DE1653166A1 - Schwerentflammbare sowie schwerbrennbare Verbundwerkstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

• @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.
• 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.
• 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).
• 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.
• 2ie z.b.Bromlden und Borverb indungen verträglich sind, dass aber bei Minsatz von Ammoniumverbindungen Schwieri @eiten während der Deleimung und Vergressung auftreten.
• @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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verltrendet man eine feuerhemmende Kunstharzkomponente, die durch Kondensation von Phenol und kernhalogenierten Pheolmit Formaldehyd erhalten kurde.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Es ist weiterhin mögliche nach diesen beiden Verfahren Furniere zu Imprägnieren, wobei durch die halogenierten Kondensationsharze geringen Kondensationsgrades beim Verbund zu Platten bzw.
• 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.
• 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.
• 2 Das Verfahren Icann nach Beispiel 1 und/zur Imprägnierung von PApier-und Faserstoffbahnen zur lIerabsetzung der Brennbarkeit dieser Produkte angewandt werden.

Claims (9)

1. P a t e n t a n s p r u c h e 9 Verfahren zur Herstellung von schwerentflammbaren bzw. schwerbrennbaren Verbundwerkstoffen, bei dem man Holzspäne, Stroh, Raps, Schilf oder amdere holzähnliche Werkstoffe mit Kunstharz eines niederen bis mittleren Kondensationsgrades bzw. Kunststoff eines niederen bis mittleren Kondensationsgrades als Bindemittel und einem Feuerschutzmittel imprägniert und die Mischung anschliessend aushbrtet, dadurch uekennzeichnet, dass man ein zugleich ein Feuerschutzmittel darstellendes Kunstharz-oder Kunststoffmaterial verwendet, welches organisch gebundenes Halogen enthält.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als feuerhemmende Kunstharzkomponente ein Vorkondensat aus einem kernhalogenierten Phenol und Formaldehyd verwendet, wobei das Halogen nur an die Kernl : ohlenstoffatotne des Phenols gebunden sein darf, die nicht filr die Methylolbildung bzw. zur Vernetzung benötigt werden.
3. 3. Verfahren nach den AnsprUchen l und 2,-dadurch gekennzeichnet, dass man als Kunstharzkomponente ein Vorkondenuat aus Phenol und Formaldehyd und im Gemisch damit als feuerhemmende Kunstharzkomponente ein Vorkondensat aus einem kernhalogenierten Phenol und Formaldehyd verwendet.
4. It. . Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadruchg ekennzeichnet. dass man eine feuerhemmende Kunstharzkomponente verwendet, die durch Kondensation von Phenol und kernhalogeniertem Phenol mit Formaldehyd erhalten wurde.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet. dass man Kunstharzvorkondensate verwendet, in denen Finkernphenol bzw Kinkernphenole oder Kehrkernphenol bzw. Mehrkennphenole in kernhalogenferter und / oder nielithalo, Form allein oder in Kombination vorhanden sind.
6. .'VerfahrennachdenAnsprüchenlbis5?dadurchgekennzeichnet. dpss die Phenole der Phenol-formaldehydharze Liganden, z.B. die Sulfosäuregurppe enthalten.
7. 7. Verfahren nach Ansrpuch 1, dadruch gekennzeichnet, dass als Mindemittelkomponente kernhalogenierte. Polymerisations-oder Polyadditionsverbindungen verwendet werden.
8. 8. Sehwerentflammbare und schwerbrennbare Verbundstoffe, wie Holzspannplatten -, leisten, - formstücke od.dgl., bestehend . anus den zu verbindenden Merkstoff, einem Kunstharz-oder Kunststoffbindemittel und einem Feuerschutzmittel, dadurch rel-ennseichnet. dass das zugleich als Feuerschutzmittel wirkende Rindemittel organische gebrundenes Chlor enthält.
9. 9. Schwerentflammbare und schwerbrennbare Verbundstoffe nach Anspruch8.dadurchgekennzeichnet,dassdiese als Bindemittel vorzugsweise Kondensate auf der Grundlage kernhalogenierter Phenole und Formaldehyd enthalten.