'10~47~5 La pr~sente invention concerne une composition pour ignifuger des éléments de particules lignocellulosiques tels que panneaux, plaques et autres. L'invention concerne également le proc~d~ d'igni~ugation desdits éléments à partir de cette composition.
La fabrication d'éléments de particule~ lignocellulosi-ques est connue de longue date. Le procédé consiste, de façon yénérale, à agglomérer sous pression un mat composé d'une ou plusieurs couches de particules de bois, d'anas de lin, etc.
associées à un mélange collant composé habituellement en majeure partie de résine synthétique et d'adjuvants tel que durcisseur.
Le plus souvent les éléments de particules lignocellulosiques sont formés de multicouches et couramment de trois couches, deux couches externes de mat prenant en sandwich une âme dont les particules lignocellulosiques sont habituellement de tailles supérieures à celles des couches externes.
De tels éléments sont principalement utilisés dans l'industrie du bâtiment. Les normes de s~curité, pour la protec-tion contre le feu, devenant de plus en plus sévères dans la plupart des pays, l'ignifugation de ces éléments a été rendue indispensable. Les études entreprises en vue d'améliorer la tenue au feu de ces éléments ont conduit à incorporer, dans leurs com-positions, des produits tels que l'acide borique et ses sels ou encore des sels d'ammonium comme dans le cas des brevets français 1.223.676 et 1.444.833. D'autres produits ignifugeants, comme l'urée : brevet fran~ais 2.171.071, ou comme certains composés halog~n~s, connus par ailleurs comme ignifugeants des matières plastiques, décrits dans le brevet fran~ais 2.087.456 ont été
incorporés dans 1'en emble du mat de particule~ lignocellulosi-30 ques. L'incorporation de tous ces composés a permis d'am~liorerla tenue au feu des éléments agglomérés sans permettre l'ingnifu-gation souhaitee tout en nuisant par~ois aux caractéristiques ~ "~
physico-mécani~ues des panneaux. Les sels d'ammonium devant être incorporés à des teneurs élevées pour obtenir une bonne tenue au feu, provoquent une perte importante des caractéris-tiques physico-mécaniques et plus particulièrement sur le plan de la tenue à l'eau des panneaux~ L'acide borique et ses sels utilisés seuls, bien qu'entraînant une dégradation moindre des propriétés du panneau, ne peuvent permettre de parvenir à une excellente tenue au feu, quel que soit le taux d'incorporation.
En outre, l'introduction dans l'ensemble du mat d'ignifugeants élaborés, conduit à des prix de revient souvent prohibitifs.
L'objet de la présente invention est une composition ignifugeante qui, incorporée aux particules lignocellulosiques et grâce à la synergie de ses composants permet de réaliser des éléments de très haute tenue au feu tout en conservant les pro-priétés physico-mécaniques de ces éléments et améliorant la tenue à l'eau. Llutilisation de cette composition permet d'obtenir des éléments classés M 1 selon les normes NFP 92.501 et NFP 92.507 d'octobre 1975.
~ La composition ignifugeante selon l'invention est carac-térisée en ce qu'elle comprend pour chaque 100 parties en poids de composition:
- 20 à 75 parties en poids d'acide borique;
- lS à 75 parties en poids d'un composé organique - - halogéné substitué choisi dans le groupe constitué par les paraffines chlorées, le décabromodiphényle, le décabromodi-phényléther, le bis dibromopropyléther-octachlorodiphényle, le '10 ~ 47 ~ 5 The present invention relates to a composition for fireproof elements of lignocellulosic particles such as that panels, plates and others. The invention also relates to the proc ~ d ~ igni ~ ugation of said elements from this composition.
The manufacture of particle elements ~ lignocellulosi-that has been known for a long time. The process consists, so yenerally, to agglomerate under pressure a mat composed of one or several layers of wood particles, flax shives, etc.
associated with a sticky mixture usually composed in major part of synthetic resin and additives such as hardener.
Most often the elements of lignocellulosic particles are multi-layered and commonly three layers, two outer layers of mat sandwiching a core whose lignocellulosic particles are usually of size higher than those of the outer layers.
