DE1792669A1 - Flammschutzmittel - Google Patents

Description

unsere Nr. 12 750

Stauffer Chemical Company New York, N.Y,17 V.St.A.

Flammschutzmittel

Vorliegende Erfindung betrifft ein dauerhaft·« Hamrnsehutsmittel für HeIs.

Holz iat bei normalen Temperaturen «ehr beetändig. Bei erhöhten Temperaturen wird HoIs jedoch abgebaut und verbrennt. Der Abbau von Hol* bei erhöhten Temperaturen iat ™ ein e Zersetzung seiner festen Komponenten in flüchtige Flüssigkeiten und Glase und ist durch einen Gewichtsverlust begleitet. HoIs wird poröeer, weniger dicht und leichter entBündbar, wenn es durch Wärme sersetst wird« Man weis allgemein, daß es unmöglich ist, HoIs für feuer unangreifbar zu machen, Jedoch gibt es in der bisherigen Technik viele Behandlungsartent die die flsjsaausbreitung herabsetien oder verhindern. Einig« Behandlungsarten sind mehr *a«r «eiliger wirksam. Die Warmesersetsuag von HdIs kann durch *is Gegenwart einiger anorganiseher

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Chemikalien, wie z.B. Eisen-, Kupfer- und Chromionen ent» haltender Verbindungen bewirkt werden· Bedeutender ist jedoch die Verwendung von zusätzlichen Chemikalien um eine flammwidrige Wirkung bei HoIx zu erzeugen. Einige Beispiele von bekannten flammwidrigen Chemikalien sind .Ammoniumphosphat, Ammoniumsulfat_r Ammoniumchlorid, Zinkchlorid, Antimonchlorid, Gemische von Borax und Borsäure sowie verschiedene organische Chemikalien· Diese Chemikalien verhindern nicht die WärmezersetstMng des Holzes bei erhöhten Temperaturen, jedoch verhindern sie die Flammverbrenninng oder das Glimmen des Holzes. Verschiedene Theorien wurden hinsichtlich der flammwidrigen Wirkung verschiedener bekannter Zusätze entwickelt· Die Beobachtung, daß zugesetzte Chemikalien die Richtung der Holzpyrolyse verändern ketonen, laßt den Fachmann neue und wirksame Behandlungssystem· zur Erzielung flammwidriger Eigenschaften suchen« Im allgemeinen verleihen die flammwidrigen Chemikalien dem Holz Widerstandsfähigkeit gegen Entzünden, Eindringen von Feuer und Ausbreitung von Flammen über die Hol«oberfläche.

Dem Holz sollen nicht nur flammwidrige Eigenschaften verliehen werden, sondern es soll so behandelt werden, daS, selbst wenn es strengsten Witterungseinflüssen ausgesetzt war, seine Flammwidrigkeit noch dauerhaft ist· Dauerhaftigkeit soll in dem Sinne verstanden werden, daß nach wiederholter Einwirkung von Wasser, Hitze und UV-Licht eine ausreichende Menge des Flammschutzmittels im Holz verbleibt, um ihm weiterhin für eine bestimmte Zeit eine befriedigende Flammwidrigkeit zu verleihen» Viele Systeme wurden vorgeschlagen, um dieses Ziel zu erreichen, jedoch haben alle Systeme in der einen oder anderen Hinsicht versagt« Bin&sBehandlung«» sind aufgrund wirtschaftlicher Überlegungen, des destruktiven Abbaus der HoIazellstraktur, d*h* des Verlust» an Materialfestigkeit, auslaugbarer Mehrprodukte und dergleich ungeefcnet.

gegenstand vorliegender Irf indu&g ist nun ein Flammschutzmittel fur Hell, bestehend aus Phojipheroiychlerid, Pkesphortricfciorid öder Pfe©*pherthiechlorid und einem inerten organische« Lösungsmittel.

