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@chwerentflammbare sowie schwerbrennbare Verbundwerkstoffe und Verfahren
zu Ihrer Herstellung'' Die Lrfindung beziet. sich auf schwerentflamrbare sowie schwerbrennbare
Verbun@werdstoffe und richtete sich insbesondere auf eine noues Verfahren zur herstellung
von Verbundwerkstoffen und vor ellem von Elzspanwertstoffen, wie Holzspanplatten.
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Zur Herabsetzung der Kntflammbarkelt und Brennbarkeit vol Holzwerkstoffen
werdne seit langem anorganische Feuerschbutzmittel verwendet. Zu diesen zählen die
Chloride und Promide des hatriums,
Kaliums Ammoniums und Hagnesiums,
die Sulfate und Phosphate des Magnessiums, Aluminiums und Ammoniums, teils in Form
von Doppelsalzen, Ortho-Borsäure und die verschiedensten Salze der waasserärmeren
Borsäuren, wie Z. B. ratriumtetraborat.
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Bei der Herstellung von Hlzspanwerkstoffen werdne zwei verschiedene
Verfahren zur Imprägnierung mit den anorganischen Feuerschutzemittelen angewandt.
Entweder werden diese direkt zur Leimfoltte hinzugegeben (Mischverfahren) oder vor
der Zugabe der Leimflotte in einer @etrennten Arbeitsgang auf die Folzspäne aufgesprüht
(Separatverfahren doer Sprühverfahren).
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Wird mit einer Kunstahrzleimfoltte gearbeitet so ist darauf zu achten,
dass sind Kunstharz und Feuerschutzsmittel gegenseiti. nicht störend beeinflussen.
Fs ist bekannt, dass die Carbanidharze, zu denen die am meisten benutzten Harnstoff-Pormaldehyd-Karze
sowie die elamin - Formaldehydr-Marze -ehren, mit einer reihe von anorganischen
Peuersckutzmitteln.
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2ie z.b.Bromlden und Borverb indungen verträglich sind, dass aber
bei Minsatz von Ammoniumverbindungen Schwieri @eiten während der Deleimung und Vergressung
auftreten.
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@erartige Verarbeitungsschwieri@@eiten, die selbstverständlich nicht
ohne Auswirkung aus die @ualität der hergestellten Erzeugnisse
bleiben.
treten insbesondere bei dem Versuch auf. @mmonimumsalze als Feuerschutzmittel zusammen
mit alkalischen Phenol - Formaldehyd-Harzen zu verwenden.
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Pei der Beleimung und verpressung wird Ammoniak ausgetrieben und es
kommt zu Ausflockungen der Phenolharze. Lradurch bedingt sind die Eirenschaften
der Endprodukte sowohl hinsichtlich der @estigkeit und Haltbarkeit als auchin Bezug
auf die Entflammbarkeit bzw. Brennbarkeit ungünstig. Es ist bisher nicht gelungen,
bei Verarbeitung von Phenol-Formaldehyd-harzen durch Anwendung von anorganischen
Feuerschutzmitteln eine Verringerung der Entflammbarkeit bzw. Brennbarkeit ohne
Beeinträchtigung der anderen geforderten Eigenschaten wie zurl Feisniel der Festigkeit
zu erzielen.
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Die Erfindung haut sic daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu
entwiclaeln, nach dem sich auf einfache Weise durch Einsatz von Kunstharzen und
insbesondere von Phenol-Formaldehyd-Harzen Verbundrrerkstoffe, wie z. B. Holzspanplatten
herstellen lassen, deren Entflammbarkeit bzw. Brennbarkeit nicht nur erheblich vermindert
ist sondern deren Festigkeit, Haltbarkeit Witterungsbeständigkeit und Pilzresistenz
ausgezeichnet und gegenüber den bekannten Erzeugnissen nocherbessert sind.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird ein Verfahren zur Herstellung
von schwerentflammbaren bzw. schwerbrennbaren Verbundwerlsstoffen vorgeschlagen,
bei dem man Holzspäne, Stroh, Raps, Schilf oder andere holzähnliche Werkstoffe mit
Kunstharz eines niederen bis mittleren Kondensationsgrades bzw. Kunststoff eines
niederen bis mittleren Polymerisationsgrades als Bindemittel und einem Feuerschutzmittel
imprägniert und die Mischung anschliessend aushärtet ; wobei man gemäss dem Vorschlage
der Frfindung ein zugleich ein Feuerschutzmittel darstellendes Kunstharz-oder Kunststoffmaterial
verwendete welches organisch gebundenes Halogen, vorzugswelse Chlor und/oder Brom
enthS'lt.
