Verfahren zur Herstellung von schwer entnammbaren Formartikeln, insbesondere
Holzfaserplatten, mit Hilfe von Sulfitzelluloseablauge
Es ist bereits ein Verfahren zur Herstel lnng von Formartikeln mit Hilfe von durci tierisehe oder pflanzliehe Eiweissstoffe ausge- fällter Sulfitzelluloaeablauge vorgesehlagen worden, das dadurch gekennzeiehnet ist, dass die Sulfitzelluloseablauge zusammen mit den Eiwei¯stoffen auf Substrate als Bindemittel ausgefällt und das erhaltene Produkt naehher verformt wird, wobei gleichzeitig mit oder naeh der Verformung das Produkt erwärmt werden kann.
Während mit diesem Bindemittel hergestellte Produkte, insbesondere Platten aus zeUulosehaltigemFasermateriaL wie z. B.
Holzfaserplatten, eine wesentliche Qualitäts- verbesserung hinsichtlich WasserbestÏndigkeit, HÏrte, Biege- und Zugfestigkeit zeigen, ha. ben sie wie alle andern aus Holzfaserstoff hergestellten Produkte den Nachteil der sehr leichten Entflammbarkeit. Bekanntlich sind die Holzfaserplatten, insbesondere Isolierplatten, wegen der beim Brennen entstehenden brenn- haren Gase sowie wegen ihrer Porosität sehr schwer löschbar.
Um diesem ¯belstand zu begegnen, wurden bisher Formartikel, u. a. auch Faserplatten, durch Anstrich oder Imprägnierung mit feuerhemmenden Chemikalien behandelt. Es sind dies hekannte Stoffe wie : Phosphate, Ammon verbindungen, Borate, Silikate, mineralische Oxyde, Chlorverbindungen usw.
Obwohl diese Stoffe für die Behandlung von Textilfasern sowie als Oberflächenanstrich für Faserplatten unter Umständen verwendbar sind, eignen sie sich f r die Einverleibung in Faserplatten und Formkorper aber nicht, da, sie in diesem Falle einerseits in prozentual so grossen Zusätzen verwendet werden müssen, da¯ der holzfaser- artige Charakter der Produkte darunter leidet, anderseits ihre Wasserlöslichkeit unerwiinschte hygroskopische Eigenschaften bei den herge stellten Produlden hervorruft, wodurch deren Wasserbeständigkeit sinkt und die hergestell- ten Platten feuchtigkeitsempfindlich werden und ihre Formbeständigkeit verlieren.
Weiterhin wurd, en Zusätze für feuerfeste Überzüge sowie von organischen, wasserunlöslichen. Verbindungen wie Harnstoffharze, chlo- rierte Wachse, Paraffine und Kautschuk sowie Triarylphosphate in allen ungleichen Kombinationen vorgesehlagen.
Die Wirkung der oben genannten Zusätze ist aber beschränkt, da diese nur als Anstrich verwendbar sind, so dass sie die hergestellten Produkte nur an der OberflÏche sch tzen und bei einem Brand nur sehr beschrÏnkte Wirkung haben. Fiir die volle Imprägnierung von Faserplatten kommen sie sowohl aus tech- nischen wie auch aus wirtschaftlichen Gründen nicht, in Frage.
Gegen, stand des vorliegenden Patentes i. st nun ein Verfahren zur IIerstellung von schwer entflammbaren Formartikeln, insbesondere Platten, aus zellulosehaltigem Fasermaterial, das dadurch gekennzeichnet, ist, dass aus einer wässrigen, schwerflüchtige Halogenkohlenwas- serstoffe, tierische oder pfla. nzliche Eiweiss- stoffe sowie Sulfitzelluloseablauge enthaltenden Dispersion in Gegenwart eines Substrats eine Fällung vorgenommen und das erhaltene Produkt während oder nach der Verformung erwärmt wird.
Als Halogenkohlenwasserstoffe eignen sich alle schwerfl chtigen Produkte, die beim Erhitzen Gase abgeben, welche, wie z. B. Halogen- wasserstoff, die Flamme ersticken und ein Weiterbrennen des Materials verhindern. Aus wirtschaftlichen Gründen eignet sich speziell Chlorparaffin mit Chlorgehalten von 40 und 70 /o, Monochlorna. phthalin, Tetrachlor-unl brombenzol, Trichlortoluol, Diphenylchlorid und Diphenylbromid und dergleichen.
Der Vorgang der Reaktion ist zur Zeit nicht bekannt, doch ist anzunehmen, dass der chlorierte Kohlenwasserstoff entweder schon bei der Fällung oder dann beim Erwärmen des Formartikels in den Lignoglutinkomplex eingebaut wird, da er sich aus dem Produkt nieht mehr extrahieren lässt.