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Mit dem erfindungsgemäßen Flammschutzmittel behandeltes Holz erhalt überraschenderweise bestimmte bevorzugte und dauerhafte, flaminwidrige Eigenschaften. Die Wirksamkeit und Dauerhaftigkeit der des Holz durch,Phosphoroxychlorid, Phosphortrichlorid oder Phosphorthiochlorid verliehenen flammwidrigen Eigenschaften kann hierbei vorteilhafterweise verlängert werden, wenn ein derartiges Flammschutzmittel zusätzlich noch ein geeignetes Harzbindemittel enthalt, welches das ursprungliche Flammschutzmittel, nämlich Phosphorthiochlorid, Phosphoroxychlorid oder Phosphortrichlorid, gegen ein übermäßiges Auslaugen durch Wasser schützt. Bs ist jedoch nicht notwendig, daß das Flammschutzmittel gemäß vorliegender Erfindung* ein Harzbindemittel enthält, was aus der übrigen Beschreibung hervorgeht j ausgezeichnete Dauerhaftigkeitsergebnisse können auch durch die Verwendung von Phosphoroxychiorid, Phosphortrichlorid oder Phosphorthiochlorid alieine erhalten werden·

Ba ist bekannt, Phosphoroxychiorid dazu zu verwenden, um im wesentlichen reinen Zellulosematerialien flammwidrige Eigenschaften zu verleihen· Jedoch kann Holz, bei dem vorliegendes Flammschutzmittel zur Anwendung gelangt, als ein untereinander zusammenhängendes System hoher Polymeren bezeichnet werden. Die hauptsächlichen Polymerenkomponenten, aus denen das System besteht, können etwa zur Hälfte des Holzgewichtes als Zellulose und zu etwa 20 bis 30 % des Holzgefüges als Lignin bezeichnet werden. Andere Komponenten, die in kleineren Mengen im Holz vorhanden And, können Terpene, Proteine, aliphatische Säuren, Sterine und verschiedene anorganische Bestandteile sein. Die Zusammensetzung von Holz ist ausgesprochen uneinheitlich· Daher unterscheidet sieb Holz von reiner Zellulose dadurch, daß es außer Zellulose noch verschiedene andere natürliche polymere Stoffe enthält. In der bisherigen Technik, die die Phosphorisierung von Zellulose unter Verwendung von Phosphorozyehlorid besehreibt, hielt man es für notwendig, eine organische Base, wie z.B. Pyridin, Ammoniak, Äthylendiamin, Harnstoff und dergleichen zu verwenden, um den notwendigen Phosphorgehalt beizubehalten. Bei den erfindungsgemäßen Aus-

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führungsformen ist es möglich, dem Holz dauerhafte und wirksame flammwidrige Eigenschaften dadurch zu verleihen, daß man nur Phosphoroxychlorid, Phosphortrichlorid, Phosphorthiochlorid oder die drei vorstehend genannten Verbindungen jeweils zusammen ait einem Harzbindemittel verwendet.

Als Träger für Phosphoroxychlorid, Phosphortrichlorid oder Phosphorthiochlorid wird ein nicht i%ktionsfähiges, organisches Lösungsmittel und das Harzbindemittel, falls ein solches verwendet wird, benutzt· Das Lösungsmittel fördert das Eindringvermögen in die Holzstruktur· Die Anwendung verschiedener Konzentrationen de» Flammschutzmittels in einem geeigneten Losungsmittel ist außerdem ein einfaches Verfahren, um die für das Holz gewünschte Dosierung zu steuern. Jedes inert», im wesentlichen wasserfreie Lösungsmittel, wie z.B. Kerosin, Naphtha, Benzol, Hexan, Butan, chlorhaltige Lösungsmittel oder andere inerte Flüssigkeiten, die sich nicht mit dem Flammschutzmittel, das aus Phosphoroxychlorid, Phosphortrichlorid oder Phosphorthiochlorid besteht, umsetzen, könen verwendet werden. Tetrachlorkohlenstoff« Methylenchlorid oder Chloroform können alle als brauchbare Lösungsmittel dienen. Manchmal erseheint es vorteilhaft, in die Behandlungsflüssigkeit ein Fungizid oder Bakterizid einzuarbeiten, um die Fermentation und das Wachstum von schädlichen Fungi zu verzögern·

