FI74040B - Laogor retarderande blandning och dess anvaendning foer behandling av cellulosamaterial samt foerfarande foer framstaellning av en laogor retarderande blandning. - Google Patents

Description

1 74040

Palamista hidastava seos ja sen käyttö selluloosa-aineksen käsittelemiseksi sekä menetelmä palamista hidastavan seoksen valmistamiseksi - Lagor retarderande blandning och dess användning för behandlig av cellulosamaterial samt förfarande för framställing av en l&gor retarderande blandning

Esillä olevan keksinnön kohteena on synergistinen palamista hidastava disyanidiamidia ja fosforihappoa sisältävä seos, ja disyanidiamidia ja fosforihappoa sisältävän yhdisteen käyttö selluloosamateriaalin käsittelemiseksi sen saattamiseksi palamista hidastavaksi.

Puunkäsittelyteollisuudessa on muodostunut tavallisesti käytännöksi käsitellä puuta kemiallisilla yhdisteillä puun suojaamiseksi. Tähän tarkoitukseen suositeltavia kemikaaleja ovat ammoniumfosfaatti, ammoniumkloridi, ammoniumsulfaatti, fosfori-happo, sinkkikloridi ja magnesiumkloridi. Nämä kemikaalit impregnoidaan liuoksina puuhun, jossa on saostuvat tai kerrostuvat puun huokosiin liuoksen haihtuessa. Nämä kemikaalit sopivat puun käsittelyyn kuitenkin vain silloin, kun puu ei joudu alttiiksi sade- ja/tai pohjaveden uuttovaikutukselle.

Nämä kemikaalit eivät sovi uiko- ja maanalaisiin rakenteisiin, joissa uuttoa tai liukenemista kestävät palamisen hidastus-aineet ovat välttämättömiä, koska ne syövyttävät voimakkaasti metallia, joka saattaa olla kosketuksessa käsiteltyyn puuhun. Niin ikään jotkut kemikaalit aiheuttavat epäedullista jälki-hehkua puun kanssa ja huonontavat käsitellyn puun rakennelu-juutta. Lisäksi monet näistä kemikaaleista ovat hygroskoppisia, mikä saattaa puun absorboimaan kosteutta, jolloin näiden kemikaalien käyttö on epäedullista. Viime aikoina on puuteollisuudessa ollut pyrkimystä kohti palamista hidastavia kemiallisia käsittelyjä, jolloin näillä käsittelyaineilla on alhainen hygroskooppisuus ja ne kestävät liuotusta ja niitä voidaan käyttää ulkopuuhun. Monet näistä ulkopuun palamista hidastavista kemiallisista käsittelyistä ovat perustuneet amiini-aldehydi-fosforikondensaatioyhdisteisiin. Yleisen käytännön mukaisesti 2 74040 puu impregnoidaan epätäydellisestä reagoineen amiini-aldehydi-seoksen liuoksella yhdessä fosforin happihapon kanssa. Tämän jälkeen impregnoitu puu kuivataan ja kovetetaan.

Esimerkiksi US-patentissa 2,917,408, Goldstein et ai. on esitetty palamista hidastavan puun valmistus syanidiamidin ja fosforihapon yhdistelmällä ja US-patentissa 3,159,503, Goldstein et ai. on esitetty palamista hidastavan puun valmistus disyanidiamidin, fosforihapon ja hyvin pienen formalde-hydimäärien yhdistelmällä. Lisäksi US-patentissa 3,832,316, Juneja, on esitetty seos puun saattamiseksi palamista hidastavaksi, johon seokseen kuuluu disyanidiamidi, melamiini, formaldehydi ja fosforihappo ja lisäksi mainitussa patentissa on esitetty, että jonkin verran fosforihappoa voidaan korvata pienillä määrillä muita materiaaleja, kuten boorihappoa, ja kanadalaisessa patentissa 917,334, Juneja, on esitetty seos puun käsittelemiseksi sen saattamiseksi palamista hidastavaksi, johon seokseen kuuluu disyanidiamidi, urea, formaldehydi ja fosforihappo ja lisäksi mainitussa patentissa on esitetty, että jonkin verran fosforihappoa voidaan korvata pienillä määrillä muita materiaaleja, esimerkiksi boorihappoa. Muita vastaavia seikkoja käsitteleviä patentteja ovat US 2,935,471; 3,317,607; 3,874,990 ja 4,010,296.

