DE3427502A1

DE3427502A1 - Feuerwiderstandsfaehiges bauteil

Info

Publication number: DE3427502A1
Application number: DE19843427502
Authority: DE
Inventors: Wulf Von Dipl.-Chem. Dr. 5090 Leverkusen Bonin; Peter Dipl.-Ing. 5000 Köln Kasperek
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1984-07-26
Filing date: 1984-07-26
Publication date: 1986-01-30
Also published as: DE3427502C2

Description

Feuerwiderstandsfähiges Bauteil
Die Erfindung betrifft ein feuerwiderstandsfähiges Bauteil und ein Verfahren zu seiner Herstellung, indem Span-Material mit Hilfe eines Bindemittels unter Druck verpreßt wird.
Die Herstellung von Bauteilen bzw. Preßspanplatten ohne Benutzung von Beleimungsflüssigkei:en ohne Wasserzusatz und/oder ohne Vortrockung der Späne ist bereits bekannt, wobei das Bindemittel - beispielsweise Gips, Zement -im System enthaltenes Wasser für den Abbindevorgang nutzt.
Der Nachteil dieses Verfahrens besteht neben der notwendigen Anwesenheit von definierter Feuchtigke.t darin, daß die fertigen Platten biegeempfindlich und schwer zu bearbeiten sind und hohe Raumgewichte aufweisen.
Aufgabe der Erfindung ist es ein relativ leichtes Bauteil, insbesondere eine Platte zu finden, die neben einer guten Eigensteifigkeit eine leichte Bearbeitbarkeit besitzt und unter Einwirkung von Hitze oder Feuer schnellen Abbrand sowie Nachglühen vermeidet, und nach einem Verfahren herstellbar ist, das auf definierte Feuchtigkeitsmengen verzichten kann.
überraschenderweise zeigte sich, daß auch die nicht zu den hydraulischen Bindemitteln zählenden pulverförmigen, Feuerwiderstandsfähigkeit verleihenden Substanzen unter den Bedingungen der Preßspanplattenherstellung eine für viele Zwecke ausreichende Bindung der Späne zu festen und relativ leichten Spanplatten bewirken können.
Die so erhältlichen Preßspanplatten zeichnen sich durch eine gute Verwendbarkeit für Zwecke des Feuerschutzes aus, da sie sowohl gut gegen die Einwirkung von Feuer zu isolieren vermögen, als auch durch die pulverförmigen überraschenderweise bindenden erfindungsgemäßen Komponenten an Flammenbildung, einem schnellen Abbrand oder am Nachglühen gehindert werden und so zur Brandausbreitung nicht oder kaum beitragen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Gemisch aus Spanmaterial und in Pulverform vorliegenden, nicht hydraulischen, Feuerwiderstandsfähigkeit verleihenden Substanzen als Bindemittel bei einer Temperatur von 5 - 250"C und Drücken von 5 - 250 bar zu einem Bauteil verbunden wird.
Die Bauteile, insbesondere Platten, können durch Streuen eines Gemisches aus Span-Material und den pulverigen Substanzen in eine Form einfach vorgegeben werden. Beim anschließenden Arbeitsgang erfolgt insbesondere bei Temperaturen von 80 - 1800C und Drücke von 15 - 80 bar während einer Preßzeit von 3 - 15 Minuten die Formgebung, wobei sich eine Zugabe an pulverigen, Feuerwiderstandsfähigkeit bewirkenden Substanzen von 3 -50 Gew.-%, vorzugsweise 5 - 25 Gew.-% als vorteilhaft erwiesen hat.
Als Span-Materialin werden insbesondere Holzspäne der für die Preßspanplattenherstellung bekannten Sorten und Sortierungen in Betracht gezogen. Es kommen aber auch ggf. im Gemisch mit solchen Spänen sonstige spanartige organische oder anorganische Materialien in Betracht, wie etwa ggf. geschnittene Teilchen von Stroh, Gräsern, Fruchtschalen, Fruchtkernen, Samen, Blättern, Rinden, Mineralien wie Glimmer, Talke, Vermikulite, Perlite, Asbeste, KaoLine, Gipse, Schiefer, Graphite usw. in Frage.
Die Span-Materialien können allein oder im Gemisch verwendet werden und brauchen nicht vorgetrocknet zu werden, sondern können in original-feuchtem Zustand Anwendung finden. Zumeist liegen sie mit Feuchtgehalten von 3 bis 50 Gew.-% vor. Zweckmäßigerweise sind sie in so trockenem Zustand, daß sie rieselfähig, streubar und nicht klebend erscheinen.