Eingehende Versuche haben gezeigt, da¯, obwohl die vorher beschriebene LignoglutinfÏllung die Entflammbarkeit der Faserplatten gegenüber unbehandeltem Holzstoff ein wenig reduziert, diese Wirkung bei weitem den gestellten Anforderungen nicht genügt. Es hat sich im weiteren nun überraschenderweise ergeben, dass der Zusatz der chlorierten Kohlenwasserstoffe bei der Lignoglutinfällung eine bemerkenswerte Flammenresistenz der behandelten Produite ergibt.
Obwohl einerseits der alleinige Zusatz von chlorierten Kohlenwasserstoffen als organisehe brennbare Substanz nur wenig die Flammschutzwirkung erhöht, und anderseits auch die bekannte e Lignoglutinfällung die Brennbarkeit der behandelten Holzfasern ebenfalls nur sehr wenig herabsetzt, hat sich gezeigt, dass bei gemein- samer AusfÏllung der drei oben genannten Komponenten Faserplatten mit überraschend hoher Feuerfestigkeit erhältlich sind, die mit den Zusätzen anderer bekannter Mittel nicht erzielbar waren.
Eingehende Versuehe haben gezeigt, dass beim Erhitzen auf Brenntemperatur zwischen den chlorierten Kohlenwasserstoffen und dem Lignoglutin flammenerstickende Gase wie HC1, SO2, Ammoniak usw. abgespalten werden, welche feuerhemmend wirken.
Das Verfahren arbeitet mit einem chlorierten Kohlenwasserstoff, welcher mit tierischem oder pflanzlichem Eiweiss gemischt, mit Hilfe von Sulfitzelluloseablauge auf Substrate wie Sägemehl, Fascrstoff, Korkmehl usw. di- rekt ausgefällt und erwärmt wird. Für die Herstellung von Spezialprodukten können noch Zusätze, wie organische und anorganische Phosphate, sowie Wasserglas einzeln oder miteinander gemischt zugesetzt werden.
Die nach dem oben genannten Verfahren hergestellten feuerhemmenden Faserplatten weisen nicht nur sehr hohe Biegefestigkeit, Härte und Formbeständigkeitauf,sondernsindnach Aussehen und hinsichtlich feuchtigkeitsabwei- senden Eigenschaften den normalen Holzfaserplatten qualitativ mindestens ebenbürtig.
Beispiel 1
100 Gewichtsteile Holzschliff werden mit etwa 5000 Gewichtsteilen Wasser auf ge- schlämmt und nachher werden 1-3 Gewichts- teile Chlorparaffin mit 70% Chlorgehalt und 1-4 Gewichtsteile Proteinstoffe (Knochenleim, Blut, Fischmehl usw.) und 5-10 Ge wiehtsteile Wasserglas zugesetzt. Nach guter Durchmisehung werden ferner 20-100 Gewichtsteile Sulfitzelluloseablauge von 6 Be zugesetzt. Die Mischung wird mit Mineral- sÏure oder Aluminiumsulfat auf PH 4,0-4, 8 eingestellt und das s Bindemittel mit dem Chlor- paraffin direkt auf das Substrat ausgefÏllt.
Der Faserbrei wird wie iiblieh geformt und bei einer Temperatur zwischen 1. 00-180 C mindestens 60 Min. lang erwärmt.
Beispiel 2
100 Gewichtsteile Sägemehl werden mit etwa 5000 Gewichtsteilen Wasser aufge schlämmt und dann 1-3 Gewiehtsteile Mono- chlorparaffin und 1-4 Gewiehtsteile Sojaprotein und l-3 Gewichtsteile Trikresylphos phat zugesetzt. Nach gut. Durchmischen gibt man 20100 Gewichtsteile Sulfitzelluloseab- lauge von 6 Be zu und stellt auf pl, 4, 0-4, 8.
Die Weiterverarbeitung des Faserbreis erfolgt wie im Beispiel 1.
Process for the production of molded articles that are difficult to remove, in particular
Wood fiber boards, with the help of sulphite cellulose liquor
A process has already been proposed for the production of molded articles with the aid of solid animal or vegetable proteins of precipitated sulphite cellulose waste liquor, which is characterized in that the sulphite cellulose liquor precipitates together with the proteins on substrates as a binding agent and the product obtained is more closely shaped the product can be heated simultaneously with or near the deformation.
While products made with this binding agent, in particular panels made of zeUulosehaltigem fiber material such. B.
Wood fiber boards, which show a significant improvement in quality in terms of water resistance, hardness, flexural strength and tensile strength, have, like all other products made from wood fiber, the disadvantage of being very easily flammable. It is known that the wood fiber boards, in particular insulating boards, are very difficult to extinguish because of the flammable gases produced during burning and because of their porosity.