Such elements are mainly used in the building industry. Safety standards, for the protection tion against fire, becoming increasingly severe in the most countries, fireproofing of these elements has been made essential. Studies undertaken to improve handling the fire of these elements led to incorporate, in their com-positions, products such as boric acid and its salts or still ammonium salts as in the case of French patents 1,223,676 and 1,444,833. Other flame retardants, such as urea: French patent 2,171,071, or as certain compounds halog ~ n ~ s, also known as flame retardants for materials plastics, described in French patent ~ ais 2,087,456 were incorporated in the top of the particle mat ~ lignocellulosi-30 ques. The incorporation of all these compounds has made it possible to improve the fire resistance of the agglomerated elements without allowing ingnifu-gation desired while detracting by ~ ois to the characteristics ~ "~
physico-mechani ~ ues of the panels. Ammonium salts in front be incorporated in high contents to obtain good fire resistance, cause a significant loss of characteristics physico-mechanical ticks and more particularly in terms of of the water resistance of the panels ~ Boric acid and its salts used alone, although causing less degradation of properties of the panel, cannot achieve a excellent fire resistance, whatever the incorporation rate.
In addition, the introduction throughout the mat of flame retardants developed, often leads to prohibitive cost prices.
The object of the present invention is a composition flame retardant which, incorporated into lignocellulosic particles and thanks to the synergy of its components allows to realize elements of very high fire resistance while retaining the pro-physico-mechanical properties of these elements and improving the water resistance. The use of this composition allows obtain elements classified as M 1 according to NFP 92.501 standards and NFP 92.507 of October 1975.
~ The flame retardant composition according to the invention is charac-terized in that it includes for every 100 parts in composition weight:
- 20 to 75 parts by weight of boric acid;
- IS to 75 parts by weight of an organic compound - - substituted halogen selected from the group consisting of chlorinated paraffins, decabromodiphenyl, decabromodi-phenylether, bis dibromopropylether-octachlorodiphenyl,
2-4-6 tribromophénoxy-2-3 dibromopropane, et leurs mélanges;
et - 5 à 45 parties en poids d'un oxyde minéral ayant des propriétés ignifugeantes.
Cette co~position peut être associée aux particules lignocellulosiques à raison de 16 à 40 parties en poids, étant .., 109'17~i5 bien entendu que le taux d'incorporation dans le panneau est fonction de la composition choisie.
Les composés organiques halogénés substitués entrant en combinaison peuvent être utilisés seuls ou en mélange. La paraffine chlorée à 70% de chlore est particulièrement appro-priée à l'objet de l'invention.
L'oxyde minéral entrant en combinaison est un oxyde connu pour ses propriétés ignifugeantes. D'excellents résultats sont en particulier obtenus avec l'oxyde d'antimoine.
Ainsi qu'il est connu dans le cas de l'emploi de compo-sitions ignifugeantes contenant de l'acide borique il est pos-sible d'ajouterà la composition décrite un dérivé du bore tel que borax, borocalcite, colemanite etc. pour faciliter la fabri-cation industrielle des éléments de particules lignocellulosiques.
La présente invention s'applique à l'ignifugation des éléments de particules lignocellulosiques non seulement mono-couches mais encore multicouches~ Dans ce dernier cas on obtient d'excellents résultats en associant aux particules lignocel-lulosiques destinées aux couches externes des éléments de pré-férence 16 à 40 parties en poids de la composition objet de l'invention, pour lO0 parties ~en poids de particules sèches, les particules lignocellulosiques destinées aux couches internes ou à l'ame étant associées à des ignifugeants classiques. Il - est bien enbendu que le taux d'incorporation dans le panneau est fonction de la composition choisie. A titre d'exemple, il a été constaté que l'acide borique associé aux particules lignocellulosiques des couches internes ou de l'âme de l'élément à raison de 5 à 20 parties en poids pour lO0 partiesdeparticules sèches donne d'excellents résultats.