Vaikka useimmat yllä kuvatuista kemiallisista seoksista, jotka perustuvat disyanidiamidiin, melamiiniin, lireaan, formaldehydiin ja fosforihappoo, ovat tehokkaita puun saattamiseksi palamista hidastavaksi, niissä on yksi tai useampia haittapuolia. Seokset, jotka sisältävät kiinteitä aineita yli 15 % ureaa, saattavat puun hydroskooppiseksi. Edelleen nämä formaldehydiä sisältävät seokset pyrkivät olemaan hartsimaisia ja vaativat korkeita kuivauslämpötiloja noin 100 - 110°C hartsin kovettamiseksi täysin, jolloin ne heikentävät puun lujuutta.

Nyt on havaittu, että mainitut haittapuolet voidaan poistaa || 3 74040 keksinnön mukaisella seoksella, jolle on tunnusomaista se, että mainittu seos, jolla käsitellään selluloosamateriaaleja, muodostuu olennaisesti disyanidiamidin, fosforihapon, boorihapon ja veden osareaktiotuotteesta, jossa ennen reaktiota disyanidiamidin ja fosforihapon moolisuhde on noin 1 : 0,8 - 1,2 ja boorihapon ja yhdistetyn disyanidiamidin ja fosforihapon moolisuhde on noin 0,2 - 1,5 : 1,0.

Seuraavassa keksintöä selvitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa:

Kuvio 1 on graafinen esitys, joka esittää boorihapolla gua-nyylifosfaatilla tai keksinnön mukaisilla seoksilla käsiteltyjen poltettujen puunäytteiden painohäviön eroja mitattuna tuliputkikokeilla.

Kuvio 2 on graafinen esitys esittäen painohäviön eroja mitattuna termogravimetrisellä analyysillä.

Vesi, fosforihappo, boorihappo ja disyanidiamidiainesosat voidaan lämmittää sekoittaen lämpötilassa noin 70 - 90°C, mutta edullisesti lämpötilassa noin 80°C inertissä reaktio-astiassa, joka voi olla esimerkiksi lasia tai ruostumatonta terästä. Edullisesti disyanidiamidi saatetaan ensin reagoimaan fosforihapon kanssa noin 35 - 45 minuuttia guanyyliurea-fosfaatin (GUP) muodostamiseksi 50 - 70 % kiinteäainepitoi-suuteen, jolloin jäljelle jää noin 5 - noin 30 % reagoimatonta disyanidiamidia ja fosforihappoa, mikä vähentää liukenemattomien tuotteiden muodostumisen todennäköisyyttä. Tämän jälkeen lisätään boorihappoa sekoittaen ja seos jäähdytetään ympäröivään lämpötilaan ja laimennetaan noin 3-18 %:iin kiinteitä aineita sellaisen käsittelyliuoksen valmistamiseksi, joka muodostuu pääasiallisesti guanyyliureafosfaatista, boorihaposta ja pienistä määristä fosforihappoa ja disyanidiamidia. Mitään reagoimattomia materiaaleja tai sivu- t 74040 tuotteita ei yritetäkään ottaa talteen. Vähemmän edullista on saattaa vesi, disyanidiamidi ja boorihappo reagoimaan sekoittaen noin 35 - 45 minuuttia tunnistamattoman reaktio-tuotteen valmistamiseksi, jonka tuotteen uskotaan olevan guanyyliureaboraatti ja sen määrä on noin 15-25-prosenttinen kiinteäainepitoisuus, joka liukenee vaikeasti veteen, kunnes fosforihappo lisätään tämän jälkeen. Tämän jälkeen reaktio jäähdytetään ympäröivään lämpötilaan ja laimennetaan noin 3-18 %:iin kiinteitä aineita käsittelyliuoksen valmistamiseksi. Edullisesti noin 5 - 20 % fosforihapon ja disyanidiamidin alkuperäisestä määrästä ei reagoi.

Vaikka toisinaan muodostuu kirkkaita liuoksia kuumennettaessa kaikki ainesosat alunperin yhdessä, fosforihapon, disyanidiamidin ja veden reaktio ensin ennen boorihapon lisäystä aikaansaa liuoksia, jotka ovat yleensä kirkkaita reaktiolämpötiloissa jopa suurissa väkevyyksissä 50 - 80 %. Jäähdytettäessä näitä konsentraatioita muodostuu liete tai paksu tahna. Tämä seurauksena ne yleensä laimennetaan käsittelyliuoksiksi heti, kun se on soveliasta.

