DE2324046A1

DE2324046A1 - Fire-resistant, temp-variation resistant chipboard prepn. - by adding alcohol to glue or wood chips

Info

Publication number: DE2324046A1
Application number: DE19732324046
Authority: DE
Inventors: Martin Graser
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1973-05-12
Filing date: 1973-05-12
Publication date: 1974-11-28
Also published as: BE814057A; ATA389374A; CH576341A5; AT344398B

Abstract

A fire resistant chipboard which is also resistant to variations in temp. is prepd. by compacting wood chips bonded together in the presence of a fire resistant material using a conventional phenol formaldehyde wood glue prepd. in an alkaline medium. A >=4C alcohol which normally has a b.pt. >=100 degrees C is added to the glue or the wood chips, before or during the bonding stage.

Description

Verfahren zur Herstellung von schwer entflammbaren, wetterfest verleimten Spanplatten Wetterfest verleimte Spanplatten müssen nach der DIN-Norm 68 771 den sogenannten Kochwechseltest (V 100) bestehen. Sie werden üblicherweise mit hochalkalischen Phenolharzen (Resolen) verleimt und gelten nach der DIN-Norm 4 102 als normal entflammbare Baustoffe. Die Anwendungsmöglichkeiten derartig hergestellter Spanplatten sind demnach durch die Anforderungen des vorbeugenden Brandschutzes beschränkt.Process for the production of flame retardant, weatherproof glued Chipboard Weatherproof glued chipboard must comply with DIN standard 68 771 pass the so-called cooking change test (V 100). They are commonly used with highly alkaline Phenolic resins (resols) are glued together and are classified as normally flammable according to DIN standard 4 102 Building materials. The possible uses of chipboard produced in this way are accordingly limited by the requirements of preventive fire protection.

Die Versuche, auch phenolharzgebundene Spanplatten in schwer entflammbarer bzw. selbstverlöschender Qualität herzustellen, wie das bei harnstoffharz- bzw. melaminharzgebundenen Spanplatten möglich ist, konnten bisher wegen der Unverträglichkeit wirksamer Brandschutzmittel mit den Phenolharzen nicht zum Erfolg führen.The attempts to also use phenolic resin-bonded chipboard in flame-retardant or self-extinguishing quality, as is the case with urea resin or melamine resin-bonded chipboard is possible, so far because of the incompatibility effective fire retardants with the phenolic resins do not lead to success.

Phenolformaldehydharze zur Herstellung von Spanplatten enthalten in der Regel überschüssiges Alkali und weisen einen pH-Wert oberhalb von 12 auf. Die Harze sind zwar mit Wasser weitgehend verdünnbar, werden Jedoch sofort unlöslich, wenn Säuren oder Saure abspaltende Mittel damit in Berührung kommen. Durch die Ausfällung verlieren die Bindemittelzubereitungen ihre typischen Bindemitteleigenschaften.Phenol-formaldehyde resins for the manufacture of chipboard contain in usually excess alkali and have a pH above 12. the Although resins can be largely diluted with water, they become immediately insoluble, if acids or acid-releasing agents come into contact with it. Through the precipitation the binder preparations lose their typical binder properties.

Die an sich bekannten Flammschutzmittel wie Borsäure, Ammoniumphosphat, Ammoniumbromid usw. reagieren entweder sauer oder spalten in feuchter bzw. heiß feuchter Umgebung Säure ab. Sie sind demnach als Zusätze für die Herstellung schwer entflammbar ausgerüsteter Spanplatten nicht verwendbar, sofern diese Spanplatten mit Phenolformaldehyden gebunden sind.The flame retardants known per se such as boric acid, ammonium phosphate, Ammonium bromide etc. react either acidic or split into moist or hot acid from a damp environment. They are therefore heavy as additives for manufacture Flammable chipboards cannot be used, provided these chipboards are bound with phenol formaldehydes.

