CN1380170A - 构件的制备方法 - Google Patents

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C·特舍努施
W·诺伊赫茨
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    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
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Abstract

本发明涉及消防类A2构件的制备方法(根据DIN4102和ISO1182)。

Description

构件的制备方法
                    技术领域
本发明涉及消防类A2构件的制备方法(根据DIN 4102和ISO1182)，是用由不规则三维分布的基本上未加工的，即未经处理的木刨花纤维(Holzwollefasern)构成的轻质构件制成。木刨花纤维间的自由空间一般至少占轻质构件总体积的50％(体积)，通常为80％(体积)及以上。
                    背景技术
术语“轻质构件”和“构件”是指成形产品的每一品种，例如一种板。“轻质构件”与其他“构件”的主要差别是其具有较低的粗密度(一般达350kg/m3，根据DIN 1101，至少达到570kg/m3)，这取决于构件的固相组分间存在的巨大的、按体积计的自由空间。长期以来，商标名为“HERAKLITH”的木刨花-轻质建筑用板是人们熟悉的。木刨花纤维的长度一般大于8厘米，宽度为1-6毫米，厚度为0.2-0.5毫米。单根木纤维又具有大量的开放孔隙率(所谓的小室(Zell))。具有不规则几何形状的易折断的木刨花纤维以开放多孔的、三维骨架的形式不规则地分布在轻质构件的内部，并且至少通过一种粘合剂，例如菱镁矿粘合剂逐步地彼此粘合在一起。DIN 4102将这类结构构件划分为A-不可燃的结构材料-具有次分类A1(根本不可燃的材料)和A2(仅略微可燃的材料)，但火灾中不继续维持其燃烧性。DIN 4102的其他划分是划分成B-可燃材料-其中，又将其划分成B1(较难燃烧的结构材料)、B2(通常可燃烧的结构材料)和B3(较易燃烧的结构材料)。上述已知的木刨花轻质建筑用板归在B1类。
                     发明内容
本发明的目的是提供一种采用木刨花轻质构件制备的木刨花构件，这种构件实现了增强的阻燃作用并根据DIN 4102/ISO 1198可分入A2类。
本发明基于如下的认识：
要达到消防类A2，消防剂(防火剂)的数量必需达到某一数值。这里，应注意到随着消防剂浓度的增大，为使木刨花纤维彼此粘合所需的粘合剂的凝结特性会受到影响。还会导致构件脆化和抗滑阻力同样变差。
与此相反，本发明提供了一种多步法，克服了所述的缺点，如同在浸渍剂与基于氢氧化镁的粘合剂发生反应时可能产生的氨气析出一样。
在本发明的第一步中，利用了原木刨花纤维的粗旷特性(skizzierten Eigenschaften)，其中采用至少一种液态的防火剂至少部分地浸渍该原木刨花纤维。在这种情况下，浸渍是指使液态的防火剂填充到所述的小室(开放的孔)和/或木刨花纤维的表面囊状孔中。例如可以使用含水的防火剂。在蒸发掉水后，防火剂以固态的形式保留在木刨花纤维小室的空腔中。
例如防火剂由硫酸镁组成，也可与尿素结合使用。两种物质都能很好地溶解在水中。此时，硫酸镁和尿素的普通处理方式如可能的那样，分步地，即，间隔一定时间加入，用硫酸镁和尿素浸透(浸渍)。例如，可制备和使用尿素和硫酸镁浓度分别为10重量％至大约30重量％溶解度极限值的溶液。在单独或相继使用尿素或硫酸镁的情况下，该浓度应相应地增加并使尿素或硫酸镁的浓度分别达60重量％。分步浸透的优点是能够提供至少一种浓度较高的水溶液。在这种情形下具有的优点是在使用硫酸镁和尿素时，提供重量份数(浓度数量)大致相同的两种物质，即例如按100重量份防火剂计，40-60重量份硫酸镁和60-40重量份尿素，也包括相同的份数。
按该方法，可避免尿素晶体的晶体析出(风化)。
另一种浸渍剂是碳酸氢钾、氢氧化铝、碳酸氢钠、碳酸钠和硫酸钾，这些浸渍剂既可以以单独使用或混合使用，也可以与已知的尿素和/或硫酸镁一起使用。
在第二步中，用无机粘合剂至少部分地涂覆由此浸渍的轻质构件的木刨花纤维。所述的涂覆是指使粘合剂主要涂覆在木刨花纤维的表面上，以使单根木质纤维间接触/粘结，制成牢固的模制件。
按照一实施方案，以干燥粘合剂，例如经预处理的粉状粘合剂的形式实施本发明。这样做的优点是无需再添加水。这种干燥的粘合剂在与仍然潮湿的预先浸渍过的木刨花纤维的表面接触时变成一种悬浮液。
可以使用的粘合剂是氧化镁，该物质遇水时转变成氢氧化镁并且在接触部位凝固成至少一种已经在木质纤维中或位于木质纤维上的防火剂，例如硫酸镁。此时，硫酸镁在氢氧化镁的凝固中充当反应组分的角色。另一种粘合剂涂层是通过将粘合剂泡沫引入木刨花骨架中进行的。
根据另一实施方案，粘合剂由氧化镁和氢氧化钙的混合物组成。在第三步中将更详细地说明氢氧化钙的作用。
在木刨花纤维与至少一种所述的粘合剂按事先描述的结壳后(其中的粘合剂已经至少部分地凝固)，用液态的水玻璃或起同样作用的添加剂浇注已经具有生坯强度(Grünfestigkeit)的轻质构件。这里的浇注是指该构件完全被水玻璃渗透，以此使轻质构件的整个空间中均匀地分布有水玻璃。为此，可以“过量”涂覆水玻璃，即加入较比产品有效吸收多的水玻璃。可以收集过量的水玻璃并进行再循环。
基于轻质构件的松散结构，即木刨花纤维之间存在的很多大大小小的空腔，可极易形成水玻璃的对应统计分布。
这里，水玻璃起两方面的作用。一方面，作为一种第二种粘合剂，提高强度，另一方面，同样具有防火的性能，即起消防作用。
如果使用氢氧化钙作为粘合剂或粘合剂组分，那么同时将在水玻璃和氢氧化钙之间发生凝固反应。氢氧化钙在浇注期间起沉淀剂和水玻璃的反应组分的作用。因为氢氧化钙已经或多或少地均匀(统计学上)地至少分布在木刨花纤维的表面上，所以在轻质构件的整个空间上也观察到均匀地发生了所述的沉淀反应。按此方法，例如通过重力作用，避免了在轻质构件的里面存在过量的水玻璃，同时避免在其表面上的水玻璃不足。换句话说，均匀分布的氢氧化钙确保了在每一位置上吸收了发生沉淀反应所需数量的水玻璃，并且水玻璃同样是统计分布在轻质构件的整个空间上。因此存在的所有氢氧化钙也有助于增强水玻璃的吸收并由此总体上改善消防特性。
按照一实施方案，使用至少一种防火剂，其用量按未浸渍的木刨花纤维的重量计为20-250重量％。其数量达到30-100重量％时常常就足够了。在这种情况下，可使用较高百分比的溶液，例如30-60％的尿素溶液。
按照一实施方案，粘合剂的数量按未浸渍的木刨花纤维的重量计为150-300重量％。其数量达到175-260重量％时常常就足够了。
另外，正如实施的，水玻璃的数量根据存在的氢氧化钙的数量来定，按未浸渍的木刨花纤维计一般在10-200重量％范围内。水玻璃/原木刨花纤维的比例一般在0.2-1.8的范围内就足够了，另外，由浇注产品的密度决定。产品的密度越大，水玻璃的需要量就越多。按米3计，就构件的总体积而言，例如使用20-160kg/m3的水玻璃。氢氧化钙与原木质刨花纤维之间的比例一般在0.05-1的范围内。该比例一般达0.3-0.6就足够了。
                      附图说明
在附图中，部分地和很形象地图示说明了按本发明方法制备的木刨花建筑用板形式的轻质构件。其基本结构与已知的木刨花轻质建筑用板的没有不同。之所以是这样，是因为例如防火剂以肉眼看不到的形式存在于木质刨花小室中。建筑用板具有的粗密度约为500kg/m3，并且由长度为8-15厘米，宽度为3-6毫米和厚度为0.2-0.5毫米的木刨花纤维构成。
木刨花纤维间的“空气”体积数量约占80％(在板外形尺寸的范围内)。用由硫酸镁和尿素得到的防火剂浸渍由原木刨花纤维构成经初始预粗制的(vorkonfektionierte)木刨花轻质建筑用板，接着涂覆基于氧化镁和氢氧化钙的粉状粘合剂，最后用液态水玻璃浇注以及接着进行干燥。
普遍可用的浸渍方法包括：首先采用30-60％的尿素溶液浸渍木刨花纤维至木刨花纤维上的尿素固含量在100-200重量％之间。接着用25％的硫酸镁溶液“冲洗”(浸渍)，其中硫酸镁含量按木刨花纤维计介于10-40重量％之间。
单根木刨花纤维用数字标记10标出，它们在14附近彼此粘合。每一木质纤维具有一种存在大开放孔隙率的小室结构。单个的从外部可进入的小室用数字标记12标出。
因此，在进行浸渍处理时，防火剂不仅沉积在木刨花纤维10的表面上，而且也沉积在表面囊状孔的壁上以及木刨花纤维内部的开放孔(小室)12中。
与此相反，粘合剂以及水玻璃则主要位于木刨花纤维10的表面区域上。这同样适用于可能存在的反应产物。但是，在表面附近的孔区域上也可能部分地存在粘合剂、水玻璃和/或反应产物。

