Смесь для изготовления древесных плит

 

Использование: производство экологически чистых древесных плит на основе отходов деревообрабатывающей промышленности и растительных сельскохозяйственных отходов. Плиты могут быть использованы в качестве декоративно-конструкционного материала для облицовки административных и жилых помещений, а также в мебельной промышленности. Сущность изобретения: смесь для изготовления древесных плит содержит 10 - 25 мас.% отходов поливинилхлорида, суспензионного и остальное до 100 мас.% древесные отходы. Смесь может дополнительно содержать отходы переработки сельскохозяйственных растений при следующем соотношении компонентов в смеси, мас.%: отходы поливинилхлорида суспензионного 10 - 25; отходы переработки сельскохозяйственных растений 20 - 60; древесные отходы остальное. Смесь, содержащая отходы переработки сельскохозяйственных растений, может дополнительно содержать отходы переработки автотракторных масел или отходы производства жирных кислот. 2 з. п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к плитам типа древесно-стружечных, которые используются как облицовочно-декоративный и конструкционный материал в строительстве и мебельном производстве.

Наблюдаемое в последнее десятилетие специалистами значительное ухудшение экологической обстановки и связанный с этим рост количества аллергических и онкологических заболеваний способствовало тому, что мировое сообщество приняло ряд мер запретительного характера в отношении некоторых широко применяемых веществ и технологий.

Запрет коснулся производства и использования фенолформальдегидной смолы связующего при изготовлении древесно-стружечных плит, являющихся продукцией массового производства.

В результате таких мер для успешного развития промышленности стройматериалов актуальным и важным является разработка составов и технологий производства экологически чистых древесно-стружечных плит (ДСП). Учитывая же, что в ряде отраслей имеется значительное количество различных отходов производств, стоит задача утилизации отходов для замены дорогостоящих и невозобновляемых ресурсов.

Реализацией поиска путем в разработке экологически чистых древесно-стружечных плит из отходов производства является состав, в котором используется пневый осмол в количестве (мас.) 10-20% и древесная кора 80-90% [1] Недостатками технологии с использованием этого состава являются.

Сложность и многодельность операций по подготовке технологической щепы и пневого осмола.

Экономическая неэффективность организации крупносерийного производства (каковой является древесно-стружечная плита), т.к. пневый осмол, являясь фракцией для канифольно-экстракционного производства, не может быть выработан в требуемых для производства ДСП объемах из-за отсутствия сырья.

Наиболее близким техническим решением в разработке состава экологически чистых плит из числа известных по технической сущности и достигаемому результату является смесь из 60-80% древесных опилок и 20-40 порошкообразного полиэтилена "или полипропилена, которую подвергают горячему прессованию при температурах 150^оС для полиэтилена высокой плотности, 175^оС для полиэтилена низкой плотности и 185^оС для полипропилена. После горячего прессования плиты поступают в холодный пресс, где при давлении прессования 0,2-0,4 МПа охлаждаются до температуры не выше 50^оС для придания им необходимой формоустойчивости (2).

Недостатками использования приведенного состава является следующее.

Значительная технологическая сложность и экономические затраты на переработку частиц полиэтилена как связующего для придания им геометрической формы снежинок или пуха с целью повышения их адгезии к частицам древесных опилок (стружек).

Ограничение использования основы композиции только древесины опилками "стружками".

Использование специальных пресс-форм для исключения вытекания связующего по торцам ковра вследствие его высокой жидкотекучести и низкой вязкости в расплавленном состоянии.

Технической задачей изобретения является утилизация отходов, улучшение технологичности и обеспечение возможности получения экологически чистых древесных плит при сохранении высоких физико-механических характеристик.

Поставленная техническая задача решается тем, что смесь для изготовления древесных плит, включающая древесные отходы в виде стружки или опилок и порошок термопласта в качестве связующего содержит отходы поливинилхлорида суспензионного при следующем соотношении компонентов, мас.

Отходы поливи- нилхлорида сус- пензионного 10-25 Древесные отходы Остальное По п.2 смесь для изготовления древесных плит по п.1 может дополнительно содержать в качестве основного компонента смеси отходы переработки сельскохозяйственных растений при следующем соотношении компонентов, мас.

Отходы поливи- нилхлорида сус- пензионного 10-25 Отходы перера- ботки сельскохо- зяйственных растений 20-60 Древесные отходы Остальное По п.3 смесь для изготовления древесных плит по п.2 может дополнительно содержать отходы переработки автотракторных масел или отходы производства жирных кислот при следующем соотношении компонентов, мас.