Es wurde nun gefunden, daß man schwer entflammbare, wetterfest verleimte Holzspanplatten und ähnliche Werkstoffe durch Verpressen beleimter Späne in Gegenwart eines Flammschutzmittels und eines üblichen Holzleims auf der Grundlage eines wäßrig alkalischen Phenolformaldehydkondensats erhält, wenn man dem Holzleim oder den Spänen - gegebenenfalls gleichzeitig mit dem Beleimungsvorgang - einen Alkohol zusetzt, der wenigstens 4 C-Atome aufweist bzw. unter Normaldruck einen Siedepunkt von wenigstens 1000C besitzt.It has now been found that flame retardant, weatherproof glues can be glued together Chipboard and similar materials by pressing glued chips in the presence a flame retardant and a conventional wood glue based on an aqueous alkaline phenol-formaldehyde condensate is obtained by adding wood glue or chips - if necessary at the same time as the gluing process - adds an alcohol, which has at least 4 carbon atoms or a boiling point of at least under normal pressure 1000C owns.

Als Alkohole im Sinn der Erfindung sind z.B. einwertige Alkohole wie Amylalkohole, 2-Äthylhexanol, Phenyläthylalkohol und zwei-oder mehrwertige Alkohole wie Diglykol oder Hexandiol-1,6 geeignet. Bevorzugt weisen die Alkohole einen Siedepunkt in der Nähe oder oberhalb derjenigen Temperatur auf, die beim Verpressen der Spanplatten angewandt wird, d.h. einen Siedepunkt von wenigstens etwa 1300C und besitzen dementsprechend eine Mindestkohlenstoffzahl von 5.As alcohols within the meaning of the invention, there are, for example, monohydric alcohols such as Amyl alcohols, 2-ethylhexanol, phenylethyl alcohol and di- or polyhydric alcohols such as diglycol or 1,6-hexanediol are suitable. The alcohols preferably have a boiling point close to or above the temperature that occurs when the chipboard is pressed is used, i.e. a boiling point of at least about 1300C and have accordingly a minimum carbon number of 5.

Die Alkohole werden im allgemeinen in Mengen von etwa 1 bis 10%, bezogen auf die zur Bindung erforderliche Menge an flüssigem Leim ("Leimflotse"), verwendet.The alcohols are generally obtained in amounts of about 1 to 10% on the amount of liquid glue ("glue flot") required for binding.

Bei hochsiedenden Alkoholen genügen im allgemeinen Mengen unter 5%. 4 Als Flammschutzmittel im Sinn der Erfindung sind z.B. anzusehen Borsäure, Ammoniumbromid, Ammoniumphosphate, Fluoride und andere, insbesondere anorganische Flammschutzmittel, von denen Monoammoniumphosphat bevorzugt wird. Gemeinsames Kennzeichen der erfindungsgemäßen Flammschutzmittel ist im allgemeinen ihr saurer Charakter. Die Flammschutzmittel können auch mit mineralischen Hilfsstoffen wie z.B. Tonzubereitungen, Blähglimmern und ähnlichen mineralischen Hilfsstoffen gestreckt bzw. in ihrer Wirksamkeit unterstützt werden.In the case of high-boiling alcohols, amounts below 5% are generally sufficient. 4 For example, boric acid, ammonium bromide, Ammonium phosphates, fluorides and other, especially inorganic flame retardants, of which monoammonium phosphate is preferred. Common features of the invention Flame retardants are generally acidic in nature. The flame retardants can also be used with mineral additives such as clay preparations, expanded mica and similar mineral auxiliaries stretched or supported in their effectiveness will.

Alkalisch reagierende Phenolharzkondensate, die sich zur erfindungsgemäßen Verleimung eignen, sind als bekannt anzusehen. Sie werden i.a. durch Kondensation von Phenol und wäßrigem Formaldehyd in Gegenwart von Natronlauge in einem Molverhältnis von Phenol zu Formaldehyd wie 1:1,5 bis 1:2,4 erhalten und stellen viskose Lösungen mit einem Feststoffgehalt von 42 bis 55% dar, die handelsüblich sind. In der älteren Literatur werden die betreffenden Kondensate häufig als "Resole bezeichnet.Alkaline phenolic resin condensates, which lead to the invention Suitable gluing are to be regarded as known. You will i.a. by condensation of phenol and aqueous formaldehyde in the presence of caustic soda obtained in a molar ratio of phenol to formaldehyde such as 1: 1.5 to 1: 2.4 and are viscous solutions with a solids content of 42 to 55% that are commercially available are. In the older literature, the condensates in question are often referred to as "Resole designated.

