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Verfahren zur Herstellung von schwer entflammbaren, wetterfest verleimten
Spanplatten Wetterfest verleimte Spanplatten müssen nach der DIN-Norm 68 771 den
sogenannten Kochwechseltest (V 100) bestehen. Sie werden üblicherweise mit hochalkalischen
Phenolharzen (Resolen) verleimt und gelten nach der DIN-Norm 4 102 als normal entflammbare
Baustoffe. Die Anwendungsmöglichkeiten derartig hergestellter Spanplatten sind demnach
durch die Anforderungen des vorbeugenden Brandschutzes beschränkt.
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Die Versuche, auch phenolharzgebundene Spanplatten in schwer entflammbarer
bzw. selbstverlöschender Qualität herzustellen, wie das bei harnstoffharz- bzw.
melaminharzgebundenen Spanplatten möglich ist, konnten bisher wegen der Unverträglichkeit
wirksamer Brandschutzmittel mit den Phenolharzen nicht zum Erfolg führen.
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Phenolformaldehydharze zur Herstellung von Spanplatten enthalten in
der Regel überschüssiges Alkali und weisen einen pH-Wert oberhalb von 12 auf. Die
Harze sind zwar mit Wasser weitgehend verdünnbar, werden Jedoch sofort unlöslich,
wenn Säuren oder Saure abspaltende Mittel damit in Berührung kommen. Durch die Ausfällung
verlieren die Bindemittelzubereitungen ihre typischen Bindemitteleigenschaften.
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Die an sich bekannten Flammschutzmittel wie Borsäure, Ammoniumphosphat,
Ammoniumbromid usw. reagieren entweder sauer oder spalten in feuchter bzw. heiß
feuchter Umgebung Säure ab. Sie sind demnach als Zusätze für die Herstellung schwer
entflammbar ausgerüsteter Spanplatten nicht verwendbar, sofern diese Spanplatten
mit Phenolformaldehyden gebunden sind.
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Es wurde nun gefunden, daß man schwer entflammbare, wetterfest verleimte
Holzspanplatten und ähnliche Werkstoffe durch Verpressen beleimter Späne in Gegenwart
eines Flammschutzmittels und eines üblichen Holzleims auf der Grundlage eines wäßrig
alkalischen Phenolformaldehydkondensats erhält, wenn man dem Holzleim oder den Spänen
- gegebenenfalls gleichzeitig mit dem Beleimungsvorgang - einen Alkohol zusetzt,
der wenigstens 4 C-Atome aufweist bzw. unter Normaldruck einen Siedepunkt von wenigstens
1000C besitzt.
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Als Alkohole im Sinn der Erfindung sind z.B. einwertige Alkohole wie
Amylalkohole, 2-Äthylhexanol, Phenyläthylalkohol und zwei-oder mehrwertige Alkohole
wie Diglykol oder Hexandiol-1,6 geeignet. Bevorzugt weisen die Alkohole einen Siedepunkt
in der Nähe oder oberhalb derjenigen Temperatur auf, die beim Verpressen der Spanplatten
angewandt wird, d.h. einen Siedepunkt von wenigstens etwa 1300C und besitzen dementsprechend
eine Mindestkohlenstoffzahl von 5.
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Die Alkohole werden im allgemeinen in Mengen von etwa 1 bis 10%, bezogen
auf die zur Bindung erforderliche Menge an flüssigem Leim ("Leimflotse"), verwendet.
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Bei hochsiedenden Alkoholen genügen im allgemeinen Mengen unter 5%.
4 Als Flammschutzmittel im Sinn der Erfindung sind z.B. anzusehen Borsäure, Ammoniumbromid,
Ammoniumphosphate, Fluoride und andere, insbesondere anorganische Flammschutzmittel,
von denen Monoammoniumphosphat bevorzugt wird. Gemeinsames Kennzeichen der erfindungsgemäßen
Flammschutzmittel ist im allgemeinen ihr saurer Charakter. Die Flammschutzmittel
können auch mit mineralischen Hilfsstoffen wie z.B. Tonzubereitungen, Blähglimmern
und ähnlichen mineralischen Hilfsstoffen gestreckt bzw. in ihrer Wirksamkeit unterstützt
werden.
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Alkalisch reagierende Phenolharzkondensate, die sich zur erfindungsgemäßen
Verleimung eignen, sind als bekannt anzusehen. Sie werden i.a. durch Kondensation
von Phenol und wäßrigem Formaldehyd
in Gegenwart von Natronlauge
in einem Molverhältnis von Phenol zu Formaldehyd wie 1:1,5 bis 1:2,4 erhalten und
stellen viskose Lösungen mit einem Feststoffgehalt von 42 bis 55% dar, die handelsüblich
sind. In der älteren Literatur werden die betreffenden Kondensate häufig als "Resole
bezeichnet.