Claims (8)

1.消防类A2构件的制备方法，采用由不规则三维分布的原木刨花纤维形成的轻质构件制成，包括下列步骤：
--在第一步中，用至少一种液态防火剂至少部分地浸渍木刨花纤维，
--接着用无机粘合剂至少部分地涂覆浸渍过的木刨花纤维，
--在第三步中，用液态的水玻璃浇注如此预处理的轻质构件，
--接着干燥轻质构件。
2.根据权利要求1的方法，其中用至少一种选自硫酸镁、尿素、碳酸氢钾、氢氧化铝、碳酸氢钠、碳酸钠和硫酸钾的防火剂浸渍木刨花纤维。
3.根据权利要求1的方法，其中用基于由硫酸镁和尿素形成的含水混合物的防火剂浸渍木刨花纤维。
4.根据权利要求1的方法，其中用基于氧化镁、氢氧化钙或其混合物的粘合剂涂覆经浸渍的木刨花纤维。
5.根据权利要求1的方法，其中将粉状的粘合剂涂覆在仍然湿润的浸渍过的木刨花纤维上。
6.根据权利要求1的方法，其中使用的防火剂的数量按未浸渍的木刨花纤维的重量计在20-200重量％范围内。
7.根据权利要求1的方法，其中使用的粘合剂的数量按未浸渍的木刨花纤维的重量计在150-300重量％范围内。
8.根据权利要求1的方法，其中水玻璃的数量按未浸渍的木刨花纤维的重量计在10-200重量％范围内。
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