Zu dem Herstellungsverfahren für die Spanplatten bzw. Spanformteile selbst ist im einzelnen das folgende zu sagen: Es ist für die Wirksamkeit bzw. die Ausführbarkeit der Erfindung bedeutungslos, wie die Flammschutzmittel mit den Spänen vermischt werden. Sie können z.B. den beleimten oder den nicht beleimten Spänen beigemischt werden, man kann sie,sofern dies möglich ist, in Lösung bringen und auf die Späne aufsprühen oder man lagert sie nach einem zum Stand der Technik gehörenden Verfahren an Cellulosefasern an und vermischt diese mit den Spänen. Auch die Zugabe zur Leimflotte selbst und das Aufsprühen mit der Leimflotte ist in vielen Fällen möglich.To the manufacturing process for the chipboard or chipboard parts itself the following is to be said in detail: It is for the effectiveness or the Feasibility of the invention is meaningless, as the flame retardants with the chips be mixed. For example, you can use the glued or non-glued chips be mixed, you can, if possible, bring them into solution and Spray on the chips or store them according to a state of the art Process on cellulose fibers and mixes them with the chips. Also the encore to the glue liquor itself and the spraying on with the glue liquor is in many cases possible.

Für den erfindungsgemäßen Zusatz eines hochsiedenden Alkohols ist festzustellen, daß er Jedenfalls dann im Spänegemisch anwesend sein muß, wenn Bindemittel und Flammschutzmittel zusammentreffen.For the addition of a high-boiling alcohol according to the invention to establish that it must be present in the chip mixture in any case when binding agent and flame retardants come together.

Es ist demnach möglich, den Alkohol vor, zusammen mit oder nach der Zugabe des Bindemittels bzw. des Flammschutzmittels der Späne mischung bei zugeben, Je nachdem, in welcher Reihenfolge die Zugabe von Bindemittel und Flammschutzmittel vor sich geht; die Erfindung kann demnach, aus der Sicht der fertigen Erfindung betrachtet, darin gesehen werden, daß der erfindungsgemäß zuzusetzende Alkohol die Verträglichkeit von Bindemittel und Flammschutzmittel ermöglicht.It is therefore possible to drink the alcohol before, together with or after the Adding the binding agent or the flame retardant to the chip mixture when adding, Depending on the order in which the binder and flame retardant are added going on; the invention can therefore, from the point of view of the finished invention considered, can be seen in the fact that the alcohol to be added according to the invention the Enables compatibility of binder and flame retardant.

Beispiel 1 Einschichtige schwer entflammbare phenolharzverleimte Spanplatte der Qualität V 100 Man stellt eine Bindemittelflotte her aus 100 Gewichtsteilen handelsübliches Phenol-Formaldehydharz (48% Trockengehalt) 7 Gewichtsteilen Paraffin-Emulsion (50%) 5 Gewichtsteilen n-Butanol 5 Gewichtsteilen Härter. Example 1 Single-layer, flame-retardant phenolic resin glue Particle board of quality V 100 A binder liquor is produced from 100 parts by weight commercial phenol-formaldehyde resin (48% dry matter) 7 parts by weight Paraffin emulsion (50%) 5 parts by weight n-butanol 5 parts by weight hardener.

Diese Leimflotte hat einen Harzgehalt von 41.0%. Von ihr gibt man 1540 g auf 5000 g Späne; das entspricht einer Harzdosierung von 11%. Die beleimten Späne vermischt man mit 600 g Monoammoniumphosphat und 150 g Ammoniumbromid.This glue liquor has a resin content of 41.0%. One gives from her 1540 g to 5000 g of chips; this corresponds to a resin dosage of 11%. The glued Chips are mixed with 600 g of monoammonium phosphate and 150 g of ammonium bromide.

0 Aus diesem Gemisch preßt man in einer auf 170 C beheizten hydraulischen Presse eine Spanplatte. Die Preßzeit beträgt 0,35 min/mm Plattenrohdicke. Der spezifische Preßdruck iiegt zunächst bei 25 kp/cm². Nach dem Verdichten des Spänekuchens auf die gewünschte Plattenstärke wird er bis zum Ende der Preßzeit stufenweise auf 0 abgebaut. 0 This mixture is pressed in a hydraulic heated to 170 C. Press a chipboard. The pressing time is 0.35 min / mm raw sheet thickness. The specific one The pressure is initially 25 kp / cm². After compacting the chip cake the desired plate thickness is gradually reduced to 0 by the end of the pressing time reduced.

