DE1653268A1 - Verbesserte flammwidrige bzw. flammhemmende Holzspanplatte und/oder Holzfaserplatte - Google Patents
Verbesserte flammwidrige bzw. flammhemmende Holzspanplatte und/oder HolzfaserplatteInfo
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Description
2092
Eeichhold-Albert-Chemie Aktiengesellschaft,
2000 Hamburg 70, Iversstraße 57
Verbesserte flammwidrige bzw. flammhemmende Holzspanplatte und/oder Holzfaserplatte
Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte flammwidrige bzw. flammhemmende Holzspanplatte, die
sich dadurch auszeichnet, daß sie in besonderer Weise flammwidrig bzw. flammhemmend ist und trotzdem nach den
herkömmlichen Verfahren hergestellt werden kann. Die Herstellung von Spanplatten ist in dem Buch "Holzspanwerkstoffe"
von Prof Dr.Franz Kollmann, Springer Verlag Berlin / Heidelberg/ New York 1966 beschrieben. Man
muß nur, bezogen auf das Holzspanmaterial, 5 - 25 Gew.#
pulverförmige ausgehärtete Aminoplaste in feinverteil- ' ter Form, vorzugsweise mit einer Teilchengröße von um
oder unter 100 μ , dem Spanmaterial zumischen. Dieses Gemisch wird in üblicher Weise zu einer Holzspanplatte
verarbeitet. Wie besondere Befeuerungsproben ergeben haben, wird die Durchbrennzeit der nach der vorliegenden
Erfindung hergestellten Spanplatte mindestens verdoppelt, so daß diese wesentlich verbesserte Eigenschaften
aufweist. Spanplatten mit derart verbesserten flammwidrigen bzw. flammhemmenden Eigenschaften sind
Unterlagen (Art. 7 g I Ai-*. a Nr. I Sr.tz 3 dos Ändcrungsges. v. 4.9.1967)
109883/0239
insbesondere für den Schiffbau, für den Wohnungsbau und den Fertighausbau von besonderem Interesse·
Als erf indungegemäß »xthaltene pulverf örmige Aminoplaste
sind bevorzugt zu verstehen: Kondensationsprodukte von Harnst off-Formaldehyd, die einer vollständigen Aushärtung
und Trocknung unterzogen worden sind und in feinverteilter Form vorzugsweise um oder unter 100 U vorliegen.
Die Herstellung dieser pulverförmigen ausgehärteten Aminoplaste kann z.B. dadurch geschehen, daß man
wäßriges Harnstoffformaldehydharz unter Zuhilfenahme von Katalysatoren bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur
härtet, vorzerkleinert, bei etwa 130 - 1400C
trocknet und anschließend durch Mahlung auf den gewünschten Feinheitsgrad zerkleinert. Es ist aber auch möglich,
flüssige Harnstoffharze unter Zusatz von Katalysatoren in einem Sprühtrockner oder auf einem Walzentrockner
zu verarbeiten. Dabei werden die Arbeitsgänge des Härtens, Trocknens und Zerkleinerns· ineiner Arbeitsstufe vollzogen.
Als Bindemittel für die erfindungsgemäßen Spanplatten werden die üblichen organischen Bindemittel auf Basis
von Phenolharzen, Harnstoffharzen oder Melaminharzen verwendet. Beachtlich ist dabei, daß das erfindungsgemäß
zugesetzte pulverförmige Aminoplast sich beim Verleimen und Pressen als inerter Stoff verhält, und die mechanischen
Eigenschaften der Spanplatte in keiner Y/oiso beeinträchtigt.
Ein beachtlicher technischer Fortschritt ist bei der Herstellung der neuen flammwidrigen bzw.