Niitä reaktioita varten, jotka muodostavat kohtuullisen määrän sakkaa ylireaktiosta johtuen, on havaittu, että nämä voidaan saattaa liukeneviksi lisäämällä liuokseen pieni, mutta tehokas määrä happoa, esimerkiksi noin 0,10 - 0,35 % happoa, kuten t^SO^, HC1, HBr, HNO^ ja Nf^HSO^ tai seoksia.

Laimeita noin 5 - 20 % vesipitoisia puunkäsittelyliuoksia voidaan sopivasti valmistaa seuraavalla tavalla. Disyani-diamidi ladataan inerttiin, esimerkiksi ruostumatonta terästä olevaan reaktioastiaan sekoittaen, jonka jälkeen lisätään vesi ja fosforihappo. Tämän jälkeen seos kuumennetaan 8t0°C:een ja pidetään tässä lämpötilassa jopa noin 3-1/2 h, kunnes reaktio on olennaisesti täydellinen (eli 80 - 95 % disyanidiamidista reagoi), josta todisteena ovat pH- ja titrauskäyrät. Tämän jälkeen lisätään boorihappo ja liuos jäähdytetään huoneen lämpötilaan ja se on valmis käyttöön . 74040 5

Vaikka keksintöä yksinkertaisuuden v/uoksi selvitetään puun käsittelyllä, voidaan muitakin selluloosamateriaaleja saattaa tultakestäviksi keksinnön mukaisilla seoksilla, jolloin näitä materiaaleja ovat esimerkiksi paperi, pahvi, puuvilla, juutti ja hamppu.

Keksinnön mukaisten palamista hidastavien seosten valmistamiseksi disyanidiamidin ja fosforihapon (GUP) painosuhde boorihappoon on noin 60:40 - 90:10. Vielä edullisemmalla seoksella, jossa muodostunut guanyyliureafosfaatti on vielä liukoisempi, on painosuhde noin 65:35 - 75:25.

Kaikkein edullisemmalla seoksella on painosuhde noin 70:30. Disyanidiamidin moolisuhde fosforihappoon on nin 1,0 - 0,8-1,2 ja boorihapon moolisuhde yhdistettyyn disyanidiamidiin ja fosforihappoon on noin 0,2-1,5 - 1,0. Edullisimmin edellinen suhde on noin 1:1 ja jälkimmäinen suhde noin 1,0:1,35.

Palamista hidastavan käsittely liuoksen kiinteäainepitoisuus voi olla noin 3 - 18 % edullisen alueen ollessa noin 5 - 15 % ja kaikkein edullisin alue on noin 7 - 11 %.

Yllättävää kyllä boorihappo parantaa guanyyliureafosfaatin liukoisuutta. Tällöin 25°C:ssa guanyyliureafosfaatti on ainoastaan 9-prosenttisesti vesiliukoinen ja boorihappo 5-prosenttisesti, kun taas sellainen seos, jossa on 70 % guanyyliureafosfaattia ja 30 °ό boorihappoa, on 18-prosenttisesti vesiliukoinen tai lisää 28 ?i:lla lisäaineiden liukoisuuksia. 13 - 18 ?ί:η runsaspitoiset liuokset ovat edullisia kovapuuhun ja muihin erittäin tiheisiin lajeihin, joissa muodostuisi epäedullisia hygroskooppisia sivutuotteita, mikäli lämmitystä tarvittaisiin ainesosien saattamiseksi liukoisiksi. Edelleen guanyyliureafosfaatti- 74040

O

boorihappotuote on stabiilimpi kylmissä lämpötiloissa kuin guanyyliureafosfaatti ja myös vähemmän syövyttävä. Lisäksi guanyyliureafosfaatti-boorihappotuote kestää mikro-organismeja, jotka normaalisti kehittyvät guanyy-liureafosfaatin mukana, aiheuttaa vähemmän savua kuin tavanomaiset palamista hidastavat aineet, on olennaisesti ei-hygroskooppinen samoinkuin on käsittelemätön puu ja voidaan lisäksi kuivata alhaisemmissa lämpötiloissa, jolloin puun lujuus ei heikkene.