La composition ignifuge et l'ignifugeant des couches internes dans le cas d'éléments multicouches sont respectivement mélangés aux particules lignocellulosiques destinées aux couches 2-4-6 tribromophenoxy-2-3 dibromopropane, and mixtures thereof;
and - 5 to 45 parts by weight of a mineral oxide having flame retardant properties.
This co ~ position can be associated with particles lignocellulosics at a rate of 16 to 40 parts by weight, being .., 109'17 ~ i5 of course the incorporation rate in the panel is depending on the composition chosen.
The substituted halogenated organic compounds entering combination can be used alone or as a mixture. The chlorinated paraffin containing 70% chlorine is particularly suitable required of the subject of the invention.
The mineral oxide entering into combination is an oxide known for its flame retardant properties. Excellent results are in particular obtained with antimony oxide.
As is known in the case of the use of fireproofing containing boric acid it is pos-likely to add to the composition described a boron derivative such as borax, borocalcite, colemanite etc. to facilitate manufacturing industrial cation of the elements of lignocellulosic particles.
The present invention applies to the fireproofing of elements of lignocellulosic particles not only mono-layers but still multilayer ~ In the latter case we obtain excellent results by combining with lignocel particles-lulosiques intended for the external layers of the elements of pre-ference 16 to 40 parts by weight of the composition object of the invention, for l00 parts ~ by weight of dry particles, lignocellulosic particles for the inner layers or to the core being associated with conventional flame retardants. he - it is well received that the rate of incorporation in the panel depends on the composition chosen. For exemple, it has been found that boric acid associated with the particles lignocellulosics of the inner layers or the core of the element at a rate of 5 to 20 parts by weight for 10 parts of particles dry gives excellent results.
Flame retardant composition and flame retardant layers internal in the case of multilayer elements are respectively mixed with lignocellulosic particles intended for diapers
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externes et à l'ame avant agglomération. Ils peuvent etre incorporés avant, pendant ou après l'opération d'encollage des particules lignocellulosiques. La technique d'encollage est bien connue de , "
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~0~14755 l'homme ~e l'art. ~lle con~iste ~ mélanger les particules ligno-cellulosiques à un mélange collant. Le mélange collant est habi-~uellement composé d'une resine synthétique et d'adjuvants tels que durcisseur, eau, etc...
Les résines synthétiques couramment employées sont entre autres des résines thermodurcissables comme les résine urée-formal-déhyde et mélamine-urée-formaldéhyde. Les quantités de résine synthétique utilisées sont en général comprises entre 7 et 15 par-ties en poids pour 100 parties en poids de particules lignocellu-losiques sèches. Les adjuvants utilisés sont ceuY~ habituellement utilisés et commercialisés pour la fabrication des éléments agglo-mérés de particules lignocellulosiques.
Une bonne répartition des produits ignifugeants dans les mélanges encollés est indispensable pour réaliser des éléments agglomérés d'excellente qualité. Afin de faciliter cette répar-tition, il peut être avantageux d'associer un ou plusieurs agents dispersants minéraux à la composition ignifugeante selon l'inven-tion et à l'ignifugeant destinés respectivement aux particule~
lignocellulosiques des couches externes et de l'âme des éléments agglomérés. Ces agents dispersants minéraux sont le plus souvent utilisés sous forme d'hydrates, les plus courants étant la silice et l'alumine.
Les mélanges encollés et ignifugés selon l'invention sont traités selon les procédés habituels de fabrication d'éléments - agglomérés. En utilisant, par exemple, l'installation décrite ~ dans "l'Of~iciel des Plastiques et du Caoutchouc" Avril 1974 ;~ (n 222) page 236, on prép~re des éléments agglom~rés d'excellente tenue au feu à partir des mélanges tels que décrits précédemment.
De façon habituelle, dans le cas de multicouches, on étale une quantité de mélange encollé destiné à la couche externe, quantité
calculée en fonction de l'épaisseur que l'on désire obtenir pour ladite couche externe. Puis, toujours en quantité calculée en `- 1094755 fonction de l'épaisseur que l'on cherche ~ obtenir, on recouvre cette première couche du mélange encollé destiné à former l'~me de l'elément aggloméré.
