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Verfahren zur Herstellung feuerhemmender Spanplatten Es sind zahlreiche
Verfahren bekannt, um aus spanförmigen Kleinteilen - z. B. Holzspänen und BindemittelnPlatten
und Formteile herzustellen.
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Am verbreitesten sind die sogenannten Holzspanplatten aus Spänen mit
Harnstoff-Formaldehyd-Harzen als Bindemittel, die vorzugsweise im Möbel-und Innenausbau
Verwendung finden. Für Bauzwecke allgemein ist meist weder die Wasserfestigkeit
noch die Feuersicherheit solcher Platten ausreichend.
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Es sind zahlreiche Versuche bekannt, normale, mit Harnstoff-Formaldehyd-Harz
gebundene Spanplatten in bezug auf Wasserfestigkeit und Feuerfestigkeit zu verbessern.
Zusätze von Melaminharzen verbessern z. B. die Wasserfestigkeit erheblich. Die Verbesserung
der Feuerfestigkeit ist jedoch viel schwieriger. Eines der besten chemischen Feuerschutzmittel
für Holz ist bekanntlich Ammoniumphosphat. Es ist jedoch erst ausreichend wirksam,
wenn sein Mengen anteil, bezogen auf trockene Holzmasse, 10 bis 20°/o beträgt. In
dieser Menge kann man jedoch Ammoniumphosphat nicht dem Harnstoffharz zusetzen,
dessen Mengenanteil, bezogen auf trockene Holzmasse, selbst meist weniger als 10
0/o beträgt. Das Harnstoffharz fällt aus der Lösung aus und geliert sofort, wenn
es mit derartigen Mengen eines Ammoniumsalzes starker Säuren gemischt wird.
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Es ist jedoch möglich, die Späne vorher mit einer Lösung von Ammoniumphosphat
zu imprägnieren, zu trocknen und dann mit Harnstoffharz zu beleimen und zu pressen.
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Dieses Verfahren konnte sich jedoch nicht durchsetzen, weil bei einer
zwar durchaus befriedigenden Verbesserung der feuerhemmenden und schwer entflammbaren
Eigenschaften die mechanischen Festigkeitswerte wie auch die Wasserfestigkeit der
Platte stark abfallen. Es ist noch nicht exakt geklärt, ob diese Verschlechterung
an einer ungünstigen Beeinflussung des Kondensationsablaufs bei der Härtung des
Harnstoffharzes oder auf anderen Ursachen beruht. Die Platte ist auch durch den
hohen Gehalt an Ammoniumphosphat und die zweimalige Imprägnierung und Trocknung
der Späne teuer in der Herstellung.
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Es ist auch bekannt, Holzfaserdämmplatten mit Ammoniumphosphat derart
zu imprägnieren, daß man das noch feuchte Faservlies mit Lösungen aus Ammoniumphosphat,
Harnstoff und Formalin bedüst und dann trocknet. Bei dieser Trocknung, bei der Temperaturen
von 170° C nicht überschritten werden, damit sich das Ammoniumphosphat bei erhöhter
Temperatur nicht zersetzt, bildet sich aus Harnstoff und Formalin Harnstoffharz.
Das Harn-
stoffharz fixiert das wasserlösliche Ammoniumphosphat auf den Holzfasern
der Holzfaserdämmplatte.
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Derartige Holzfaserdämmplatten können aber nur als Isolierstoff im
Bauwesen eingesetzt werden, ihre gs ringe mechanische Festigkeit wie auch ihre geringe
Wasserfestigkeit lassen keine andere Verwendung zu.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Spanplatten,
die die an eine Bauplatte gestellten Anforderungen: mechanische Festigkeit, verbunde
mit guter Wärmedämmung, weitgehende Wasserfestigkeit oder gar Wetterfestigke* und
starke feuerhemmende Eigenschaften und Schwerentflammbarkeit, weitgehend erfüllen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren löst die Aufgabe dadurch, daß in einem
einzigen Mischvorgang den Holzspänen sowohl eine wäßrige Lösung von monomerem Harnstoff
und Formaldehyd als auch ein übliches polymeres Bindemittel, wie Harnstoff-, Melamin-
oder Phenolharz, oder Thermoplaste gemeinsam mit den Feuerschutzsalzen zugesetzt
werden.
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Dieser Lösung bzw. Mischung von polymerem Bindemittel und monomerer
Harnstoff-Formaldehyd-Lösung werden die Feuerschutzsalze, z. B. wasserlösliche Ammoniumsalze
starker Säuren und andere bekannte Salzmischungen, zugesetzt. Dieses Verfahren bietet
den Vorteil, daß in einem einzigen Mischvorgang, der die wirtschaftliche Herstellung
einer solchen Spanplatte ermöglicht, eine große Menge Feuerschutzsalz in einer verdüsbaren,
relativ dünnflüssigen Lösung zugeführt werden kann. Würde man nämlich das Bindemittel
für die Spanplatten einfach mit Wasser verdünnen, um eine größere Menge Feuerschutzsalz
diesem zufügen zu können, damit die Gesamtmischung noch eine verdüsbare Leimflotte
ergibt, so würde das fertigbedüste Spangemisch in unzulässigem Maße Wasser bzw.