Tässä käytettynä termi "fosforihappo" on tarkoitettu kattamaan fosforin kaikki happihapot. Termi fosforihappo kattaa sellaiset muodot kuin H^PO^, H^PO^, ΖΗ^ΡΟ^.^Ο, H^P^O^, HPO^, polyfosforihapot ja yllä mainittujen seokset.

Tässä käytettynä termi "boorihappo" on tarkoitettu kattamaan seuraavat: B(0H)^, HBi^, HBO^, H2B^0^, ^2^3 Ja näiden seokset.

Tässä käytettynä termi "osittaisreaktiotuote" on tarkoitettu merkitsemään sitä, että vähemmän kuin kokonaismäärä kutakin ainesosaa läpikäy kemiallisen muutoksen, mutta että ainakin 50 % disyanidiamidista ja fosforihaposta reagoi ja edullissti nin 80 - 95 ?S.

Haluttaessa voidaan lisätä pieniä määriä muita materiaaleja, kunhan vain ne eivät olennaisesti vaikuta palamista estävän aineen haluttuihin ominaisuuksiin, jolloin esimerkiksi osa disyanidiamidista voidaan korvata urealla, jota on noin 5-10 painoprosenttia kokonaiskiintoaine-pitoisuudesta, mutta ureaa ei pitäisi lisätä niin paljon, että hygroskooppisuus lisääntyy. Samalla tavoin voidaan lisätä noin 1 % formaldehydiä disyanidiamidin painosta lietteen kontrolloimiseksi. Mukaan voidaan ottaa pieniä määriä palamista hidastavia happoja, kuten HC1, H2S0^, I.

7 74040 NH^SOjH ja HBr, joita on noin 5-10 painoprosenttia fosforihaposta. Ammatti-ihmisille on selvää, että muitakin lisäaineita voidaan lisätä, mutta minkään käytetyn lisäaineen ei pitäisi materiaalisesti vaikuttaa palamisen hidastusaineen ei-hartsimaiseen, ei-hygroskooppiseen luonteeseen tai sen palamisen hidastusominaisuuksiin.

Puu voidaan käsitellä jollakin alalla hyvin tunnetulla teknisellä menetemällä. Esimerkkejä joistakin näistä menetelmistä ovat imeytys, diffuusio tuoreeseen puuhun, tyhjöpaineimpregnaatio ja ahtopaineintegraatio. Käytetyn tekniikan määräävät sellaiset tekijät, kuten käsiteltävä puulaji, puun paksuus, tarvittava palamisen hidastusaste ja käsitellyn puutuotteen käyttötarkoitus. Lisäksi käytetty käsittelymenetelmä ja tarvittava palamisen hidastusaste määräävät huomattavassa määrin vesipitoisen impregnointi-liuoksen prosentuaalisen kiintoainepitoisuuden.

Sen jälkeen kun puu on käsitelty palamista hidastavien kemikaalien vesiliuoksella, se kuivataan tavanomaisesti saattamalla se alttiiksi ympäröiville olosuhteille tai lämmittämällä lämpötilaan noin 40 - 70°C varsin alhaiseen, noin 20 % olevaan kosteuspitoisuuteen. Koska tulenestoaine on ei-hartsimaista, kovetusjaksoa ei tarvita. Tästä syystä puun lujuus ei heikkene.

Seuraavat esimerkit valaisevat keksintöä. Kaikki osat ja prosenttiluvut näissä esimerkeissä ja muualla keksinnön selityksessä ja patenttivaatimuksissa ovat paino-osia ja painoprosentteja ellei toisin ole mainittu.

Esimerkki 1

Valmistetaan 15 % vesipitoinen käsittelyliuos, joka muodostuu disyanidiamidista, fosforihaposta ja boorihaposta (DPB) suhteen ollessa 70 % yhdistettyä disyanidiamidia 74040 e ja fosforihappoa ja 30 % boorihappoa, jolloin liuoksen valmistukseen käytetään 505 g (6 moolia) disyanidiamidia, 588 g (6 moolia) fosforihappoa, 515 g (8,3 moolia) boorihappoa ja 9832 g (546 moolia) vettä, josta 108 g on hydrolyysivettä. Disyanidiamidi ladataan sekoittaen lasiseen reaktiopulloon ja sitä seuraa vesi ja fosforihappo. Tämän jälkeen seos kuumennetaan 80°C:een 20 minuutin aikana ja pidetään tässä lämpötilassa 3-1/2 tuntia. Boorihappo lisätään ja liuos jäähdytetään tämän jälkeen huoneen lämpötilaan (25°C) 30 minuutin aikana. Saatu liuos sisältää pääasiallisesti guanyyliureafosfaattia, reagoimatonta disyanidiamidia ja fosforihappoa noin 10 % alkuperäisestä määrästä ja boorihappoa.