Enfin, l'âme est recouverte de mélange encollé destiné
~ former la couche externe en quantité choisie en fonction de l'épaisseur finale que l'on désire obtenir. Ce sandwich est ensui-te comprimé à chaud, Les temps de pressage sont variables et peu-vent se situer entre 5 et 20 minutes, suivant l'épaisseur et la masse volumique du panneau, ~ une température comprise entre 140 et 180C, sous une pression comprise entre 10 et 45 bars.
Les exemples suivants permettent d'illustrer l'objet de l'invention. Les essais de tenue au feu ont ét~ effectués selon la norme NFP 92.501 d'octobre 1975 et le classement selon la norme NFP 92.507. Les quantités sont données en parties en poid~ sauf indication contraire.
On fabrique un panneau de particules de bois en trois couches en mélangeant pr~alablement en encolleuse d'une part le mélange destiné aux couches externes et d'autre part le mélange destiné à l'âme. Les particules de bois sont encollées au moyen d'un mélange collant ~ 51 % en poids de colle sèche. Les composi-tions ignifuges sont ensuite soigneusement mélangées aux particu-les encollées. Dans cet exemple le mélange collant utilisé est base de résine urée-formaldéhyde.
La composition des différentes couches est la suivante :
- Ame particules de bois ~èches 100 acide borique 10 colle sèche 11 - Couches externes particules de bois sèches 100 acide borique 8 10947~S
paraffine chlorée ~ 70 % de chlore 10 oxyde d'antimoine 7,5 colle sèche 14 Le panneau est fabriqu~ selon un taux de conformation ` âme - couches externes de 60 - 40. Il est cuit 10 minutes à
150C sous une pression maximale de 30 bars.
Le panneau obtenu possède une masse volumique de 770 kg/m3 et une épaisseur de 19 mm.
Les essais de tenue au feu sur faces non poncées per-mettent de classer ce panneau dans la catégorie M 1.
On prépare un panneau de particules de bois en troiscouches. Contrairement à l'exemple 1 les compositions ingnifuges sont incorporées aux particules de bois avant encollage. Le mélange collant contient 52 % en poids de colle sèche à base de résine m~lamine-urée-foxmaldéhyde.
La composition des différentes couches est la suivante :
- Ame particules de bois sèches 100 acide borique 12 colle sèche 11 - Couches externes particules de bois sèches 100 acide borique 14 paraffine chlorée à 70 % de chlore 5,7 oxyde d'antimoine 4,3 colle sèche 15 Le panneau est fabriqué selon un taux de conformation ame - couches externes de 60 - 40. Il est cuit 5 minutes à 165~C
sous une pression maximale de 30 bars.
Le panneau obtenu possède une masse volumique de 754 kg/m3 et une épaisseur de 19 mm.
10947~5 Les essais de tenue au feu sur faces légèrement poncées permettent de classer ce panneau dans la catégorie ~l 1.
EXE~LE 3 On pr~pare un panneau de particules de boi~ en trois couches. Dans cet exemple les compositions ing~ifuges sont incor-porées aux particules de bois en même temps que le mélange collant.
Le mélange collant contient 50,5 % en poids de colle sèche ~ base de résine urée-formaldéhyde.
La composition des différentes couches est la suivante :
- Ame particules de bois sèches 100 acide borique 10 colemanite 2 hydrate d'alumine 0,6 colle sèche 12 - Couches externes particules de bois sèches 100 acide borique 12 colemanite 3 hydrate d'alumine 0,8 paraffine chlorée à 70 % de chlore 6 oxyde d'antimoine 4 colle sèche 15 Le panneau est fabriqué selon un taux de conformation âme - couches externes de 68 - 32. Il est cuit 7 minutes à 160C
sous une pre~sion maximale de 35 bars.
Le panneau obtenu possède une ma~se volumique de 740 kg/m3 et une épaisseur de 20,6 mm.
Les essais de tenue au feu après pon,cage des face~
jusqu'à une épaisseur finale de 19 mm permettent de classer ce panneau dans la catégorie M 1.