Feuchtigkeit enthalten.
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Durch die Verwendung von monomerem Harnstoff-Formaldehyd in wäßriger
Lösung wird den Spänen
nicht nur Wasser zugesetzt, sondern ein Stoff,
der unter dem Einfluß des sauer reagierenden Feuerschutzsalzes ebenfalls zu Harnstoffharz
polykondensiert. Praktisch wird also das Bindemittel aufgeteilt in einen Anteil
normal verwendeter polymerer Bindemittel, z. B. vorkondensierter Harnstoffharze,
und in einen Anteil monomerer Harnstoff-Formaldehyd-Lösungen, die unter dem Einfluß
des sauer reagierenden Feuerschutzsalzes erst in der Presse unter Einwirkung von
Wärme und Feuchtigkeit ebenfalls zu Harnstoffharz polykondensieren. Durch diese
Aufteilung des Gesamtbindemittels der Spanplatte wird erreicht, daß eine sehr dünnflüssige
Leimfiotte eine große Menge Feuerschutzsalz bei der Verdüsung auf die Spanplatte
aufnehmen kann.
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Außerdem ist es nicht möglich, den Bindemittelanteil bei Spanplatten
beliebig zu erhöhen, weil die Späne sonst zu klebrig werden und sich nicht mehr
aufschütten lassen, wie es zur Vliesbildung vor dem Preßvorgang notwendig ist. Durch
das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch der Bindemittelanteil dadurch erhöht
werden, daß ein Teil des Bindemittels in Form von monomerer Harnstoff-Formaldehyd-Lösung
zugefügt wird. Dieser Anteil des Bindemittels ist nicht klebrig und dringt nach
der Bedüsung in die Holzporen ein und fixiert nach dem Verpressen die Holzspäne
in ihrer Lage. Durch diese Erhöhung des Bindemittels und die gleichzeitige Imprägnierung
der Holzspäne mit einem erst beim Preßvorgang entstehenden Harnstoffharz wird gleichzeitig
die Wasserfestigkeit der Spanplatte erhöht.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt außerdem darin, daß die
Feuerschutzsalze so abgestimmt werden, daß sie so sauer reagieren wie der normalerweise
dem Harnstoffharz zugesetzte Härter, um die Aushärtung des Bindemittels in der Presse
zu bewerksteiligen. Die Anwendung zusätzlicher Härter für das Harnstoffharz erübrigt
sich dadurch. Um den Wassergehalt der Leimfiotte so niedrig wie möglich zu halten,
kann die Formaldehydmenge auch in Form von Paraformaldehyd in Pulverform zugegeben
werden. An Stelle des vorkondensierten Harnstoffharzes können auch andere polymere
Bindemittel, wie Melaminharz oder Phenolharz, oder auch Thermoplaste als Bindemittel
verwendet werden. Beispielsweise wird durch die Mitverwendung von Polyvinylchlorid
die fertiggepreßte Platte zusätzlich feuerhemmend beeinflußt. Es können auch Kombinationen
derartiger Spanplatten mit mineralisch gebundenen Mittelschichten angewendet werden.
Ferner können mehrschichtige Spanplatten hergestellt werden, die einen hohen Feuerschutzsalzgehalt
in den Deckschichten und einen geringeren Gehalt in den Mittelschichten aufweisen.
Die monomeren Bestandteile des Bindemittels können auch an Stelle von technischem
Harnstoff monomeres Melamin enthalten.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß wasserlösliche
Feuerschutzsalze durch die mono-
meren Bindemittelbestandteile, z. B. die wäßrigen
Lösungen von Harnstoff und Formaldehyd, in die Holzporen mit eindringen und durch
die dort bei der Aushärtung der Spanplatte kondensierenden Harnstoff-Formaldehyd-Bestandteile
durch das dabei entstehende Kunstharz in den Holzporen fixiert werden.
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Dadurch können die wasserlöslichen Feuerschutzsalze nicht mehr so
leicht aus der Spanplatte ausgewaschen werden und verringern nicht die Wasserfestigkeit
der Spanplatte. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet also eine Reihe von Vorteilen
gegenüber den bisher bekannten Verfahren, ausschließlich vorkondensierte Harnstoffharze
als Bindemittel in den Spanplatten zu verwenden. Diese Vorteile liegen vor allem
in der gleichzeitigen Anwendung eines Bindemittelgemisches aus monomeren Bestandteilen
des späteren Kunstharzes und aus vorkondensiertem Kunstharzbindemittel. Es war schon
früher bekannt, die Holzspäne vor der Beleimung mit Kunstharzbindemitteln mit monomeren
Anteilen, z. B. Harnstoff und Formaldehyd, zu imprägnieren. Die bew schriebenen
Vorteile des Verfahrens können jedoch bei dieser Methode nicht ausgenutzt werden.
Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist es, daß in einem einzigen Mischvorgang
den Holzspänen das gesamte Bindemittel, bestehend aus vorkondensierten Kunstharzlösungen
oder Dispersionen und aus monomeren Kunstharzbestandteilen sowie aus den zugesetzten
Feuerschutzsalzen, auf die Holzspäne aufgebracht wird.