Esimerkki 2

Riittävä määrä palamista hidastavaa ainetta esimerkin 1 mukaisella yleismenetelmäl1ä valmistettujen käsiteltävien näytteiden upottamiseksi laimennettiin 7 % liuokseksi vedellä ja käytettiin paineimpregnoimaan 5 kappaletta Douglas-kuusta, joiden pituus oli 0,94 x 1,88 x 100 cm. Kappaleet upotettiin paineimpregnaatioon suunniteltuun käsittelysylinteriin ja käytettiin tyhjöä noin 76 cm Hg 30 minuutin ajan, jota seurasi 3 tunnin paineimpreg-naatiojakso paineen ollessa noin 1005 kPa. Tämän jälkeen paine päästetään tai vapautetaan ja kappaleet poistetaan sylinteristä ja niiden annetaan ilmakuivua yhden päivän ja sen jälkeen ne uunikuivataan noin 50°C:ssa, kunnes saavutetaan noin 5 % kosteustasapaino.

Esimerkki 3

Ponderosa-mänty 5 cm x 10 cm käsiteltiin esimerkin 2 mukaisella paineimpregnaatiomenetelmällä esimerkin 1 mukaisella yleismenetelmällä valmistetun guanyyliur°a-fosfaatin (GUP) 12 % vesiliuoksella (ilman boorihappoa).

i 9 74040

Kahta identtistä GUP-liuosta (sillä poikkeuksella, että ne sisälsivät joko 0,6 % kuparisulfaattia tai 1 % boori-happoa, käytettiin ponderosa-mäntynäytteiden käsittelemiseksi. Ainoastaan GUP:11a käsitelty näyte pidettiin 7 päivää tilavassa kammiossa 27°C:ssa ja 90 % RH:ssa kierron ollessa hyvä ja olosuhteiden vakiot. Tänä aikana näytteen pinnat peittyivät voimakkaalla homesienikasvulla.

0,6 % kuparisulfaattia ja 1 % boorihappoa ja käsittelemätöntä kontrollia sisältävät näytteet sijoitettiin home-sienikasvun toteamiseksi. Kasvua esiintyi muutamassa päivässä käsittelemättömällä näytteellä ja kuparisulfaattia sisältävässä näytteessä, mutta kesti 30 päivää ennenkuin kasvua ilmeni GUPrssa, joka sisälsi 1 % boorihappoa.

10 % DPB (disyanidiamidi-fosforihappo-boorihappo) liuoksella käsitellyt näytteet, jolloin liuoksen painosuhde oli 70 % GUP (disyanidiamidi-fosforihappo) ja 30 % B (boori-happo), säilyivät puhtaina tällaisesta kasvusta useiden kuukausien alttiinaolon jälkeenkin.

Esimerkki 4 Käytettiin esimerkin 1 mukaisella yleismenetelmällä valmistettua 10 % liuosta ponderosa-mäntynäytteiden (3) käsittelemiseksi noin 20 % pidätykseen tyhjökuivurissa. Näytteet upotettiin nestemäiseen käsittelyliuokseen ja ilmaa poistettiin tyhjön avulla hengittimellä, kunnes puussa olevasta liuoksesta ei enää tullut esiin kuplia.

Tämän jälkeen tyhjö poistettiin ja käytettiin ilmanpainetta liuoksen ruiskuttamiseksi täysin näytteeseen. Tämän jälkeen näytteet kuivattiin 0 % kosteuteen 50°C lämpöisessä uunissa. Sen jälkeen näytteet sijoitettiin yhdessä käsittelemättömän vertailunäytteen kanssa mainittuun tilavaan kammioon 27°C:ssa ja 90 % huonekosteudessa (RH) 30 päivän ajaksi hygroskooppisuusominaisuuksien määrittämiseksi. Tulokset olivat seuraavat: 10 74040 \

TAULUKKO I

1 Näyte n:o Kosteuslisäys (5) 1 19,3 2 19,8 3 22,6

Kontrolli 20,2

Tulokset osoittavat, että DPB käsitelty puu ei ole sen hygroskooppisempi kuin käsittelemätön puu.