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, 10~ 5 On prépare un panneau de particules de bois en trois couches. Comme dans l'exemple l les compositions ignifuges sont incorpor~es aux particules de bois encoll~es. Le m~lange collant contient 50 % en poids de colle sèche ~ base d'ur~e-formaldéhyde.
La composition des diff~rentes couches est la suivante:
- ~me particules de bois sèches 100 acide borique 12 colle sèche 10 - Couches externes particules de bois sèches l00 acide borique 13 décabromodiphényle 5 oxyde d'antimoine 5 colle sèche 10 Le panneau est fabriqué selon un taux de conformation ame - couches externes de 60 - 40. Il est cuit 10 minutes à 150C
sous une pression maximale de 30 bars.
Le panneau obtenu possède une masse volumique de 740 kg/m3 et une épaisseur de l9 mm.
Les essais de tenue au feu permettent de classer ce panneau dans la catégorie M l.
EXE~LE 5 On pr~pare un panneau d'anas de lin monocouche. Comme dans l'exemple l la composition ignifuge est incorporée aux par-ticules d'anas de lin encollées. Le mélange collant contient 50 % en poids de colle sèche à base d'ur~e-formald~hyde.
La composition de la monocouche est la suivante :
- particules d'anas de lin sèches l00 - acide borique l2 - paraffine chlorée ~ 70 ~ de chlore 6 - oxyde d'antimoine 5 ; - 8 -10~755 - colle sèche 12 Le panneau est cuit 10 minutes à 155C sous une pres-sion maximale de 40 bar~.
Le panneau obtenu possède une masse volumique de 560 kg/m3 et une épaisseur de 19 mm.
Les essais de tenue au feu permettent de classer ce panneau dans la catégorie M 1.
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external and to the core before agglomeration. They can be incorporated before, during or after the gluing operation lignocellulosic particles. The gluing technique is well known to , "
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~ 0 ~ 14755 man ~ e art. ~ lle con ~ iste ~ mix the ligno- particles cellulosic to a sticky mixture. The sticky mixture is ~ only composed of a synthetic resin and adjuvants such as hardener, water, etc ...
The commonly used synthetic resins are between other thermosetting resins such as urea-formal-dehyde and melamine-urea-formaldehyde. Resin quantities synthetic materials used are generally between 7 and 15 per parts by weight per 100 parts by weight of lignocellular particles dry losiques. The adjuvants used are usually used and marketed for the manufacture of agglomerated elements meres of lignocellulosic particles.
A good distribution of flame retardants in glued mixes is essential for making elements high quality agglomerates. In order to facilitate this repair-tition, it may be advantageous to associate one or more agents mineral dispersants with flame-retardant composition according to the invention tion and flame retardant intended respectively for the particle ~
lignocellulosic of the outer layers and the core of the elements agglomerated. These mineral dispersants are most often used as hydrates, the most common being silica and alumina.
The glued and flame retardant mixtures according to the invention are treated according to the usual methods of manufacturing elements - agglomerates. Using, for example, the installation described ~ in "Of ~ ~ plastics and rubber here" April 1974 ; ~ (n 222) page 236, prep ~ re agglomerate elements res excellent fire resistance from mixtures as described above.
Usually, in the case of multilayers, a quantity of glued mixture intended for the outer layer, quantity calculated according to the thickness which one wishes to obtain for said outer layer. Then, always in quantity calculated in `- 1094755 depending on the thickness that we seek ~ obtain, we cover this first layer of the glued mixture intended to form the ~ me of the agglomerated element.
Finally, the core is covered with a glued mixture intended ~ form the outer layer in a quantity chosen according to the final thickness that one wishes to obtain. This sandwich is then Pressed hot, pressing times are variable and can wind be between 5 and 20 minutes, depending on thickness and mass volume of the panel, ~ a temperature between 140 and 180C, under a pressure between 10 and 45 bars.
The following examples illustrate the object of the invention. Fire resistance tests have been carried out according to standard NFP 92.501 of October 1975 and classification according to NFP 92.507 standard. The quantities are given in parts in weight ~ unless otherwise noted.