Diese Spanplatte hat folgende mechanische Eigenschaften: Dicke: 18 mm Dichte: 0,720 Biegefestigkeit: 210 kp/cm2 Querzugfestigkeit V20: 5,7 kp/cm2 V100: 2,2 kp/cm2 Quellung während 2 Stunden Wasserlagerung 4,7% 24 24 " " rt 8,8%.This chipboard has the following mechanical properties: Thickness: 18 mm Density: 0.720 Flexural strength: 210 kp / cm2 Transverse tensile strength V20: 5.7 kp / cm2 V100: 2.2 kp / cm2 swelling during 2 hours immersion in water 4.7% 24 24 "" rt 8.8%.

Sie erfüllt im Brandschachttest nach DIN 4102 die Anforderungen an schwer entflammbare Werkstoffe B 1.In the fire shaft test according to DIN 4102, it meets the requirements of hardly inflammable materials B 1.

Beispiel 2 Dreischichtige schwer entflammbare, phenolharzgebundene Spanplatte der Qualität V 100. Man stellt sich folgende Bindemittelflotten her: Deckschichten Mittelschicht Phenolharzleim 48-prozentig 100 100 Paraffin-Emulsion 50-prozentig 7 7 Hexandiol- 1,6 5 5 Härter flüssig - 6 Harzgehalt in ffi der Bindemittel flotte 42,8 40,7 Harzgehalt in % des Span-Bindemittelgemisches 11,5 9 Vor der Beleimung mischt man 64 Gewichtsteile Deckschichtspäne mit 35 Gewichtsteilen Papierabfall-Faserstoff, an welchen Monoammoniumphosphat, Borsäure und Kaolin als Brandschutzmittel angelagert worden waren. Example 2 Three-layer flame-retardant, phenolic resin-bound Chipboard of quality V 100. The following binder liquors are produced: Top layers Middle layer phenolic resin glue 48 percent 100 100 paraffin emulsion 50 percent 7 7 hexanediol 1.6 5 5 hardener liquid - 6 Resin content in ffi the binder was 42.8 40.7 resin content in% of the chip-binder mixture 11.5 9 Before gluing, 64 parts by weight of top layer chips are mixed with 35 parts by weight Waste paper pulp, on which monoammonium phosphate, boric acid and kaolin as Fire retardants had been deposited.

Für die Mittelschicht mischt man 70 Gewichtsteile Späne mit 30 Gewichtsteilen beladenem Faserstoff.For the middle layer, mix 70 parts by weight of chips with 30 parts by weight loaded pulp.

In der fertigen, ca. 20 mm dicken Spanplatte beträgt das Gewichtsverhältnis Deckschichten zu Mittelschichten )0:70.In the finished, approx. 20 mm thick chipboard, the weight ratio is Top layers to middle layers) 0:70.

Die Preßbedingungen können gleich wie in Beispiel 1 gewählt werden.The pressing conditions can be selected in the same way as in Example 1.

Die fertige, den Brandschachttest B 1 nach DIN 4102 erfüllende Spanplatte hat folgende mechanischen Eigenschaften: Dicke: 20,5 mm Dichte: 0,680 Biegefestigkeit: 257 kp/cm2 Querzugfestigkeit V20: 5,0 kp/cm lt V100: 1,9 kp/cm2 Quellung während 2 Stunden Wasserlagerung: 4,7% lt lt 24 " lt : 8,5%.The finished chipboard fulfilling the Brandschacht test B 1 according to DIN 4102 has the following mechanical properties: Thickness: 20.5 mm Density: 0.680 Flexural strength: 257 kp / cm2 transverse tensile strength V20: 5.0 kp / cm lt V100: 1.9 kp / cm2 swelling during 2 hours water storage: 4.7% lt lt 24 "lt: 8.5%.

Claims

1. Process for the production of flame retardant, weatherproof glued Chipboard or similar materials by pressing glued chips in the presence a flame retardant and a customary wood glue based on an aqueous-alkaline one Phenol-formaldehyde condensate, characterized in that the wood glue or the Chips - possibly at the same time as the gluing process - with an alcohol at least 4 carbon atoms or

a boiling point of at least 1000C under normal conditions.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Alcohol in an amount of 1 to 10 percent by weight, based on the amount of aqueous Binder, adds.

D. The method according to one of claims 1 or 2, characterized in that that an ammonium phosphate is used as a flame retardant known per se.