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Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet man
als feuerhemmende Kunstharzkomponente ein Vorkondensat aus einem kernhalogenierten
Phenol und Formaldehyd ; wobei das Halogen nur an die Kernkohlenstoffatome des Phenols
gebunden sein darf, die nicht für die Methylolbildung bzw. zur Vernetzung benötigt
werden.
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Gemäss einer anderen bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung verwendet
man als Kunstharzkomponente ein Vorkondensate aus Phenol und Formaldehyd und im
Gemisch damit als feuerhemmende
Kunstharzkomponente ein Vorkondensatz
aus einem kernhalogenierten Phenol und Formaldehyd.
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Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verltrendet
man eine feuerhemmende Kunstharzkomponente, die durch Kondensation von Phenol und
kernhalogenierten Pheolmit Formaldehyd erhalten kurde.
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Man kann Kunstharzvorkondensate einsetzen, in denen Einkernphenol
bzw. Einkernphenole oder Hehrkernphenol bzw. Hehrkernphenole in kernhalogenierter
und/oder nicht-halogenierter Form allein oder in Kombination vorhanden sind.
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GemEss einer besonderen Ausführungsform der Erfindung enthalten die
Phenole der Phenol-Formaldehyd-Harze Liganden, zum Beispiel die Sulfosäuregruppe,
durch die die e oberlfächenspannung herabgesetzt und die Imprägniereigenschaften
verbessert werden.
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Als bindemittelkomponente können auch kernhalogenierte Polymerisations
- und Polyadditionsbeinungen herangezogen werdne. r Von der Erfindung worden fener
schwerentflammbare und schwerbrennbare Verbundstoffe, wie Holzspanplatten,-leisten,
-formstücke od. cigl. umfasst, die aus dem zu verbindenden WerktOrts einem Kunstharz-oder
Kunststoffbindemittel und einem
Feuerschutzmittel bestehen, wobei
das zugleich als Fuerschutzmittel wirkende Bindemittel organisch gebundenes Chlor
enthzlt.
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Die Erfindung betrifft insbesondere ferner schwerentflammbare und
schwerbrennbare Verbundstoffe, die als Bindemittel vorzugsweise Kondensate auf der
Grundlage kernhalogenierte Phenole und Formaldehyd enthalten. nit Hilfe des erfindungsgemassen
Verfahrens ist es erstmals möglich ; in einfacher Weise Verbundwerkstoffe und vor
allem.
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Verbundplatten auf Phenolharzbasis mit strk verminderter Entflammbarkeit
und Brennbarlceit herzustellen. Die nach dem neuen Verfahren hergestellten Erzeugnisse
besitzen darüber hinaus eine ausgezeichnete Festif1. Haltbarkeit und Witterungsbeständigkeit.
Die Pilzresistenz ist ebenfalls sehr c. ut.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele
im einzelnen erläutert : Beispiel 1 Kondensationsharze mit 2 bis 4o % Chloranteil
werden mit den nichthhalogenierten Kondensationsharzen vermischt. Dabei ist es gleichgültig,
ob bei der Herstellung des Harzes eine vorherige Trennung der halogenierten Harze
von den nichthalogenierten erfolgt.