Die für das Holz zu verwendenden Mengen an dem Flammschutzmittel gemäß der Erfindung, welche die günstigste flammwidrige Wirkung herbeiführen, hängen von der erwünschten Wirkung ab. Sehr geringe Mengen des Flammschutzmittels führen schon zu einer flammwidrigen Wirkung, jedoch wird die spezifisch· Menge, die den gewünschten Nutzeffekt herbeiführt, durch den Fachmann einfach durch visuelle Beobachtung oder Anwendung üblicher Verfahren bestimmt» Um die optimal günstigste Wirkung su erreichen, die dem Binsatxzweck, zu dem das Heiz gewählt ist, entspricht, sind im allgemeinen nur Routinetests erforderlich» · die in der Veränderung der Dosierung von PhosphoroxyChlorid, Phojisphortrichlorid oder Phosphorthiochlorid bestehe»♦

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Das erfindungsgemäSe Flammschutzmittel kann In einer besonderen Ausführungsform neben Phosphortrichlorid, Phosphoroxychlorid oder PhosphorthiochXorid ein zusätzliches Mittel enthalten, wodurch geringere Mengen an Phosphoroxychlorid, Pbosphortrichlorid oder Phosphorthiochlorid notwendig sind, um den. behandelten Holz wirksame und dauerhafte flammwidrige Eigenschaften zu verleihen. Dieses Zusatzmittel kann ein geeignetes Harzbindemittel sein, das wasserabstoßende Eigenschaften besitzt, wie z.B. Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorö, Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymeres, Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Mischpolymeres, halogenierte Polyester, halogenierte Bpox yharze, Polystyrol, Polyäthylen, Polybutene, Polymethylmethacrylat, Aminaldehydharze, Epoxyharze oder ungesättigte Polyester. Das bevorzugte Harzbindemittel ist ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymeres. Dieses Harz kann ein Gemisch der beiden Komponenten sein, das nach Polymerisation durch ein bekanntes oder geeignetes Verfahren, wie z.B. durch Anwendung von Wärme oder Einwirkung von UV-Strahlen oder durch Einwirkung einer Substanz, wie z.B. Benzoylperoxyd, in einem brauchbaren organischen Losungsmittel aufgenommen werden kann, um auf das Holz aufgebracht zu werden. Die Erfindung ist nicht an ein spezifisches Harzgemisch gebunden, da jedes beliebige Gemisch von Mischpolymeren sich als brauchbar erwiesen hat.

Zwei allgemeine Verfahren stehen zur Aufbringung von flamrari- · drigen Mitteln auf Holz zur Verfugung. Das eine besteht in der Aufbringung von überzügen aus nicht brennbaren Steffen auf die Holzoberfläche. Das andere ist ein Imprägnierungsverfahren, bei dem die Chemikalien innerhalb der Holzstruktur abgelagert werden. Das bevorzugte Verfahren zur Aufbringung vorliegender Flammschutzmittel auf Holz ist jedoch gernäS dem Verfahren des DBP ..... (deutsche Patentanmeldung P 16 K% 202*9) eine Druckimprägnierung.

Da din Meng· um» erfin,JUutgs<«mä8«n Flammschutzmittel·, die für das Hol* verwendet wird, von der angestrebten flammwidrig gen WirfcuÄj, dem Veiwendunfssinieli de* Heises, d.h, AuSen- «der Xniiftiiaaifendttiif und dmr Art uad dea Abmessungen d«s behandelten Holzesj »bhJtaft, kennen fe*ine starren Dosierungegreasen *nfe- gßhm w*B*esi. Pflr viel φ Zwecke, insbesondere bei greif lgehi·»

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gen Hol ζ teilen, sind sehr geringe Gewicht »mengen, bezogen auf das Holzgewicht, zufriedenstellend. Bin tiefes Bindringen des Flammschutzmittels in das Innere eines großflächigen Holzteils ist offensichtlich nicht erforderlich, um eine zufriedenstellende Beschaffenheit zu bekommen, da nur der äußere Teil und eine begrenzte Tiefe desselben zersetzt oder verbrannt werden. FUr andere Zwecke, bei denen das Holzteil eine ziemlich kleine Fluche besitzt, können die Dosierungsmengen des Flammschutzmittel» im Verhältnis zum Holz, bezogen auf das Gewicht, sehr hoch sein. Gleichzeitig müssen die Anforderungen hinsichtlich der Dauerhaftigkeit bestimmt werden. Die Außenanwendung unter strengen Witterungsbedingungen erfordert höhere Dosierungsgrenzen im Vergleich zur Xnnen&nwendung· Die Bestimmung der optimalen Menge für eine spezifische flammwidrige Beschaffenheit kann durch den Fachmann leicht mittels Routineverfahren vorgenommen werden.

