DE1008907B

DE1008907B - Verfahren zur Herstellung von schwer entflammbaren Formkoerpern aus Fasern und Ligninsulfonsaeure-Protein als Bindemittel

Info

Publication number: DE1008907B
Application number: DEH18956A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Tibor Holzer
Original assignee: TIBOR HOLZER DIPL ING DR
Current assignee: TIBOR HOLZER DIPL ING DR
Priority date: 1954-01-12
Filing date: 1954-01-12
Publication date: 1957-05-23

Description

Verfahren zur Herstellung von schwer entflammbaren Formkörpern aus Fasern und Ligninsulfonsäure-Protein als Bindemittel Gegenstand des Hauptpatents 845 392 ist ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Fasern und aus Sulfitcellulosealtlauge gemeinsam mit Ligninsulfonsäure gefällten Proteinen als Bindemittel, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Masse warm verpreßt oder in der Wärme nachgehärtet wird.
Während mit diesem Bindemittel hergestellte Produkte, insbesondere Platten aus cellulosehaltigem Fasermaterial, wie Holzfaserplatten, eine wesentliche Qualitätsverbesserung hinsichtlich Wasserbeständigkeit, Härte, Biege- und Zugfestigkeit zeigen, haben sie, wie alle anderen aus Holzfaserstoff hergestellten Produkte, den Nachteil der sehr leichten Entflammbarkeit. Bekanntlich sind die Holzfaserplatten, insbesondere Isolierplatten, wegen der beim Brennen entstehenden Gase sowie wegen ihrer Porösität sehr schwer löschbar.
Um diesem Übelstand zu begegnen, wurden bisher Formkörper, z. B. Faserplatten, durch Anstrich oder Imprägnierung mit feuerhemmenden Chemikalien behandelt. Es sind dies bekannte Stoffe, wie Phosphate, Ammonverbindungen, Borate, Silicate, mineralische Oxyde oder Chlorverbindungen. Obwohl diese Stoffe für die Behandlung von Textilfasern sowie als Oberflächenanstrich für Faserplatten verwendbar sind, eignen sie sich für die Einverleibung in Faserplatten und Formkörper nicht, da sie in diesen Falle in so großer Menge verwendet werden müssen, elaß der holzfaserartige Charakter der Produkte darunter leidet. Auch verleiht ihre Wasserlöslichkeit den Formkörpern unerwünschte hygroskopische Eigenschaften. wodurch deren Wasserbeständigkeit sinkt und die hergestellten Platten feuchtigkeitsempfindlich werden und ihre Fortnhestä ndigkeit verlieren.
Weiterhin wurden als Zusätze für feuerfeste Überzüge organische, wasserunlösliche Verbindungen vorgeschlagen. wie Harnstoffharze, chlorierte Wachse, Paraffine und Kautschuk, sowie Triarylphosphate.
Die Wirkung der ohengenannten Zusätze ist aber beschränkt, da . diese nur als Anstrich verwendbar sind, so claß sie die hergestellten Produkte nur an der Oberfläche schützen und bei einem Brand nur sehr beschränkt wirken. Für die volle Imprägnierung von Faserplatten kommen sie sowohl aus technischen wie auch atts wirtschaftlichen Gründen nicht in Frage.
Vorliegende Erfindung ist nun eine Verbesserung und Weiterausbildung des im Hauptpatent beschriebenen Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die durch Ausfällung des Bindemittels auf den Faserstoff in Gegenwart eines schwerflüchtigen Halogenkohlenwasserstoffs erhaltene Masse während oder nach der Verformung erhitzt wird. Die schwerflüchtigen Halogenkohlenwasserstotte werden hierbei zweckmäßig in einer Menge von 1 bis 5% vom Gewicht des Faserstoffs verwendet.
Als Halogenkohlenwasserstoffe eignen sich alle schwerflüchtigen Produkte, die beim Erhitzen Gase abgeben, welche, wie z. B. Halogenwasserstoff, die Flamme ersticken und ein Weiterbrennen des Materials verhindern. Aus wirtschaftlichen Ciiründen eignen sich besonders Chlorparaffin mit Chlorgehalten von 40 his 70%, Monochlornaphthalin, Tetrachlorhenzol und Tetrabromhenzol, Trichlortoluol, Diphenylchlorid oder Diphenylbrotnid.
Der Reaktionsvorgang ist zur Zeit nicht bekannt, doch ist anzunehmen, claß der chlorierte Kohlenwasserstoff entweder schon hei der Fällung oder später heim Erwärmen des Formkörpers in den Ligninsulfonsäure-Protein-Komplex eingebaut wird, da er sich aus dem Produkt nicht mehr extrahieren läßt.