We make a panel of wood particles in three layers by mixing beforehand in glue on the one hand the mixture intended for the external layers and on the other hand the mixture intended for the soul. Wood particles are glued using of a sticky mixture ~ 51% by weight of dry glue. The composi-flame retardants are then carefully mixed with the particles.
glued. In this example the sticky mixture used is urea-formaldehyde resin base.
The composition of the different layers is as follows:
- Soul wood particles ~ arrows 100 boric acid 10 dry glue 11 - External layers dry wood particles 100 boric acid 8 10947 ~ S
chlorinated paraffin ~ 70% chlorine 10 antimony oxide 7.5 dry glue 14 The panel is manufactured ~ at a rate of conformation `core - outer layers of 60 - 40. It is cooked 10 minutes at 150C under a maximum pressure of 30 bars.
The panel obtained has a density of 770 kg / m3 and a thickness of 19 mm.
Fire resistance tests on non-sanded surfaces put this panel in the category M 1.
A three-layer wood particle board is prepared. Unlike Example 1, the fire-retardant compositions are incorporated into the wood particles before gluing. The sticky mixture contains 52% by weight of dry glue based on resin m ~ laminate-urea-foxmaldehyde.
The composition of the different layers is as follows:
- Soul dry wood particles 100 boric acid 12 dry glue 11 - External layers dry wood particles 100 boric acid 14 paraffin chlorinated with 70% chlorine 5.7 antimony oxide 4.3 dry glue 15 The panel is manufactured according to a conformation rate core - outer layers of 60 - 40. It is cooked 5 minutes at 165 ~ C
under a maximum pressure of 30 bars.
The panel obtained has a density of 754 kg / m3 and a thickness of 19 mm.
10947 ~ 5 Fire resistance tests on lightly sanded surfaces allow to classify this panel in the category ~ l 1.
EXE ~ LE 3 We prepare a panel of wood particles in three layers. In this example the ingenious compositions are incorporated brought to the wood particles at the same time as the sticky mixture.
The sticky mixture contains 50.5% by weight of dry glue ~ base urea-formaldehyde resin.
The composition of the different layers is as follows:
- Soul dry wood particles 100 boric acid 10 colemanite 2 alumina hydrate 0.6 dry glue 12 - External layers dry wood particles 100 boric acid 12 colemanite 3 alumina hydrate 0.8 paraffin chlorinated at 70% chlorine 6 antimony oxide 4 dry glue 15 The panel is manufactured according to a conformation rate core - external layers of 68 - 32. It is cooked 7 minutes at 160C
under a maximum pressure of 35 bars.
The panel obtained has a volume of ~
740 kg / m3 and a thickness of 20.6 mm.
Fire resistance tests after pon, face cage ~
up to a final thickness of 19 mm allow to classify this sign in category M 1.
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, 10 ~ 5 We are preparing a wood particle board in three layers. As in example l the flame retardant compositions are incorporated into the glued wood particles. The sticky mixture contains 50% by weight of dry glue ~ ur base ~ e-formaldehyde.
The composition of the different layers is as follows:
- ~ me dry wood particles 100 boric acid 12 dry glue 10 - External layers dry wood particles l00 boric acid 13 decabromodiphenyl 5 antimony oxide 5 dry glue 10 The panel is manufactured according to a conformation rate core - outer layers of 60 - 40. It is cooked 10 minutes at 150C
under a maximum pressure of 30 bars.
The panel obtained has a density of 740 kg / m3 and a thickness of 19 mm.
Fire resistance tests are used to classify this panel in category M l.
EXE ~ LE 5 We prepare a panel of single layer linen shives. As in example l the flame retardant composition is incorporated into the sticks of flax shives. The sticky mixture contains 50% by weight of dry glue based on ur ~ e-formalald ~ hyde.
The composition of the monolayer is as follows:
- particles of dry flax shives l00 - boric acid l2 - chlorinated paraffin ~ 70 ~ chlorine 6 - antimony oxide 5 ; - 8 -10 ~ 755 - dry glue 12 The panel is baked 10 minutes at 155C under a pressure maximum pressure of 40 bar ~.
The panel obtained has a density of 560 kg / m3 and a thickness of 19 mm.
Fire resistance tests are used to classify this sign in category M 1.
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