Esimerkki 5

Esimerkin 1 mukaisella yleismenetelmällä valmistettuja osia 15 % liuosta laimennettiin vedellä 7 % ja 9 % liuoksiksi ja ruiskutettiin puunäytteisiin esimerkin 4 mukaisella menetelmällä ja näytteiden hygroskooppisuus testattiin 27°C:ssa ja 90 % huonekosteudessa verraten niitä vertailu-näytteeseen ja kaupallisesti saatavissa olevaan palamisen hidastusaineeseen N0N-C0M-E. Tulokset ovat seuraavat:

TAULUKKO II

Liuos (¾) Kosteuslisäys {%) 7 DPB 19,8 9 DPB 20,2 11 N0N-C0M E 126,7

Kontrolli 20,2 NON-COM E käsitelty näyte ylitti kuidun kyllästyspisteen (tuli märäksi), kun taas DPB-näytteet ja käsittelemätön vertailunäyte olivat kuivat ja selvästi alle kuidun kyllästyksen.

n 74040

Esimerkki 6 GUP:n (guanyyliureafosfaatti), DPB:n (disyanidiamidin, fosforin, veden ja boorihapon tuote) ja H^BO^rn (boorihappo) keskinäisen palamishidastuvuuden testaamiseksi impregnoitiin puunäytteitä esimerkin 4 mukaisella menetelmällä yhdellä mainituista materiaaleista. TGA (termogravimetrinen analyysi) ja TEA (lämpöevoluutioanalyysi) menetelmiä käytettiin näytteiden painohäviön määrittämiseksi. FC (polttoaineen osuus) ilmaistuna prosentteina käsittelemättömän vertailunäytteen syttyvyydestä määriteltiin kuumentamalla näytteet 480°C:een ja 500°C:een vastaavassa järjestyksessä 20°C minuuttikorotuksin (typen alaisena) DuPont Model 916 TEA modulissa tai Perkin Elmer TGS-2 termogravimetrisessa järjestelmässä kehittyneiden orgaanisten palavien haihtuvien ainesten määrän ja painohäviön mittaamiseksi vastaavassa järjestyksessä. Siis mitä alhaisempi FC on, sitä tultakestävämpi tai palamista hidastavampi on näyte.

12 74040 /-s o°

W ON r—I lA O

LJ fA ΓΛ VO O

U. '“H

CO

CO

^ CO

oS O 0) w -H -u) :o C >n •H 0 co :co > C CO c

< :co «H PH

LI £ E 4-> >, H-OCD -Η O t C-t->

C C ΓΛ ΓΛ CM 1 (D <-H

•H CD CO 0) CO Ή C -p

D- CO Ο *H

J* CO

«^· :C0 o? c r w ·η

0:0 rA

C-H P-» 04 NO CM CO

•H > tA i/N NO CO CD CD

CO :co Ξ ΓΑ

CL- _c OX

r—{ CD c

^ -H

C_> C 3

IO CD

:θ ^ >

Ω. CD IA LA lA LA CD -H

E ·-) r-~ r-^ i-' -p o_

:CD -H <J <f <f <J CDE

H -I -P CD CD

►—I TO CO

•H Si o'-' -C -* ä? co o

JC

3 :θ C Ή 0)

JL -H CD D -P

3 > C

CO :n -H ä?

μ_ SZ E Ή ιΑ O I CD

0 CD ^ ΪΛ N I CO ·—t C C CO Ή

=t -H CD CO >—I

C3 CD ι-H E

)— 0- CD CD CD

CO ·—> ^ :CD Q_ ·

o? -P CD CO

^ -P CJ i-l

1 0) rH

Ο CO C CO

C-H Ό )A lA *—I ·> -H CD

•Η > lA lA LO CO CD 3

CD :CD -P J* O

Q_ -C -H

CD -H O

> CD. 3

CD CD e -P

Is» SI CD 0)