Zur Bewertung von Phosphoroxychlorid, Phosphortrichlorid oder Phosphorthiochlorid als dauerhafte Flammschutzmittel für Holz innerhalb der erf indungsgeaäß-en Ausftlhrungsf onten wurden Kurzbewltterungsversuche vorgenommen« Bs ist bekannt, daß die meisten anorganischen und organischen flammvidrigen Chemikalien der bisherigen Technik auch Verfärbung des behandelten Holzes, Korrodieren oder andere nachteilige Zerstörungen dw Metallbefestigungsvorrichtungen verursachen, für Menschen toxisch sind oder leicht durch Auslaugen, beispielsweise durch Regen, aus dem Holze entfernt werden können und daher als Flammschutzmittel nicht länger wirksam sind· Um die Zeit der zur Unter- ^ suchung des vorliegenden Systems notwendigen Bewitterungstests abzukürzen, wurde eine künstliche Umgebung geschaffen» Drei Dauerhaftigkeitstests wurden durchgeführtt ein abwechselnder Regen- und Hitzetat, bei dem die Proben 3,5 Tage lang eine» "Regen" ausgesetzt waren, der 31,7 ca Niederschlag pro Stunde entsprach, und 3,5 Tag· einer "Sonne" ausgesetzt war, deren Temperatur 65°C betrug. Der "Regen" kann strengen Bedingungen gleichgesetzt werden, bei denen 1.333 cm Regen pro J-ahr während etwa 2% J-ahren fallen* Dieser Test wird· inm;e»amt bi» su 12 Wochen durchgeführt} ein Hit«ete»t_# bei dem die Proben 90 Tag« muff SO⁹C gehalten wurden, und ei* Bewitterungsapparmttest,

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bei dem die Proben 600 Stunden "Mittage-Sonnenlicht, Kühlung, Erhitzung und Feuchtigkeit ausgesetzt waren. Der Bewitterungsapparattest wurde nach dem American Society for Testing Materials-Verfahren, Typ D -Test E 42-57, durchgeführt.

Die nach dem bevorzugten Ver/fahren gemäß dem DBP ... (deutsche Patentanmeldung P 16 42 202.9) durchgeführte Behandlung von Holz mit Phosphoroxychlorid, Phosphortrichlorid oder Phosphorthioohlorid oder den drei vorstehend genannten Verbindungen jeweils mit einem Harzbindemittel führt nicht zu unerwünschten Eigenschaften der vorstehend beschriebenen Art vor oder nach den Dauerhaftigkeitstests, wie aus nachstehenden Beispielen hervorgeht* Daher wird bei einem mit Phosphoroxychlorid, Phosphortrichlorid oder Phosphorthiochlorid und einem Harzbindemittel, falls ein solches verwendet wurde, behandelten Holz der Widerstand gegen Entzünden, Eindringvermögen von Feuer und Ausbreitung von Flammen über der Hol «oberfläche verbessert, ohne daß das Aussehen des Holzes und der dabei verwendeten Metallbefestigungen beeinträchtigt werden, die damit in Berührung kommenden Menschen gefährdet werden oder das Mittel schnell durch nachteilige und strenge Witterungsbedingungen entfernt wird.

Beispiel 1

10,16 χ 15,24 ^x 0,794 ca große Proben roten Zedernholzes wurden genau gewogen und als Teststück· verwendet. Die Holzstucke wurden in ein Druckgefäß gegeben. Das angewandte Imprägnierungsverfahren war ein modifiziertes Voll trankverfahren. Die Kammer wurde etwa 30 Minuten lang auf ein Vakuum von etwa 331,0 bis 508,0 ma evakuiert. Ein* 4%ige Losung von Phosphoroxychlorid. in Methylenchlorid als Lösungsmittel wurde in das Druckgefäß in einer Menge «ingeführt, daß die die Holzprobe enthaltende Druckkammer gefüllt war· Dann wurde ein hydrostatischer Druck von etwa 6,33 kg / cm auf dte Flüssigkeit in dem Druckgefäß so lange ausgeübt, bis die Holzproben keine Flüssigkeit mehr absorbierten« Bs wurde dann entspannt und die nicht absorbierte Lösung aus der Kammer entfernt· Das ganze Verfahren wurde bei Raumtemperatur durchgeführt» Die Holzproben wurden dann bei 65°C in einem Ofen auf «in konstantes Gewicht getrocknet. Die Meng· des absorbierten Phoaphbroxychlorids betrug «tw*₃^₆₉ k* pro 45,36 kg Holz ntuh dem