In order to counter this ¯belstand, molded articles, u. a. also fibreboard, treated by painting or impregnation with fire retardant chemicals. These are known substances such as: phosphates, ammonium compounds, borates, silicates, mineral oxides, chlorine compounds, etc.
Although these substances can be used for the treatment of textile fibers and as a surface coating for fibreboard under certain circumstances, they are not suitable for incorporation in fibreboard and molded articles because, in this case, on the one hand, they have to be used in such large percentages as additives The wood fiber-like character of the products suffers, on the other hand their solubility in water causes undesirable hygroscopic properties in the manufactured products, whereby their water resistance decreases and the manufactured boards become moisture-sensitive and lose their dimensional stability.
Furthermore, additives for refractory coatings as well as organic, water-insoluble ones. Compounds such as urea resins, chlorinated waxes, paraffins and rubber as well as triaryl phosphates were proposed in all dissimilar combinations.
The effect of the above-mentioned additives is limited, however, since they can only be used as a paint, so that they only protect the manufactured products on the surface and have only a very limited effect in the event of a fire. For both technical and economic reasons, they are out of the question for the full impregnation of fiberboard.
Against the present patent i. There is now a method for producing flame-retardant molded articles, in particular plates, made of cellulose-containing fiber material, which is characterized in that an aqueous, low-volatility halogenated hydrocarbons, animal or placenta. Additional proteins and dispersion containing sulphite cellulose waste liquor are precipitated in the presence of a substrate and the product obtained is heated during or after the shaping.
Suitable halogenated hydrocarbons are all non-volatile products that emit gases when heated. B. hydrogen halide, suffocate the flame and prevent the material from continuing to burn. For economic reasons, chlorinated paraffin with a chlorine content of 40 and 70 / o, Monochlorna is particularly suitable. phthalene, tetrachloro-bromobenzene, trichlorotoluene, diphenyl chloride and diphenyl bromide and the like.
The process of the reaction is currently unknown, but it can be assumed that the chlorinated hydrocarbon is incorporated into the lignoglutin complex either during precipitation or when the molded article is heated, as it can no longer be extracted from the product.
Extensive tests have shown that although the previously described lignoglutin filling slightly reduces the flammability of the fibreboard compared to untreated wood pulp, this effect by far does not meet the requirements. It has now been found, surprisingly, that the addition of the chlorinated hydrocarbons in the lignoglutin precipitation results in a remarkable flame resistance of the treated products.
Although on the one hand the sole addition of chlorinated hydrocarbons as an organic combustible substance only slightly increases the flame retardant effect, and on the other hand the well-known lignoglutin precipitation also only lowers the combustibility of the treated wood fibers, it has been shown that when the three above-mentioned are filled out together Components fiberboard with surprisingly high fire resistance are available, which could not be achieved with the addition of other known agents.
In-depth experiments have shown that when heated to firing temperature, flame-suffocating gases such as HC1, SO2, ammonia etc. are split off between the chlorinated hydrocarbons and the lignoglutin, which have a fire-retardant effect.
The process works with a chlorinated hydrocarbon, which is mixed with animal or vegetable protein, precipitated directly with the help of sulphite cellulose waste on substrates such as sawdust, fiber, cork flour, etc. and heated. For the manufacture of special products, additives such as organic and inorganic phosphates and water glass can be added individually or mixed together.
The fire-retardant fiberboards produced by the above-mentioned process not only have very high flexural strength, hardness and dimensional stability, but are at least equal in quality to normal wood fiberboards in terms of appearance and moisture-repellent properties.
example 1
100 parts by weight of ground wood are slurried with about 5000 parts by weight of water and then 1-3 parts by weight of chlorinated paraffin with 70% chlorine content and 1-4 parts by weight of protein substances (bone glue, blood, fish meal, etc.) and 5-10 parts by weight of water glass are added . After thorough mixing, 20-100 parts by weight of sulfite cellulose waste liquor of 6 Be are added. The mixture is adjusted to pH 4.0-4.8 with mineral acid or aluminum sulphate and the binder is filled with the chlorinated paraffin directly onto the substrate.
The pulp is shaped as usual and heated at a temperature between 1 00-180 C for at least 60 minutes.
Example 2
100 parts by weight of sawdust are slurried with about 5000 parts by weight of water and then 1-3 parts by weight of monochlorinated paraffin and 1-4 parts by weight of soy protein and 1-3 parts by weight of tricresyl phosphate are added. After good. Mixing, 20,100 parts by weight of sulfite cellulose waste liquor of 6 Be are added and the value is set to pl.4.0-4.8.
The fiber pulp is further processed as in Example 1.