способ изготовления заготовок для паркета

Формула изобретения

Способ изготовления заготовок для паркета из древесины хвойных и мягколиственных пород, включающий сушку древесины, получение заготовок, придание формы их внешнему контуру и пропитку 30 - 50%-ным раствором в нефрасе низкомолекулярного полимера на основе олигомеров изопрена, отличающийся тем, что в качестве низкомолекулярного полимера используют сополимер олигомеров бутадиена со стиролом с мол.м. 3000-10000, полученный на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства бутадиенового каучука.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству строительных материалов, позволяет квалифицированно рекуперировать отходы переработки древесины и побочные продукты нефтехимии и может быть использовано в деревообрабатывающей, мебельной и строительной промышленностях.

Известен способ получения модифицированной древесины для изготовления паркетных материалов, в котором с целью повышения прочности и влагостойкости древесину пропитывают составом на основе фенолоспиртов и керосино-газойливой фракции нефти (SU, авторское свидетельство, 763093, кл. B 27 K 3/32, 1980).

Однако использование весьма токсичных фенолоспиртов исключает применение изделий из такой модифицированной древесины в жилищном строительстве.

Известен способ получения паркета, настенных панелей и т.п. изделий из древесины, в котором древесина обрабатывается с целью повышения прочностных показателей и формоустойчивости методом погружения в пропиточный раствор, содержащий льняное и касторовое масла, дибутилфталат, краситель и продукт дистилляции кубового остатка ректификации соснового флотационного масла (SU, авторское свидетельство 1701521, кл. B 27 K 3/02, 1991).

К недостаткам данного способа следует отнести дороговизну пропитывающего состава, включающего масла и терпеновые соединения, дефицитность которых ощущается и в медицинской промышленности.

Известен способ изготовления древесно-волокнистых плит, в котором в качестве состава для пропитки используют полимерные продукты на основе кубовых остатков ректификации толуола (КОРТ) (SU, авторское свидетельство, 882780, кл. B 27 K 3/52, 1981).

Однако данное техническое решение направлено на улучшение свойств продукта глубокой переработки древесины, к которому относится ДВП, а не на древесину как таковую. При этом КОРТ используется как составная часть другого отхода нефтехимии - кубовых остатков ректификации бутадиена (КОРБ) при совместной полимеризации для получения полимерного продукта. Несмотря на разнообразие непредельных соединений в составе КОРТа и КОРБа, вступающих в реакцию полимеризации, почти все они являются изомерами одного соединения - бутадиена. И в силу данной особенности химической природы полимерного продукта последний не обладает высокими физико-механическими показателями.

Известен способ изготовления торцевой плашки из древесины хвойных и мягколиственных пород, включающий сушку, пропитку древесины с последующим уплотнением и одновременным приданием формы (SU, авторское свидетельство, 315610, кл. B 27 M 3/04, 1971).

В данном способе в качестве пропитывающего состава используется петролатум, который состоит из смеси парафина, церезина и масла. Химическая природа данной смеси определяется содержанием предельных углеводородов C_36-55 преимущественно алифатического изостроения. Отсутствие функциональных групп и кратных связей обусловливает низкую химическую активность соединений данного ряда. Изостроение алифатической цепи данных углеводородов, т.е. ее разветвленность снижает подвижность макромолекул, тем самым затрудняется процесс пропитки (или распределение макромолекул пропитывающего состава в межфибрильных, межклеточных структурах древесины).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ изготовления торцевой шашки для паркетных щитов или настенных панелей из древесины хвойных и мягколиственных пород, включающий сушку древесины, получение заготовок в виде торцевых шашек, придание формы их внешнему контуру и пропитку синтетическим каучуком олигопипериленовым с мол. м. 1200 - 30000 в виде 30 - 50%-ного раствора в нефрасе (RU, заявка N 94031039/04 A1, кл. B 27 M 3/04, 1996).

Олигопипериленовый каучук представляет собой линейный низкомолекулярный полимер, химическая природа которого обусловлена звеньями изопрена и присутствием в цепи в основном C-C связей между метиленовыми группами (-CH₂-) и, в меньшей степени, C-C связей. Если наличие в полимере двойных связей ( -связи) ответственно за его способность к термоокислительному структурированию с образованием трехмерной "сшитой" структуры, то присутствие в основном -связи между атомами углерода в цепи, обладающей цилиндрической симметрией и способностью к свободному вращению по оси, соединяющей центры атомов углерода основной цепи, приводит к возможности динамического равновесия различных конформаций отдельных сегментов полимера и макромолекулы в целом. Последняя особенность обусловливает проявление олигопипериленовым синтетическим каучуком пластоэластических свойств, характерных для каучуков. В силу отмеченной особенности, несмотря на эффект упрочнения древесины, данному пропитывающему составу присущ недостаток, связанный с низкой жесткостью полимера, и, как следствие, снижение эксплуатационных показателей паркета, а именно таких важных свойств, как твердость, истираемость.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение физико-механических показателей заготовок для паркета из древесины хвойных или мягколиственных пород.

Для решения этой задачи в известном способе изготовления заготовок для паркета, включающем сушку древесины, получение заготовок, придание формы их внешнему контуру и пропитку 30 - 50%-ным раствором в нефрасе низкомолекулярного полимера на основе олигомеров изопрена, в качестве низкомолекулярного полимера используют сополимер олигомеров бутадиена со стиролом (СКТ) с мол. м. 3000 - 10000, полученным на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства бутадиенового каучука.