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Trocknen. Die Analyse ergab, daß 1,5 % Phosphor in 45,36 kg MoXz enthalten waren*

Bevor die Dauerhaftigkeit des Systems in Holz getestet wurde, beflammte man die Holzproben mit einer Sas-Luft-Flamme von 3,t8 χ 16,51 ca und etwa 710⁰C. Bine äußere Luftzufuhr, die einer Windstärke von 19»3km / Std. entsprach, wurde über die Testflamme und die Holzproben gefuhrt· Die Holzprobestücke wurden in drei sich überlappenden Zeilen angeordnet, so daß eine Dachstruktur nachgeahmt wurde* Die Holzproben wurden erst vier Minuten lang und dann in drei Zyklen beflammt, die jeweils aus 1 Minute Flammeinwirkung und 2 Minuten Pause bestanden. Nachdem die Proben diesen Flammtest mit zufriedenstellender Wirkung bestanden hatten, wurden sie den nachfolgenden Dauerhaftigkeitstests unterworfen·

Verschiedene Reihen auf diese Weise behandelte Holzproben wurden Kurz-Dauerhaftigkeitstests unterworfen, bevor sie beflammt wurden* Der Regen - Hitze - Test bestand darin, daß man 12 Wochen lang abwechselnd 3,5 Tage "Regen" in einer Niederschlagsmenge von 27,9k cm / Std, und 3,5 Tage Wärme vom 65°C einwirken ließ· Der strenge Warmetest bestand in einer Einwirkungsdauer von 90 Tagen bei einer Temperatur von 80⁰C* Beim Bewitterungsapparattest betrug die Einwirkung 600 Stunden in abwechselnden Zyklen von 18 Minuten Besprühen und 102 Minuten Lichtbogen* Die Temperatur während des Lichtbogenzyklusses betrug 62,78°C. Die don Dauerhaftigkeitstests unterworfenen Holzproben wurden anschließend dem vorstehend beschriebenen periodischen Gas-Luft-Flammtest ausgesetzt·

Bs wurden Beobachtungen angestellt, beispielsweise hinsichtlich der Ausbreitung der Flamin* über den Bereich des Auftreffens der Flamen hinaus« des Neehglimmens nach Entfernen der Flamme und der strukturellen Festigkeit der Probe* Im wesentlichen wurde keine Ausbreitung der Flamme festgestellt, kein Nachglimmen oder höchstens mehrere geringfügige Qlieebereiche, die kurzlebig waren und die Probe serfiel nicht und wurde im wesentlichen nach Entfernen der Flewee nicht wesentlich ge~ schvitcht. Die vie vorstehend beschrieben mit Phosphoroxychlorid behandelten Holsproben wiesen in allen Phasen des Testverfahrens flamewiipdrige Eigenschaften auf ·

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Beispiel 2

Dieses Beispiel erläutert eine typische Phosphor©xychioridmenge, die für die meisten Verwendugszwecke im Innenraum ohne Witterungseinwirkung ausreicht·

Auf die gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurden ΊΟ,1ό χ 15,24 ζ 0,794 große Proben roten Zedernholzes genau gewogen und als Testprobestficke verwendet· Unter Anwendung des modifizierten Volltrlnkverfahrens wurden die Roisproben mit einer Menge Phosphoroxychlerld imprägniert, die etwa 6,81 kg pro 45,36 kg Holz entsprach. Die Analyse ergab 0,3 % Phosphor·

