим образом может быть осуществлено на практике в отсутствие какого-либо элемента, который конкретно не раскрывается в данном документе.