Die @mprägnierung der Späne
mit diesem Harzgemisch erfolgt beispielsweise in den ffir die Beleimung der Spi'ne
bekannten Hischern als Zwangsmischung oder Bestäubung. Als Harzmenge wird beispielsweise
bis 30% oder mehr, vorzugsweise @ bis lo % Festharz auf atro-Holz aufgebrahct bzw.
in die Holzsubstanz eingelagert. Bei anschliessender Lagerung der so imprägnierten
Späne bis zu 24 Stunden oder mehr wird bekanntwerweise eine innige Verbindung des
Harzes mit der Holzubstanz gewährleistet. Anschliessend erfolgt die Troc, der Späne
auf ca. 2 bis 5 % Folzfeuchtigkeit. bei der gleichzeitig die Fndkondensatlon des
Impragnierharzes erfolgt. In der regel ist dabei die Einhaltung der B.-Zeit des
Harzes dann besonders von Vorteile wenn bei dem 2. Imprägnier- bzw- Bei#eimgang
das gleiche Imprägnierharz verwerndet wird, wobei allerdings der Festharzanteil
wesentilch vermindert sein kann, vorzugsweise 3 bis 6 bezogen auf atro-Holz. Pekannterwise
kann die B- bzw. Presszeit beim 2. Imprägnier-Beleimgang durch Zugabe von Beschleunigern
in forum von Besorcin positiv beeinflusst werden. Selbstverständlich ist es möglich,
dass für die 2. Inpragnierstufe bzw. Eeleimstufe das Starz zum Teil oder ganz halogeniert
oder nicht weiterkondensiert, als zwei-oder mehrkernige Verbindung vorliegt. Die
so imprägnierten und beleimten Späne werden nach dem bekannten Verfahren geschüttet
und bei
Temperaturen um 140 - 220 ° C in den üblichen Heisspressen
bei bekannten snezifischen Pressdrücken : bis 18 Hinuten verpresst.
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Beispiel 2 Der in Beisniel 1 beschriebene e halogenierte Harztyp besteht
hierbei aus ein-und mehrkernigen Verbindungen wobei die einkernigen halogenierten
harzmoleküle zur Imprügnierung der Holzsubstanz eingesetzt werden. Die mehrkernigen
halopenierten oder nichthalogenierten Harze befinden sich durch ihr schlechtes Eindringvermögen
aufgrund ihrer Molekülgrösse an der Oberfläche der bereits vorgetrockneten Späne.
Die Beleimung erfolgt beispielsweise weiederum in den bekannten Mischern.
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Der Festharzantei I kann bis zu 30% oder mehr vrriiert werden. vorzugsweise
soll er Jedoch 8 bis 15 % betraen. Ramit eine Diffusion der halogehierten Harze
geringen Kondensationsgrades in die Folzsubstanz erfoltt, ist auch hier eine entsprechende
Larerzeit vorteilhaft. Eine Machtrocknung der imprägnierten und beleimten Späne
ist bei diesem Beispiel nicht notwendig. Die Plattenherstellung erfolgt unter den
bekannten Bedingunren bzw. unter den in Beispiel 1 genannten.
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Es ist weiterhin mögliche nach diesen beiden Verfahren Furniere zu
Imprägnieren, wobei durch die halogenierten Kondensationsharze geringen Kondensationsgrades
beim Verbund zu Platten bzw.
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K8rpern neben der Verbesserung der Platteneigenschaften deren Brennbarkeit
herargesetzt wird. Es ist auch möglich, Massivholzteile mit den beschriebenen halogenierten
Kondensationsharzen, insbesondere der der Phenole zu imprägnieren, diffundieren
zu lassen, und mit oder ohne spezifischem Pressdruck unter Wärmeeinwirkung auszukondensieren.
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Weiterhin ist es möglich, anstelle der in Beispiel 1 und 2 genannte
n Holzspäne organische Fasern und Späne aller Art zu imrprägnieren und/oder auch
zu beleimen, diffundieren zu lassen und unter beispielsweise Druck und Wärme auszukondensieren.
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2 Das Verfahren Icann nach Beispiel 1 und/zur Imprägnierung von PApier-und
Faserstoffbahnen zur lIerabsetzung der Brennbarkeit dieser Produkte angewandt werden.