Отходы поливи- нилхлорида сус- пензионного 10-25
Отходы перера-
ботки сельскохо-
зяйственных растений 20-60
Отходы перера-
ботки автотрак-
торных масел или
отходы производ- ства жирных кислот 3-5 Древесные отходы Остальное
П р и м е р ы 1-6. После просеивания древесных опилок через сито с ячейкой 5 мм их просушивали до влажности 10-12% и перемешивали с отходами поливинилхлорида суспензионного, выпускаемого по ТУ 6-01-1177-79 в порошкообразном виде при следующем соотношении компонентов, мас. Древесные опилки 70-95
Отходы поливи- нилхлорида 5-30
Полученную смесь формовали в виде ковра и прессовали при t 135-145^оС, удельном давлении 7 МПа и продолжительности 0,3 мин на 1,0 мм готовой плиты. Образцы полученного материала толщиной 8,0 мм подвергали физико-механическим испытаниям. Результаты испытаний представлены в табл.1.

П р и м е р ы 7-20. Целью опытов ставилось определение пределов содержания сельскохозяйственных отходов и отходов ПВХ суспензионного в композиции с древесными отходами.

Технология подготовки компонентов не отличалась от технологии, описанной в примерах 1-6 с той лишь разницей, что сельскохозяйственные отходы измельчали до размера 2-5 мм. Результаты представлены в табл.2.

П р и м е р ы 21-35. Целью опытов ставилось определение физико-механических свойств готовых плит при использовании конкретных сельскохозяйственных отходов (рисовая соломка, костра, подсолнечная лузга) при оптимальном (20%) содержании ПВХ суспензионного.

Технология подготовки составов аналогична предыдущим примерам.

Результаты испытаний представлены в табл. 3.

П р и м е р ы 36-47. Целью опытов ставилось нахождение оптимального количественного соотношения отходов жирных кислот, отходов автореакторных масел и их равные соотношения в составе.

Результаты испытаний представлены в табл.4.

Результаты проведенных исследований показали, что плиты, изготовленные по примерам 2-5, т.е. содержащие ПВХ в количестве 10-25% обладают физико-механическими свойствами, соответствующими области применения плит. Дальнейшее увеличение содержания в предлагаемой массе отходов поливинилхлорида нецелесообразно, т.к. это приведет к нежелаемому увеличению себестоимости плиты без существенного улучшения физико-механических свойств. Содержание в композиции ПВХ менее 10% не обеспечивает минимальных требований области использования плит.

Результаты, приведенные в табл.2, показали принципиальную возможность замены части древесных отходов отходами сельскохозяйственных растений при значениях (10 и 25 вес.) cвязующего, найденных ранее в примерах 1-6.

Примеры 7 и 14 показывают, что физико-механические свойства готовых плит значительно уступают свойствам плит, изготовленных по примерам 8-12 и 15-19.

Примеры 13 и 20 показывают, что введение дополнительного компонента (сельхозотходов) в количестве 10% не приводит к существенному улучшению физико-механических свойств готовых плит по сравнению с примерами 2 и 5, а лишь усложняет технологический процесс.

П р и м е р ы 8-12 и 15-19 подтверждают возможность использования плит с данными составами (от 20 до 60 мас.) в качестве декоративно-конструкционных.

Результаты, представленные в табл.3, показывают принципиальную возможность использования различных сельскохозяйственных отходов в производстве декоративно-конструкционного материала. Так при использовании сельскохозяйственной соломки наилучшими являются примеры 23-25, костры примеры 27-30, подсолнечной лузги примеры 33-35. Плиты, получаемые по этим составам, могут быть использованы как конструкционный материал, а плиты других составов можно рекомендовать как декоративно-отделочный материал.

Как показывают результаты табл.4 использование отходов автотракторных масел и жирных кислот как раздельно, так и в их совокупности приводит к улучшению физико-механических характеристик готовых плит за счет повышения адгезии ПВХ к основе композиции (древесные отходы).

Наилучшие результаты как по физико-механическим свойствам плит, так и по технологии их изготовления получаются в случае использования этих отходов в количестве 3-5 мас. При значении ниже 3% эффект улучшения показателей не наблюдается, а при значении более 5% масло выделяется и вытекает при прессовании, что приводит к загрязнению оборудования и пригару нагревательных плит пресса.

Формула изобретения

1. СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ПЛИТ, включающая древесные отходы в виде стружки или опилок и порошок термопласта в качестве связующего, отличающаяся тем, что она содержит в качестве связующего отходы поливинилхлорида суспензионного при следующем соотношении компонентов, мас.

Отходы поливилхлорида суспензионного 10 25
Древесные отходы Остальное
2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит отходы переработки сельскохозяйственных растений при следующем соотношении компонентов, мас.

Отходы поливинилхлорида суспензионного 10 25
Отходы переработки сельскохозяйственных растений 20 60
Древесные отходы Остальное
3. Смесь по п. 2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит отходы переработки автотракторных масел или отходы производства жирных кислот при следующем соотношении компонентов, мас.

Отходы поливинилхлорида суспензионного 10 25
Отходы переработки сельскохозяйственных растений 20 60
Отходы переработки автотракторных масел или отходы производства жирных кислот 3 5
Древесные отходы Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4