Als pulverförmige, Feuerwiderstandsfähigkeit verleihende Substanzen werden nicht hydraulische Bindemittel wie Kalk, Magnesia, Gips oder Zement verstanden, vielmehr handelt es sich um organische oder anorganische Salze und Verbindungen sonstiger Art, deren Eignung für Zwecke des Feuerschutzes bekannt oder leicht ersichtlich ist sowie deren Gemische.
Hierzu zählen beipielsweise Stickstoffverbindungen wie Amide, Harnstoffe, Cyanursäure und deren Abkömmlinge wie Harnstoff, Sulfanilamid, Guanidin, Guanamid, Amin-Cyanurate, Dicyandiamid, Dicyandiamidin, Melamin, Urethane, Allophanate, Urazol, Thiazole, Hydrazodicarbonamid oder die Additionsprodukte aus solchen Verbindungen und Säuren oder Basen, wie z. B. Säuren des Phosphors, wie Guanidinphosphat, MelaFnphosphat, Ethylendiamincyanurat, Umsetzungsprodukte aus Isocyanaten und Aminen.
Weiter sind auch z. B. Sulfate, Borate und Phosphate bzw. Polyphosphate und Verbindungen wie Phosphorsäureester bzw. -amide, Phosphorsäuresalze, -ester und -amide, Abkömmlinge der Phosphorigensäure usw. geeignet.
Beispielhaft seien ferner genannt Borax, Aminphosphate wie Ammoniumphosphate, Ethyltandiaminphosphate bzw. Polyphosphate, wobei auch Meta- und Pyrophosphate in Betracht kommen, Alkaliphosphate, schmelzbare Schwermetallphosphate. Umsetzungsprodukte aus Halogeniden des Phosphors und Aminen, Phenolen, Alkoholen.
Auch können Silikate und deren pulverförmige Hydratationsprodukte wie Natrium- oder Kaliumsilikate wie sie als neutrales, basisches oder als sogenanntes Alkalimetasilikat im Handel sind, z. B. Natriummetasilikat mit 9 H2O Kristallwasser verwendet werden. Es sind auch höherkondensierte sogenannte Wasserglassilikate bzw.
deren Hydratationsprodukte in Betracht zu ziehen.
Weiterhin zählen dazu auch Polyhydroxylverbindungen wie Pentaerythrit und seine Kondensationsprodukte, sowie Kohlehydrate, die insbesondere zur Ausbildung von feuerhemmenden Carbonisierungsschäumen neigen.
Obgleich auch halogenhaltige Verbindungen wie halogenierte Aromaten oder Aliphaten oder Chloride wie Magnesiumoxychlorid oder Aluminiumoxychloride in Betracht zu ziehen sind, werden sie wegen der Möglichkeit der Halogenwasserstoffbildung weniger bevorzugt.
Von Interesse sind auch Kombinationen der verschiedenen pulverigen, Feuerwiderstandsfähigkeit verleihenden Substanzen und Substanzgruppen. Auch Kombinationen mit hydraulischen Bindemitteln wie Gipsen oder Zementen sind denkbar.
Der Zusatz von inerten Füllstoffen faseriger, blättchenförmiger, kugelförmiger, gebrochener, hohler, poröser oder massiver Art ist ebenfalls möglich, desgleichen die Mitverwendung von dehydratisierbaren Zusätzen wie z. B. Aluminiumoxydhydraten oder wasserhaltigen Mineralien, etwa Zeolithen, Ettringit oder Hydrotalkit.
In einer besonderen Ausführungsform wird das Bauteil - vorzugsweise eine Platte - durch Aufstreuen verschiedener Schichten aus Span-Material und/oder Feuerwiderstandsfäh igke it verle ihender Substanzen sandwichartig aufgebaut.
Durch einen solchen Streuvorgang kann eine Platte aus verschiedenen Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung und Konzentration so aufgebaut werden, daß sie später die gestellten Anforderungen hinsichtlich Festigkeit und Feuerwiderstand optimal mit geringstem Materialeinsatz erfüllt. Als Deckschichten können auch Folien, Gewebe oder Furniere eingearbeitet werden.
Bei einem Bauteil, hergestellt nach dem Verfahren, bestehen die Feuerwiderstandsfähigkeit verleihenden, pulverigen Substanzen aus Cyanursäureabkömmlingen und/oder Aminphosphaten und/oder Alkaliboraten, (z.B. (NH4)2HPO4 und Melamin).
Die so aufgebauten Bauteile bzw. Preßspanplatten können gesägt und genagelt sowie geschraubt werden. Ihre Festigkeit ist für Zwecke des Feuerschutzes in den meisten Fällen ausreichend. Bei Beflammung neigen sie nicht zum Brennen und Nachglühen. Sie bilden eine wärmedämmende Carbonisierungsstruktur.
Solche Konstruktionselemente eignen sich für Kabelabschottung, als Fußbodenelement, als Deckenelement, für Zwecke des Schallschutzes und als Material im feuerhemmenden Schalungs-, Verkleidungs-, Möbel- und Gehäusebau.
Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft erläutert, wobei die angegebenen Teile und Prozente sich auf das Gewicht beziehen.
Als Span-Material wird Fichtenholz-Deckschichtspan mit einem Feuchtgehalt von ca. 9 % verwendet.
Als pulveriges, Feuerwiderstandsfähigkeit verleihendes Material werden die folgenden Substanzen bzw. Substanzgemische verwendet, Korngrößen unter 0,3 mm mittlerer Korndurchmesser: A: sek. Ammoniumphosphat B: neutrales Ethylendiamin-orthophosphat C: sek. Ammoniumphosphat/Melamin (1 : 1) D: Na-Silikat, basisch, Handelsprodukt E: Natriummetasilikat x 9 H20 F: Borax G: Borax/Ca(OH)2 (4 : 1) H: Sulfanilamid I: Glukose/Melaminphosphat (1 : 1) K: Harnstoff/Ammoniumpolyphosphat (1 : 1) L: Dicyandiamid/Eisenoxid-Rotpigment (1 : 0,1) M: Melamin N: neutrales Ethy1endiamin-orthophosphat/Melamin (6:4) O: Ammoniumpolyphosphat/Ca(OH)2 (2 : 1) P: prim. Ammonphosphat/Melamin/Paraformaldehyd (1 : 2 : 0,2) Q: prim. Ammonphosphat/Melamin/Gips (1 : 1 : 1) R: Na-Wasserglas, hydratisiert, Feuchtgehalt ca. 25 %/ Dicyandiamid (1 : 1) S: gepulverter handelsüblicher Intumeszenz-Anstrichlack (Pyromors-Lack, Firma Desowag) Die erfindungsgemäßen Rezepturen und Preßbedingungen sind im Folgenden tabellarisch aufgeführt.
Das Gemisch aus Spänen und Zusätzen wurde möglichst homogen und plan auf eine Stahlblechplatte, die mit Silikontrennmittel vor.ehandelt war, gestreut und dann in einer beheizbaren Plattenpresse verpreßt. Es wurde eine Plattenstärke von ca. 18 mm eingestellt. Die Dichten lagen zwischen 0,82 und 1,26 g cm Beispiel Späne Zusätze Druck Tempera- Zeit Nr. Tle Typ, Tle bar tur oC Min.
1 850 A 150 30 160 15 2 800 B 200 55 170 16 3 800 C 200 40 185 15 4 700 D 300 35 155 20 5 800 E 200 35 140 20 6 880 F 120 70 175 15 7 800 G 200 40 180 15 8 850 H 150 35 170 20 9 800 I 200 35 170 20 10 800 K 200 35 175 10 11 800 L 200 30 180 15 12 800 M 200 80 180 20 13 800 N 200 35 175 15 14 800 0 200 35 180 10 15 810 P 190 40 180 20 16 800 Q 200 35 160 20 17 900 R 100 85 150 20 18 1000 " 85 170 20 19 850 S 150 35 175 10 Die Platte nach Beispiel 18 zerbröselt nach dem Entnehmen aus der Presse und Abkühlen unter der Hand und hat keinen festen Zusammenhalt. Beim Beflammen mit eine Bunsenbrenner brennt dieses Material und wird in wenigen Minuten zerstört.
In allen anderen Fällen haben die Platten nach dem Abkühlen einen festen Zusammenhalt und können, mit der Bandsäge gesägt werden. Die Oberflächen machen einen glatten Eindurck. Bei Beflammung mit dem Bunsenbrenner verkohlen die Platten und bilden in Einzelfällen eine poröse Carbonisierungsstruktur in Richtung auf die Flamme. Bei Entfernen der Brennerflamme erfolgt kein Nachbrennen bzw. ein Nachbrennen unter 10 Sekunden. Es wird nur bei Po. D, E, R ein geringes Nachglühen der Späne nach Entfernung der Flamme beobachtet.

Claims

Patentansprüche 1Verfahren zur Herstellung feuerwiderstandsfähiger Bauteile, indem Spanmaterial mit Hilfe eines Bindemittels unter Druck verpreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus Spanmaterial und in Pulverform vorliegenden, Feuerwiderstandsfähigkeit verleihenden Substanzen bei Temperaturen von 5 bis 2500C und Drucken von 5 bis 250 bar zu einem Formteil verbunden wird.
2. Verfahren zur Herstellung feuerwiderstandsfähiger Bauteile - vorzugsweise Platten - nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil durch Aufstreuen verschiedener Schichten aus Spanmaterial und/oder verschiedener -uerwiderstandsfähigkeit verleihender Substanzen sandwichartig aufgebaut wird.
3. Bauteile, hergestellt gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuerwiderstandsfähigkeit verleihende, pulverförmige Substanz aus Cyanursäureabkömmlinge und/oder Amin-Phosphate und/oder Alkaliborate besteht.
4. Konstruktionselemente, insbesondere für Bauten, Abschottungen und Möbel, hergestellt unter Verwendung von Bauteilen gemäß Anspruch 1 - 3.