1?ittgehende Versuche haben gezeigt, daß zwar die im Hauptpatent beschriebene I.igninsulfonsäure-Protein-Fällung die Entflammbarkeit der Faserplatten gegenüber unbehandeltem Holzstoff etwas reduziert, daß aber diese Wirkung hei weitem den gestellten Anforderungen sticht genügt. Es hat sich nun überraschenderweise ergeben, daß der Zusatz der chlorierten Kohlenwasserstoffe bei der 1_igninsulfonsäure-Protein-Fällung eine bemerkenswerte Flammfestigrkeit der Formkörper bewirkt. Obwohl einerseits der alleinige Zusatz von chlorierten Kohlenwasserstoffen ttttr wenig die Flammschutzwirkung erhöht, und anderseits auch die bekannte Ligninsulfonsäure-Protein-Fällung die Brennbarkeit der behandelten Holzfasern ebenfalls nur sehr wenig herabsetzt, hat sich gezeigt, daß bei gemeinsamer Ausfällung der drei obengenannten Komponenten Faserplatten mit überraschend hoher Feuerfestigkeit erhältlich sind, die bei Zusatz anderer bekannter Mittel nicht erzielbar sind.
Eingehende Versuche haben gezeigt, daß beim Erhitzen auf die Entflammungstemperatur zwischen den chlorierten Kohlenwasserstoffen und dem Ligninsulfonsäure-Protein-Koinplex eine Reaktion unter Abspaltung von H Cl-Gas eintritt, wobei durch Bildung von flammenerstickenden Gasen, wie H Cl, S O., Ammoniak usw., und einer isolierenden porösen Kohleschicht eine feuerhemmende Wirkung zu beobachten ist.
Das Verfahren arbeitet mit einem chlorierten Kohlenwasserstoff, welcher nach Mischung mit tierischem oder pflanzlichem Eiweiß in Gegenwart von Sulfitcelluloseablauge auf Substrate, wie Sägemehl, Holzschliff oder Korkmehl, ausgefällt wird, worauf man die erhaltene Masse verformt und erwärmt. Für die Herstellung von Spezialprodukten können noch organische oder anorganische Phosphate sowie Wasserglas und andere im Hauptpatent genannte Zusätze einzeln oder miteinander gemischt zugesetzt werden.
Die nach dem obengenannten Verfahren hergestellten feuerhemmenden Faserplatten weisen nicht nur sehr hohe Biegefestigkeit, Härte und Formbeständigkeit auf, sondern sind nach Aussehen und hinsichtlich ihrer feuchtigkeitsabweisenden Eigenschaften den normalen Holzfaserplatten qualitativ mindestens ebenbürtig, was bei den andern bis jetzt bekannten Verfahren nicht der Fall ist. Beispiel l 100 Gewichtsteile Holzschliff werden in etwa 5000 Gewichtsteilen Wasser aufgeschlämmt. Hierauf werden 1 bis 3 Gewichtsteile Chlorparaffin mit 70114, Chlorgehalt und 1 bis -1 Gewichtsteile Proteinstoffe (Knochenleim, Blut oder Fischmehl) und 5 bis 10 Gewichtsteile Wasserglas zugesetzt. Nach guter Durchmischung werden ferner 20 bis 100 Gewichtsteile Sulfitcelluloseal)lauge von 6° Be zugefügt. Dieilischung wird mit Mineralsäure oder Aluminiumsulfat auf pH 4 bis 4,8 eingestellt und das Bindemittel mit dem Chlorparaffin unmittelbar auf das Substrat ausgefällt. Der Faserbrei wird wie üblich verformt und der Formkörper auf eine Temperatur zwischen 100 und 180° mindestens 60 Minuten lang erhitzt. Beispiel 2 100 Gewichtsteile Sägemehl werden in etwa 5000 Gewichtsteilen Wasser aufgeschlämmt und dann 1 bis 3 Gewichtsteile Monochlornaphthalin und 1 bis 4 Gewichtsteile Sojaprotein und 1 bis 3 Gewichtsteile Trikresylphosphat zugesetzt. Nach gutem Durchmischen gibt man 20 bis 100 Gewichtsteile Sulfitcelluloseablauge von 6° Be# zu und stellt auf pH 4 bis 4,8 ein. Die Weiterverarbeitung des Faserbreis erfolgt wie im Beispiel 1.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von schwer entflammbaren Formkörpern aus Fasern und Ligninsulfonsäure-Protein als Bindemittel nach Patent 845 392, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Fällung des Bindemittels zusammen mit schwerflüchtigen Halogenkohlenwasserstoffen erhaltene Masse während oder nach der Verformung erhitzt wird.
2. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine unter Mitverwendung von Wasserglas und bzw. oder organischen oder anorganischen Phosphaten erhaltene Masse erhitzt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 567 261, 692 159, 915735.