flammhemmenden Spanplatte darin zu sehen, daß das organische Bindemittel, das für die Spanplattenherstellung
in üblicher Weise verwendet wird, weder modifiziert noch in erhöhter Menge eingesetzt werden muß. Weiterhin
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ist die erfindungsgemäße Verwendung der gepulverten oder der pulverförmigen Aminoplaste in einfacher Weise
ohne nennenswerte Änderung der üblichen technologischen Verfahren zur Herstellung von Spanplatten möglich. Wie
aus. den Vergleichen und Beispielen hervorgeht, zeigen
Spanplatten mit einem Gehalt an 10$ Harnstoffharz, das
in üblicher Weise als lösliches Bindemittel verwendet worden ist, nach der Auehärtung keine Verlängerung der
Durchbrennzeit gegenüber Spanplatten, die z.B. mit Ph enolharz gebunden worden sind. Demgegenüber zeigt eine
erfindungsgemäße Spanplatte» also eine Spanplatte, die %
Aminoplaste in Form eines ansonsten inerten Füllstoffes mit einer Korngröße um oder unter lOOy enthält, eine
erhebliche Verlängerung der Durchbrennzeit. Die Wirkung des in der Spanplatte enthaltenen ausgehärteten pulverförmigen
Harnstoffharzes, in der in dieser Erfindung beschriebenen Form ist also überraschend und liefert
einen beachtlichen technischen Fortschritt.
Für die Beispiele und Vergleiche wurden Dreischicht-Spanplatten hergestellt, bei denen der Anteil der beiden
Deckschichten mit rund 35 Gew.# und der Mittelschicht
mit ungefähr 65 Gew.% gewählt wurde. Die Plattenstärke ,
wurde einheitlich auf 20 mm festgelegt, die Rohdichte lag zwischen 640 und 660 kg/m .
Vergleich 1:
Hamstoffharzgebundene Spanplatte Deckschicht: 10$ Harnstoffharz atro auf atro Span
0,5# Paraffinemulsion atro auf atro
Span
Mittelschicht: 8$ Harnstoffharz atro auf atro Span
0,5$ Paraffinemulsion atro auf atro
Span
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Vergleich 2:
Phenolharzgebundene Spanplatte
Deckschicht s 10$ Phenolharz atro auf atro Span
0,5$ Paraffinemulsion atro auf atro
Span
Mittelschicht: 8$ Phenolharz atro auf atro Span
0,5$ Paraffinemulsion atro auf atro
Span
Zusatz von 10$ erfindungsgemäß "beschriebener pulverförmiger
Aminoplaste zur Deckschicht analog zu Vergleich 2 wurde eine Spanplatte hergestellt, "bei der in der Deckschicht
anstelle des reinen Holzspanes ein Gemisch von 90 Gewichtsteilen Holzspan und 10 Gewichtsteilen pulverförmiges
ausgehärtetes Harnstoffharz verwendet wurde.
Analog zu Vergleich 2 wurde eine Spanplatte hergestellt, bei der sowohl in der Deckschicht als auch in der Mittelschicht
anstelle des reinen Holzspanes ein Gemisch von 90 Gewichtsteilen Holzspan und 10 Gewichtsteilen pulverförmigem
ausgehärtetem Harnstoffharz verwendet wurde.
Brennprobe:
Es wurden Spanplatten zugeschnitten von ca· 25 x 50 cm,
senkrecht aufgestellt und mit einer Teclu-Brenner-Flamme
beaufschlagt, die eine Länge von ca. 18 cm und einen Flammenkegel von ca. 5 cm Länge hatte. Der Abstand von
der Brennermündung zur Spanplatte betrug 13 cm. Die Achse des Brennerrohres zeigte senkrecht auf die Plattenoberflache.
Gemessen wurde die Zeit vom Beginn der Beflammung bis zur ersten durchgehenden, also auch von der Rückseite
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der Platte erkennbaren Rißbildung. Die Auswertung der Vergleichsversuche ergab folgendes Bild:
Vergleich 1:
(Hamstoffharzgebundene Spanplatte)? 30 Min.
Vergleich 2:
(Phenolharzgebundene Spanplatte): 28 Min.
(erfindungsgemäße Ausrüstung der
beiden Deckschichten): 53 Min· ä
(erfindungsgemäße Ausrüstung über den gesamten Plattenquerschnitt,
also beide Deckschichten und die Mittelschicht): 76 Min.
Die erfindungsgemäß erhaltene Spanplatte ist beispielhaft in den Zeichnungen dargestellt.
Figur 1 zeigt einen Schnitt durch eine Vielschicht-Flachpress-Spanplatte
nach der Erfindung, hierbei sind die Deckschichten mit der Ziffer 1 und die Mittelschicht (
2 mit den pulverförmigen ausgehärteten Aminoplasten
in feinverteilter Form versehen.
Figur 2 verdeutlicht einen Schnitt durch eine Einschicht-Spanplatte
nach dem Flachpress-Verfahren, bei der sämtliche Schichten stufenlos ineinander übergehen und in
der die pulverförmigen ausgehärteten Aminoplaste somit über den ganzen Querschnitt in feinverteilter
Form vorliegen.