Diese Proben wurden nicht den Dauerhaftigkeitstests des Beispiels 1 unterworfen· Sie wurden jedoch mit der Cas-Luft-Flamme bei einer Temperatur von etwa 710⁰C b·flammt» wobei ein Luftstrom darüber geleitet wurde» der einer Windstärke von 20,90 km / Std. entsprach· Die Holzproben wurden in drei sich überlappenden Zeilen angeordnet, wie vorstehend beschrieben! und erst vier Minuten der Testflamme und dann drei Zyklen des abwechselnden, aus "Flammeinwirkung-Pause" bestehenden, Flammtest ausgesetzt·

Die auf diese Weise behandelten und beflammten Holzproben hatten ausgezeichnete flammwidrige Eigenschaften· Diese zeigten sich darin, daß sich keine Flamm« über den Bereich des Auftreffen* der Flamme ausbreitete, daß die strukturelle Festigkeit der Probe beibehalten wurde und nur ein geringes oder kein Machglimmen nach Entfernen der Flamm« erfolgte.

Beispiel 5

Dieses Beispiel erläutert die Verwendung eines typischen Harzbindsaittelft, durch dessen Verwendung eine geringere Menge an Phospheroxychlorid erforderlich ist, die ausreicht, um dauerhaft zu sein und ausgezeichnete flammwidrige Eigenschaften zu verleihen.

Auf die glcielMi Weise wi« in Beispiel I beschriebe», vurde* 10,16 s $1,24 χ 0,794 m grefte Preben rote« Zedemhelses gea«« vmA als Test«?·*·» veet. Unter Aaweadung des

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modifixierten VolltränRverfahrens wurden die Holzproben mit Phosphoroxychlorid und Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymeren als Harshindeaittel imprägniert. Die Tränkflüssigkeit bestand aus 2 % Phosphoroxychlorid, 5 % MischpolysMirenhars (13 % Vinylacetat, 8? % Vinylchlorid) und 93 % Methylenchlorid. Die erhalt«»· Meng· entsprach 3 »04 kg Phosphoroxychlorid und Mischpolymerenhars pro 45,4 kg HoIx. $ies entspricht 0»51 kg Phosphoroxychlorid, 0,23 % Phosphor. Auf gleiche Weise wurden Holzproben alt einer Losung imprägniert, die aus 4 % Phosphoroxychlorid» 10 % Mischpolyaereahirs (wie vorstehend definiert) und 96 % Methylenchlorid bestand. Di· erhaltene Menge entsprach 3,63 kg Phosphoroitychlodd und Mischpoly«erenharz pro 45,4 kg HoIs. Dies eatspricht 0,72 kg Phosphoroxychlorid, o,32 % Phosphor» Seid· Reihen von Proben wurden auf ein konstantes Gewicht getrocknet.

Die auf diese Weise behandelten Holzproben wurden wie üblich als drei sieh überlappende Zeilen angeordnet» so daß eine Dachstruktur nachgeahmt wurde, und su Anfang vier Minuten lang *it der Sas~Luft-Testfla»»e beflaset. Bs wurden keine schädlichen Verbrennungs- oder ander« serstörende Wirkungen beobachtet.

Probereihen wurden nun den vorstehend beschriebenen Kurzbewitterungsbedingungen unterworfen. Mach des neunwöchigen Regen-Hitse-Test widerstanden die Proben alt geringer Dosierung, d.h· O₉$ kg Phosphoroxychlorid pro k5,k kg HoIs, in zufriedenstellender Weise de« 3-Zyklus-T«st «it jeweils 1 Minute Flaam-•inwlrkung und 2 Minuten Paus·· Di« Probegrupp« mit 0,72 kg Phosphoroxychlorid pro ki ,4 kg HoIs überstand in sufriedenstellender Weise die Einwirkung des 3~Zyklus~Te*t«s mit jeweils 1 Miaut« Flanswinwirkuag und 2 Minuten Paus«, nachdem si«. xwtJl f Wochen lang dem Regen-Hitxe-Test unterworfen worden war.

Dieses Beispiel erläutert die lapragiaieruag rot«n Zedernholses «lt «in·» M«nf β Phospfeortrichlorid und Harxbindeelttel, dl· ausreicht, um sowohl vor als auch nach «tea» Einwirkung strenger Bewitterungsbedingyngea wirksam su sein.