H VO CD C

-P - C Si -H

-P O I CD DC O

Co? O- + CD I CD O O

CD ' CL. I "U SI -P

E· CM 00 LA I

ID -P Q ΓΑ O I OJJ^H

—I 0) ---1 > o

LJ CC N H N I ä? CL

CO

•H -P CO CO

—I CO CM c Ή -H 3

O CD CD -P

(D CA P DC O. 4J

-P Ο -P O Q CD

> d. CD CD C >—i -p

CCD CD O. CA O 3 C -H

ZCDOXiC )— O E

13 74040

Esimerkki 7

Tuliputkitestit suoritettiin ASTM E69-50 yleismenetelmäl1ä, jossa 0,94 x 1,88 x 100 cm kokoisia puunäytteitä kuumenenttiin palamista hidastavalla aineella esimerkin 4 mukaisella yleismenetelmällä, uunikuivattiin, annettiin tasapainottua ympäröivissä olosuhteissa (24°C, 35° suhteellinen kosteus) ja sijoitettiin tuuletusrei'illä varustettuun metalliputkeen. Sen jälkeen kalibroitu liekki suunnattiin näytteen pohjaan, jolloin etäisyys polttimen yläpäästä näytteen pohjaan oli 25,4 mm.

Poltin säädettiin antamaan liekille 28 cm korkeus ja lämpötila tuliputken päässä (näytteen poissaollessa) oli 175 - 180°C. Käsitellyt näytteet ja käsittelemättömät vertailunäytteet ripustettiin liekin päälle 4 minuutin ajaksi. Boorihapponäytteillä palaminen jatkui sen jälkeen, kun sytytysliekki poistettiin, kun taas muilla käsitellyillä näytteillä liekin sammuminen tapahtui välittömästi. Kulumatta jääneen näytteen paino vähennettiin alkuperäispainosta painohäviön määrittämiseksi ja on esitetty kuviossa 1. Kukin piste käyrällä edustaa kahden tai kolmen kokeen keskiarvoa. Mitä tietoihin tulee, voidaan havaita, että boorihappokäsitellyillä näytteillä on vain vähän palamista hidastavaa vaikutusta, kun taas GUP:n ja boorihapon seos saa aikaan synergistisen palamista hidastavan vaikutuksen, joka ylittää GUP:n ja boorihapon lisäysvaikutukset.

Esimerkki 8

Esimerkin 6 mukainen yleismenetelmä toistettiin käyttämällä 70/30 ja 95/5 painoprosenttia DBP seoksia ja verrattiin näillä komponenttiosilla käsiteltyyn puuhun ja käsittelemättömään vertailunäytteeseen TGA tekniikalla. Painohäviöt on esitetty kuviossa 2. Tiedoista voidaan havaita, että boorihapon ja guanyyliureafosfaatin yhdistelmä vähentää painoa olennaisesti enemmän kuin 74040 14 boorihapossa tai guanyyliureafosfaatissa oleva vastaava palamista hidastava määrä B tai P silloin, kun jompaa kumpaa käytetään yksinään. Vaikka GUP:n ja boorihapon painosuhde 95/5 on tehokkaampi alhaisissa pidättymisissä, 70/30 seos on tehokkaampi laajemmissa rajoissa ja paranee pidättymisen kasvaessa. Edelleen boorihappo yksin on arvoltaan vähäinen jopa korkeissa pidätty-misarvoissa.

Esimerkki 9

Eri puunsuoja-aineiden yhteensopivuus GUP:n 9-prosentti-seen vesiliuokseen testattiin lisäämällä tunnettuja puunsuoja-aineita liuokseen niiden kaupallisten konsent-raatioiden aikaansaamiseksi. Tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa, jossa kaikki suoja-aineet paitsi boorihappo ovat yhteensopimattomia lukuunottamatta happokuparikromaattia (ACC), jonka käyttö on vain rajoitettu, koska se on tehoton hyönteisiä ja useimpia sieniä vastaan.

t- 15 7 4040

Taulukko III

Puunsuoja-aineet Liukoisuus 2¾ pentakloorifenoli Liukenematon 2% natriumpentakloorifenoli " 2% kuparisulfaatti Sakka muodostuu 1 päivän jälkeen 3,5¾ kromattu sinkkiloridi " " 1 " " 2¾ kromattu kupariarsenaatti " " 6 " " 2¾ ammoniakkinen kupariarsenaatti " " 6 " " 3¾ happokuparikromaatti Stabiili 2¾ fluorioksidi, kromi, arse- Sakka muodostuu 1 päivän naattidinitrofenoli jälkeen 1-50¾ boorihappo Stabiili

