ПРЕСС-МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ
PULP FOR MAKING WOOD PARTICLE BOARDS

Изобретение относится к производству строительных материалов и предназначено для изготовления древесно-стружечных плит, которые используются как облицовочно-декоративный, теплоизоляционный и конструкционный материал в гражданском, промышленном, сельскохозяйственном строительстве, судостроении, при изготовлении мебели и товаров народного потребления, при изготовлении мебели и товаров народного потребления.
Известна древесная пресс-масса, включающая измельченную древесину, волокнистый наполнитель и фенолформальдегидную смолу [SU 331932, В27К 3/50, опубл. 01.01.1972].
Изготовленные из такого материала плиты имеют повышенные ударную вязкость, огнестойкость и стойкость к аммиачной среде. Изделия из них не требуют дополнительной декоративной обработки. Такие материалы имеют меньшую себестоимость, что обусловлено применением более дешевого наполнителя и снижением расхода связующего. Однако такие материалы имеют повышенную токсичность, кроме того, при их приготовлении высоки энергозатраты, необходимо применение жестких технологических режимов. Токсичность древесно-стружечных плит обусловлена выделением из плит после их изготовления вредного для здоровья человека газа формальдегида, концентрация в воздухе которого в 10-20 раз выше предельно допустимой концентрации (ПДК) даже после 3-6-месячной выдержки плит на складе готовой продукции. Выделение из плит формальдегида связано с использованием в производстве древесно-стружечных плит в качестве связующего синтетических смол карбамидоформальдегидных или фенолформальдегидных, которые содержат в своем составе свободный формальдегид.
Ближайшим техническим решением является пресс-масса для изготовления древесностружечных плит, включающая измельченные древесные частицы, а в качестве связующего используют костный клей, предварительно растворенный в воде до содержания клея 21-25% по массе [RU 2037505. C08L 97/02, B27N 3/04, C08L 97/02, опубл. 19.06.1995].
Однако с учетом существующих цен на костный клей его применение в качестве связующего повышает себестоимость древесностружечных плит. Кроме того, плиты, изготовленные с применением костного клея, имеют высокую плотность, создающую дополнительные сложности при обработке изделий из такого материала (раскрой, калибровка, прирезка по месту и др.), а по прочности при изгибе лишь незначительно превышают показатели по ГОСТу.
Технический результат заключается в повышении прочности, снижении токсичности и себестоимости готовых изделий, выполненных из заявленного состава пресс-массы.
Технический результат достигается тем, что пресс-масса для изготовления древесных плит содержит измельченные древесные стружки и биосвязующее на основе модифицированных дрожжевых отходов производства пива, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Древесные стружки
- 64-70
Биосвязующее на основе модифицированных
дрожжевых отходов производства пива
- 30-36.
При производстве пива плотными отходами являются дрожжевые клетки (0,25-0,40 кг на 1 л пива), солодовая и хмелевая дробины, белковый осадок из сепаратора. Остаточные пивные дрожжи представляют собой густую массу со специфическим дрожжевым вкусом с небольшой хмелевой горечью и запахом, свойственным свежим дрожжам. Массовая доля сухих веществ в остаточных пивных дрожжах составляет до 15% мас.%. Дрожжи содержат 24-30% сухих веществ, которые на 90-95% состоят из органических веществ. Белков и других азотосодержащих веществ в дрожжах содержится 54-56%, углеводов - 24-40%, жиров - 2-5%. Наиболее известными белками дрожжей являются зимоказеин (фосфоглобулин) и церевизин. Вначале остаточные пивные дрожжи обрабатывают 5%-ным раствором гидрооксида натрия в соотношение 1:0,8 в течение 30 минут и центрифугируют в течение 15 минут и получают модифицированный осадок пивных дрожжей. При приготовлении биосвязующего компоненты были взяты в следующих соотношениях, масс, %: осадок остаточных пивных дрожжей, обработанных 5%-ным раствором гидрооксида натрия - 95,5, глицерин - 4,0, борная кислота - 0,5. Указанные компоненты перемешивают постоянно в течение 10-20 минут (RU 2404222, опубл. 20.11.2010).
Способ осуществляют следующим образом. Измельченные древесные стружки или опилки смешивают с биосвязующим на основе модифицированных отходов пивных дрожжей (составы указаны в табл.1) и сушат до влажности 7-8%, формируют ковер холодной подпрессовкой и проводят горячее прессование при следующих условиях: температура 150°С, давление и 3,5-4 МПа на миллиметр толщины, длительность прессования 0,5 минут на миллиметр толщины. После нагрева и выдержки при заданной температуре осуществляется охлаждение сформированного изделия до температуры 50-60°С. Из предлагаемого материала можно изготовить плитный материал любых размеров и различной конфигурации. В табл.2 приведены показатели физико-механических свойств плит, полученных из предлагаемого состава, выполненных в качестве примера толщиной 10 мм.
1
Плиты, изготовленные из предлагаемого состава пресс-массы с биосвязующим на основе модифицированных дрожжевых отходов производства пива, по своим свойствам не уступают известным плитным материалам. Кроме того, содержание формальдегида на 100 г абсолютно сухой плиты снижено до 2 мг, что позволяет отнести плитный материал из предлагаемой пресс-массы к классу токсичности E (по ГОСТ 10632-2007). На основе предлагаемого состава пресс-массы получают плиты без добавления специальных упрочняющих добавок органических смол. Исключение связующих на основе органических смол позволяет сократить выделение формальдегида из готовых изделий, а также снизить их себестоимость.
Таблица 1
Состав пресс-массы
Вариант 1
Вариант 2
Вариант 3
Древесные стружки, мас.%
70
67
64
Биосвязующее на основе модифицированных дрожжевых отходов производства пива, мас.%
30
33
36
Таблица 2
Показатели
ДСП ГОСТ 10632-2007 (для толщины 7-13 мм)
Раствор костного клея 20% концентрации 20% по весу к древесному сырью
Пресс-масса с биосвязующим на основе модифицированных дрожжевых отходов производства пива
Вариант 1
Вариант 2
Вариант 3
Предел прочности при статическом изгибе, МПа
12,5-14,0
15,0
18,2
19,0
21,7
Предел прочности при разрыве перпендикулярно пласти плиты, МПа
Не менее 0,40
0,30
1,00
1,10
1,20
Плотность, кг/м3
550-820
1000
810
840
830
Содержание формальдегида, мг/100 г сухой плиты (класс Е1)
До 8
11
2
2
2