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Figur 3 gibt einen Schnitt durch eine Vielschicht-Flachpress-Spanplatte
wieder, bei der nur eine Deckschicht die pulverförmigen ausgehärteten Aminoplaste 3
enthält.
Figur 4 stellt einen Schnitt einer Vielschicht-Flachpress-Spanplatte
dar, bei der beide Deckschichten die pulverförmigen ausgehärteten Aminoplaste 3 enthalten.
Die Herstellung und Verwendung von Aminoplasten, insbesondere auch von Harnst off harz en, sind in dem Buch:
"Ullmann's Enzyklopädie der technischen Chemie" 3. Band,
Verlag Urban & Schwarzenberg 1953, Seite 475 - 494 beschrieben.
Das in den Abbildungen mit Ziffer 3 bezeichnete pulverförmige ausgehärtete Aminoplastmaterial auf der Basis
von Kondensationsprodukten des Harnstoffs und Formaldehyds
wurde wie folgt hergestellt:
1150 g 37#ig6S Formaldehyd, methanolhaltig, wird mit
Natriumhydroxid auf einen pH-Wert von 7,0 - 7,2 eingestellt. Bei Eaumtemperatur wird dieser
Lösung
450 g Harnstoff zugesetzt, der bei ca. 300O in dem Formaldehyd zur lösung gebracht wird. Bei einer Temperatur um 9O0C wird der Ansatz bei pH 7,3 7,5 solange gehalten, bis das Harz bei 500C trübt. Sobald der Trübungspunkt erreicht ist, wird der pH-Wert mit Ameisensäure auf 5>6 - 5,7 eingestellt. Der Ansatz ist bei 900C zu halten, bis die Gardner-Viskosität direkt gemessen ca. B beträgt. Bei Erreichen der Viskosität B ist der Ansatz zu kühlen und
450 g Harnstoff zugesetzt, der bei ca. 300O in dem Formaldehyd zur lösung gebracht wird. Bei einer Temperatur um 9O0C wird der Ansatz bei pH 7,3 7,5 solange gehalten, bis das Harz bei 500C trübt. Sobald der Trübungspunkt erreicht ist, wird der pH-Wert mit Ameisensäure auf 5>6 - 5,7 eingestellt. Der Ansatz ist bei 900C zu halten, bis die Gardner-Viskosität direkt gemessen ca. B beträgt. Bei Erreichen der Viskosität B ist der Ansatz zu kühlen und
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6,2 g Iriäthanolamin und 0,l6 g Natriumthiosulfat gelöst in
0,65 g Wasser und 0,56 g Dibutylphthalat zuzusetzen.
Der.pH-Wert soll nun bei 7,7 - 7,9 liegen, wenn erforderlich,
ist dieser pH-Wert mit Ameisensäure bzw. Natriumhydroxid
einzustellen.
Herstellung des Härters:
15 Gewichtsteile Harnstoff
22 Gewichtsteile Hexamethylentetramin ™
12 Gewichtsteile Ammoniumchlorid 57 Gewichtsteile Wasser
Vor dem Sprühtrocknen ist das flüssige Harnstoffharz mit 10$ Härter zu vermischen. Dieses Gemisch wird in
einer Sprühtrocken-Anlage "bei Temperaturen um 1000O
versprüht. Dabei tritt gleichzeitig die Aushärtung ein.
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Claims (4)
1. Flammwidrige, mit organischen Bindemitteln gebundene
Spanplatte, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem verleimten Spanmaterial 5 bis 25 Gew.$ bezogen auf
das Spanmaterial pulverförmige ausgehärtete Aminoplaste in feinverteilter Form, vorzugsweise mit einer
Korngröße um oder unter 100 μ angeordnet sind.
2. Spanplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pulverförmigen ausgehärteten Aminoplaste
.mindestens in einer Deckschicht enthalten sind.
3. Spanplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die pulverförmigen ausgehärteten Aminoplaste mindestens in beiden Deckschichten enthalten sind.
4. Spanplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverförmige ausgehärtete
Aminoplastmaterial aus Kondensationsprodukten des Pormaldehyds mit Harnstoff besteht.
(Art. ~ Γ Λ..:.:, ..r. ι L, :- '.. iz- Är-erun^es. v. 4. 9.1967)
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