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10,16 χ 15,24 ζ 0,794 groß· Proben roten Zedernholzes wurden genau gewogen und als Testproben verwendet· Die Holzstucke wurden in ein Druckgefäß gegeben· Das zur Anwendung könnende Imprägnierungsverfahren war ein Kodifiziertes Volltrankverfahren. Die Kammer wurde etwa 30 Minuten lang auf ein Vakuum von etwa 381,0 bis 508,0 na evakuiert. In das Druckgefäß mir* de eine Lösung von 3,7 % Phosphortrichlorid ι 10 % Vinylchlorid- Vinylacetat (87 * 13^-Mischpolymeren in Methylenchlorid als Losungsmittel in einer Menge gegeben, die ausreichte_f um die die Holzprobe enthaltende Druckkammer zu füllen· Dann wurde ein hydrostatischer Druck von etwa 6,33 kg / cm auf die Flüssigkeit in dem Druckgefäß so lange ausgeübt, bis die Holzprobe keine Flüssigkeit mehr absorbierte· Bs wurde entspannt und die nicht absorbierte Lösung wurde aus der Kammer m entfernt« Das gesamte Verfahren wurde bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Holzproben wurden bei 65°C in einem Ofen auf ein konstantes Gewicht getrocknet. Die gesamten absorbierten Feststoffe betrugen 5,32 kg pro 45,36 kg Holz nach dem Trocknen· Dies entspricht 1,44 kg PCI.· Die Analyse ergab 0,72 % Phosphor in 45,36 kg Holz.

Bevor die Dauerhaftigkeit des Systems in Holz getestet wurde, beflammte man die Holzproben mit einer Gas-Luft-Flamme von 3,18 ζ 16,51 cm von etwa 710⁰C. Eine äußere Luftzufuhr, die einer Windstärke von 19,3 km / Std. entsprach, wurde über die Testflamme und die Holsproben geführt. Die Holzprobestücke wurden in drei sifa überlappenden Zeilen angeordnet, so daß £

eine Dachstruktur nachgeahmt wurde. Die Holzproben wurden erst vier Minuten lang und dann, in drei Zyklen beflammt, die jeweils aus 1 Minute Flammeinwirkung und 2 Minuten Pause bestanden. Nachdem sie diese Flammtests zufriedenstellend überstanden hatten, wurden sie den Dauerhaftigkeitatests nach Beispiel 1 unterworfen. Die den Dauerhaftigkeitstests unterworfenen Holzproben wurden dann de» vorstehend beschriebenen periodischen Gas-Luft-Flammtest unterzogen· Die Holsproben, die, wie vorstehend beschrieben, mit Phosphortrichlorid behandelt worden waren, wiesen flammwidrige Eigenschaften In allen Phasen des Testverfahrens auf·

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Beispiel 5

Dies·* Beispiel «rläutert ein· typisch« Phosphortrichloridmenge, die fttr die »eisten Verwendungszwecke in InnenrSumen ohne Witterungseinwirkung ausreichend ist.

Auf die gleiche Weise, vie in Beispiel 1 beschrieben, werden 10,16 χ 15,24 χ 0,794 ca große Proben roten Zedernholses genau gewogen und als Teststucke verwendet, unter Anwendung des modifizierten Volltränkverfahrens wurden die Holzproben zweimal mit Phosphortrichlorid bis zu einer Gewichtszunahme von etwa 1,56 leg pro 45,36 kg Holz bzw. 1,28 kg pro 45,36 kg Holz imprägniert.

Diese Proben wurden dem Dauerhaftigkeitstest des Beispiels 1 nicht unterworfen· Sie wurden jedoch mit der Gas-Luft-Flamme bei einer Temperatur von etwa 710⁰C beflamnt, wobei ein Luftstrom, der einer Windstärke von 20,9 km / Std. entsprach, darüber geleitet wurde. Die Holzproben wurden in drei sich überlappenden Zeilen angeordnet, wie vorstehend beschrieben wurde, und vier Minuten lang der Testflamme und außerdem drei Zyklen des periodischen Flammeinwirfcung-Pause-Tests ausgesetzt·

Die auf diese Weise behandelten und beflammten Hölzproben lüften ausgezeichnete Plamawidrigkeitseigenschaften bei beiden Konzentrationen· Diese Eigenschaften zeigten sich dadurch, daß sich keine Flamme über den Bereich des Auftreffens der Flamme hinaus ausbreitete, die strukturelle Festigkeit der Probe erhalten blieb und daß nur ein geringes oder kein Kachglimmen nach Entfernen der Flamme stattfand«

Beispiel 6

Dieses Beispiel erläutert die Verwendung von Phosphorthiociferid als wirksames Flammschutzmittel.