Esimerkki 10

Esimerkin 1 mukainen yleismenetelmä toistetaan useita kertoja, mutta sillä poikkeuksella, että boorihappo lisätään veden ja fosforihapon jälkeen, jotka lisätään silloin, kun lämmitys keskeytetään, tai kaikki ainesosat kuumennetaan yhdessä. Kirkkaita liuoksia muodostuu ainoastaan sporadisesti tai satunnaisesti, mutta niillä havaitaan esimerkin 1 mukaisella menetelmällä valmistettujen liuosten synergistisiä palamista hidastavia ominaisuuksia. Liuokset, jotka eivät ole kirkkaita, eivät ole yhtä edullisia, koska ne sisältävät liukenemattomia aineksia, joita on vaikea impregnoida joihinkin selluloosa-materiaaleihin.

Vaikka keksintä on kuvattu käyttämällä vesiliuoksia, voidaan joitakin selluloosamateriaaleja, kuten paperi-eristystä, käsitellä keksinnön mukaisella vapaasti virtaavalla jauheella pakottamalla jauhe matriisiin, esimerkiksi puristamalla, vasaroimalla tai jollakin vastaavalla menetelmällä. Muissa käyttötarkoituksissa voidaan selluloosamateriaali, kuten puukappaleet, hiukkaset tai lastut ja vastaavat sekoittaa kuivaan vapaasti virtaavaan suojajauheeseen ja sekoittaa liimaan ja puristaa tuotteen valmistamiseksi.

Claims (8)

1. Synergistinen palamista hidastava disyanidiamidia ja fosforihappoa sisältävä seos, tunnettu siitä, että mainittu seos, jolla käsitellään selluloosamateriaaleja, muodostuu olennaisesti disyanidiamidin, fosforihapon, boori-hapon ja veden osareaktiotuotteesta, jossa ennen reaktiota disyanidiamidin ja fosforihapon moolisuhde on noin 1 : 0,8 - 1,2 ja boorihapon ja yhdistetyn disyanidiamidin ja fosforihapon moolisuhde on noin 0,2 - 1,5 : 1,0.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seos, tunnettu siitä, että kiinteäainepitoisuus on noin 7 - 11 %.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seos, tunnettu siitä, että ennen reaktiota yhdistetyn disyanidiamidin ja fosforihapon painosuhde boorihappoon on noin 70 : 30.

4. Disyanidiamidia ja fosforihappoa sisältävän yhdisteen käyttö selluloosamateriaalin käsittelemiseksi sen saattamiseksi palamista hidastavaksi, tunnettu siitä, että mainittu tuote impregnoidaan palamista hidastavalla määrällä synergis-tistä palamista hidastavaa vaatimuksen 1 mukaista seosta.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että ennen reaktiota yhdistetyn disyanidiamidin ja fosforihapon painosuhde boorihappoon on noin 65 : 35 - 75 : 25.

6. Selluloosamateriaali, tunnettu siitä, että se on impregnoitu palamista hidastavalla määrällä synergististä palamista hidastavaa vaatimuksen 1 mukaista seosta.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen tuote, tunnettu siitä, että ennen reaktiota yhdistetyn disyanidiamidin ja l· 17 74040 fosforihapon painosuhde boorihappoon on noin 70 s 30.

8. Menetelmä synergistisen palamista hidastavan seoksen valmistamiseksi, joka muodostuu olennaisesti veden, fosfori-hapon, boorihapon ja disyanidiamidin osareaktiotuotteesta, tunnettu siitä, että lämpötilassa noin 70 - 90°C kuumennetaan sekoittaen vettä, fosforihappoa tai vaihtoehtoisesti boorihappoa ja disyanidiamidia, kunnes noin 80 - 95 % disyanidiamidista ja fosforihaposta tai vaihtoehtoisesti boorihaposta on reagoinut ja sen jälkeen lisätään boorihappo tai vaihtoehtoisesti fosforihappo ja jäähdytetään saatu kirkas liuos ympäröivään lämpötilaan, jolloin vettä käytetään liuottimena ja disyanidiamidin moolisuhde fosforihappoon on noin 1 : 0,8 - 1,2 ja boorihapon moolisuhde yhdistettyyn disyanidiamidiin ja fosforihappoon on noin 0,2 - 1,5 : l. 18 74040