Способ осуществляется следующим образом. Лесоматериалы, представляющие собой отходы рубок ухода или целевую древесину, раскраивают деревообрабатывающим оборудованием на торцевые или продольные заготовки, которым с помощью фрезы придается форма внешнему контуру. В дальнейшем заготовки поступают в пропиточную ванну с раствором 30 - 50%-ной концентрации в нефрасе низкомолекулярного сополимера олигомеров бутадиена со стиролом (СКТ) с мол.м. 3000 - 10000. После пропитки в течение 0,5 - 1,5 ч заготовки сушатся в термошкафу при температуре 100 - 120^oC в течение 1 - 3 ч до полного удаления летучих компонентов.

В результате получают заготовки для паркета, обладающие высокими физико-механическими показателями, в частности повышенными величинами твердости и истираемости. Кроме того, предлагаемая пропитка обеспечивает проявление и закрепление текстурной окраски, что улучшает эстетические характеристики.

Получаемый эффект от использования данного пропитывающего материала можно пояснить следующим. Синтетический соолигомер (СКТ) является линейным низкомолекулярным полимером и в связи с этим обладает повышенной проникающей способностью. Благодаря последнему достигается достаточно высокая плотность "упаковки" полимера в межфибриальном и межклеточных пространствах древесины. Наличие большого количества двойных связей, способных к окислению, способствует образованию полярных кислородосодержащих групп (например гидроксильных), которые, в свою очередь, активно взаимодействуют друг с другом и с кислородосодержащими группами целлюлозной составляющей древесины. Вероятно, наиболее интенсивно указанное окислительное структурирование происходит при повышенных температурах (во время сушки после пропитки) и приводит к образованию трехмерно "сшитой" структуры полимер - древесина с повышенными плотностью и физико-механическими показателями. В отличие от синтетического каучука олигопипериленового сополимер СКТ представляет собой продукт сополимеризации олигомеров бутадиена со стиролом с мол. м. 3000 - 7000 и содержанием связанного стирола 65 - 75%. Присутствие стирольных фрагментов в составе сополимера придает ему повышенную жесткость, которая определяется трудностью вращения отдельных сегментов макромолекулы относительно оси вдоль -связи из-за стерического эффекта бензольного кольца. Таким образом, данный сополимер сочетает в себе высокую проникающую способность вследствие низкой молекулярной массы, способность к термоокислительному структурированию за счет высокой ненасыщенности, а также обладает эффектом усилителя жесткости за счет присутствия полистирольных фрагментов в макромолекуле.

Пример 1 (контрольный, прототип). Лесоматериалы из сосны сушили в паровоздушных камерах периодического действия до влажности 8%. Затем раскраивали с помощью деревообрабатывающего оборудования на торцевые или продольные заготовки, которым с помощью фрезы придавали форму внешнему контуру. Далее заготовки пропитывали 40%-ным раствором в нефрасе олигопипериленового каучука с мол. м. 12000 - 30000 в течение 40 мин без внешнего давления. В завершение производили сушку заготовок в сушильных шкафах при атмосферном давлении и температуре 110^oC в течение 1,5 ч до полного удаления летучей части пропиточного состава.

Пример 2. Лесоматериалы из сосны сушили в паровоздушных камерах периодического действия до влажности 8%. Затем их раскраивали на деревообрабатывающем оборудовании и с помощью фрезы придавали определенную форму заготовкам с продольным или поперечным расположением волокон. Далее заготовки пропитывают 25%-ным раствором в нефрасе сополимера олигомеров бутадиена со стиролом (СКТ) с мол. м. 3000 - 10000 в течение 40 мин при комнатной температуре без внешнего давления. Заключительной стадией изготовления заготовок для паркета являлась сушка в сушильных шкафах при атмосферном давлении и температуре 110^oC в течение 1,5 ч до полного удаления летучей части пропиточного состава.

Пример 3. Паркетные заготовки из сосны с приданной конфигурацией внешнего контура, изготовленные в соответствии с приведенной в примере 2 методикой, пропитывали 30%-ным раствором в нефрасе СКТ с мол. м. 3000 - 10000 в течение 40 мин при комнатной температуре без внешнего давления. Стадия сушки завершает процесс в соответствии с условиями, изложенными в примере 2.

Пример 4. Заготовки, изготовленные в соответствии с приведенной в примере 2 методикой пропитывали 40%-ным раствором в нефрасе СКТ с мол. м. 3000 - 10000 в течение 40 мин при комнатной температуре без внешнего давления. Завершали изготовление сушкой по режиму, изложенному в примере 2.

Пример 5. Заготовки, изготовленные в соответствии с методикой примера 2 пропитывают 50%-ным раствором в нефрасе СКТ с мол.м. 3000 - 10000 в течение 40 мин при комнатной температуре без внешнего давления. Завершали изготовление заготовок сушкой по режиму, изложенному в примере 2.

Пример 6. Заготовки, изготовленные по примеру 2, пропитывали 55%-ным раствором в нефрасе СКТ с мол. м. 3000 - 10000 в течение 40 мин при комнатной температуре без внешнего давления. Завершали изготовление заготовок сушкой аналогично примеру 2.

Результаты испытаний паркетных заготовок, изготовленных по приведенным выше примерам, приведены в таблице.

Как следует из представленных в таблице данных, заготовки, изготовленные по предлагаемому способу, существенно превосходят по прочности контрольные образцы и практически не уступают им по водостойкости. При этом наблюдается существенное преимущество перед прототипом по таким важным показателям, как истираемость и твердость.

Отмеченные преимущества предлагаемого способа наблюдаются при использовании раствора СКТ в нефрасе с концентрацией 30 - 50% (соответствует примерам 3 - 5).