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Zu dem Herstellungsverfahren für die Spanplatten bzw. Spanformteile
selbst ist im einzelnen das folgende zu sagen: Es ist für die Wirksamkeit bzw. die
Ausführbarkeit der Erfindung bedeutungslos, wie die Flammschutzmittel mit den Spänen
vermischt werden. Sie können z.B. den beleimten oder den nicht beleimten Spänen
beigemischt werden, man kann sie,sofern dies möglich ist, in Lösung bringen und
auf die Späne aufsprühen oder man lagert sie nach einem zum Stand der Technik gehörenden
Verfahren an Cellulosefasern an und vermischt diese mit den Spänen. Auch die Zugabe
zur Leimflotte selbst und das Aufsprühen mit der Leimflotte ist in vielen Fällen
möglich.
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Für den erfindungsgemäßen Zusatz eines hochsiedenden Alkohols ist
festzustellen, daß er Jedenfalls dann im Spänegemisch anwesend sein muß, wenn Bindemittel
und Flammschutzmittel zusammentreffen.
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Es ist demnach möglich, den Alkohol vor, zusammen mit oder nach der
Zugabe des Bindemittels bzw. des Flammschutzmittels der Späne mischung bei zugeben,
Je nachdem, in welcher Reihenfolge die Zugabe von Bindemittel und Flammschutzmittel
vor sich geht; die Erfindung kann demnach, aus der Sicht der fertigen Erfindung
betrachtet, darin gesehen werden, daß der erfindungsgemäß zuzusetzende Alkohol die
Verträglichkeit von Bindemittel und Flammschutzmittel ermöglicht.
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Beispiel 1 Einschichtige schwer entflammbare phenolharzverleimte
Spanplatte der Qualität V 100 Man stellt eine Bindemittelflotte her aus 100 Gewichtsteilen
handelsübliches Phenol-Formaldehydharz (48% Trockengehalt)
7 Gewichtsteilen
Paraffin-Emulsion (50%) 5 Gewichtsteilen n-Butanol 5 Gewichtsteilen Härter.
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Diese Leimflotte hat einen Harzgehalt von 41.0%. Von ihr gibt man
1540 g auf 5000 g Späne; das entspricht einer Harzdosierung von 11%. Die beleimten
Späne vermischt man mit 600 g Monoammoniumphosphat und 150 g Ammoniumbromid.
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0 Aus diesem Gemisch preßt man in einer auf 170 C beheizten hydraulischen
Presse eine Spanplatte. Die Preßzeit beträgt 0,35 min/mm Plattenrohdicke. Der spezifische
Preßdruck iiegt zunächst bei 25 kp/cm². Nach dem Verdichten des Spänekuchens auf
die gewünschte Plattenstärke wird er bis zum Ende der Preßzeit stufenweise auf 0
abgebaut.
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Diese Spanplatte hat folgende mechanische Eigenschaften: Dicke: 18
mm Dichte: 0,720 Biegefestigkeit: 210 kp/cm2 Querzugfestigkeit V20: 5,7 kp/cm2 V100:
2,2 kp/cm2 Quellung während 2 Stunden Wasserlagerung 4,7% 24 24 " " rt 8,8%.
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Sie erfüllt im Brandschachttest nach DIN 4102 die Anforderungen an
schwer entflammbare Werkstoffe B 1.
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Beispiel 2 Dreischichtige schwer entflammbare, phenolharzgebundene
Spanplatte der Qualität V 100. Man stellt sich folgende Bindemittelflotten her:
Deckschichten Mittelschicht Phenolharzleim 48-prozentig 100 100 Paraffin-Emulsion
50-prozentig 7 7 Hexandiol- 1,6 5 5 Härter flüssig - 6
Harzgehalt
in ffi der Bindemittel flotte 42,8 40,7 Harzgehalt in % des Span-Bindemittelgemisches
11,5 9 Vor der Beleimung mischt man 64 Gewichtsteile Deckschichtspäne mit 35 Gewichtsteilen
Papierabfall-Faserstoff, an welchen Monoammoniumphosphat, Borsäure und Kaolin als
Brandschutzmittel angelagert worden waren.
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Für die Mittelschicht mischt man 70 Gewichtsteile Späne mit 30 Gewichtsteilen
beladenem Faserstoff.
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In der fertigen, ca. 20 mm dicken Spanplatte beträgt das Gewichtsverhältnis
Deckschichten zu Mittelschichten )0:70.
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Die Preßbedingungen können gleich wie in Beispiel 1 gewählt werden.
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Die fertige, den Brandschachttest B 1 nach DIN 4102 erfüllende Spanplatte
hat folgende mechanischen Eigenschaften: Dicke: 20,5 mm Dichte: 0,680 Biegefestigkeit:
257 kp/cm2 Querzugfestigkeit V20: 5,0 kp/cm lt V100: 1,9 kp/cm2 Quellung während
2 Stunden Wasserlagerung: 4,7% lt lt 24 " lt : 8,5%.