Auf dl« gleich« Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurden 10,16 χ 15,24 χ 0,794 cm groBe Proben roten Zedernholses genau gewogen und als Teststuck· verwendet. Unter Anwendung des modifizierten VolltrMnkverfahrens wurden die Holzproben mit Phosphorthiochlorid imprägniert. Di« Trinkflüssigkeit bestand aus 2 * Phosphorthiochlorid in Methylenchlorid gelöst. Di«

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erhaltene Dosierung entsprach 3,9· kg Phosphorthiochlorid pro 45,36 kg Holz*

Die auf diese Weise behandelten Holzproben wurden wie üblich in drei sich überlappenden Zeilen angeordnet, so daß eine Dachstruktur nachgeahmt wurde und mit der Gas-Luft-Flamme bei einer Temperatur von etwa 648°C beflammt, wobei ein Luftstrom, der einer Windstärke von 20,9 km / Std. entsprach, darüber geleitet wurde· Die behandelten Holzproben wurden drei Zyklen von jeweils 1 Hinute Flammeinwirkung und 2 Minuten Pause unterworfen· Bs wurde festgestellt, da8 das sogenannte Dach nicht brannte· Bs fand keine Flammenausbreitung über den direkten Auftreffbereich der Flammen hinaus statt, und nach Entfernen der Flamme wurde kein Nachglimmen festgestellt· Die Holzproben zeigten daher ausgezeichnete flammwidrige Eigenschaften bei Behandlung mit Phosphorthiochlorid·

Aus diesen Tests ist ersichtlich, daß die Dauer der flammwidrigen Wirkung der erf indungsgemttlien Mittel von der Menge der Phosphorverbindung abhangt, die im Holz verbleibt, nachdem es strengen Kurzbewltterungsbediiigungen ausgesetzt worden war· Deshalb ist der erforderliche Grad der Dauerhaftigkeit eine Funktion der unter bestimmten Bedingungen erwünschten flammwidrigen Eigenschaften. Wie a*s den vorstehenden Beispielen ersichtlich ist, können geringere PhosphoroxycHloridw, Phosphortrichlorid- oder Phosphorthiochloriddosierungen zur Verwendung im Innenraum ohne Witterungseinflüsse ausreichen· Gleichzeitig kann die geringere Dosierung mit einem geeigneten Harzbindemittel oder einem wasserfesten Mittel, das das Auslaugen der Phosphorverbindung durch Hasser herabsetzt, kombiniert werden und dadurch für verschiedene Anwendungszwecke im Freien, in denen sie der Witterung ausgesetzt ist, mit zufriedenstellenden Ergebnissen verwendet werden.

Holzproben, die erfindungsgeMMfl behandelt wurden, behielten ihre ursprüngliche, natürliche HeIζfarbe bei, zeigten keine Zer~ sstsungeanzeiehen, bewirkten keine übermäßige Korrosisn der Metallbefestitungsvorriehtungen vor oder nach dem Bevitterongstest, behielten ihre strukturelle resti*eit, versogen aieh nicht infolge der Behandlung und ware« tffea* die normale reucatigkeitsabsorpfion aus der Atme«»!**· niaaua nieht hyg**ske»isek«

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Claims (3)

PATBMTAKSPRtICHB :

1. Flammschutzmittel für Holz₍ bestehend aus Phosphor-

oxychlorid, Phosphortrichlorid oder Phosphorthiochlorid». und einem inerten organischen Losungsmittel·

2· Flammschutzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es neben PhosphoroxyChlorid, Phosphortrichlorid oder Phosphorthiochlorid und einem inerten organischen Lösungsmittel ein Harzblndemittel enthält.

3. Flammschutzmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daS das Harzbindesittel ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymeres ist.

Für

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Rechtsanwalt

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