HU176775B - Eljárás fa vagy hasonló cellulóz típusú éghető anyag égését késleltető bevonat előállítására - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás fa, vagy hasonló cellulóz típusú éghető anyag égését késleltető bevonat előállítására.

A fa vagy hasonló cellulóz, lignin alapanyagú építő és szerkezeti anyag 220—250 °C feletti hőmérsékletre hevítve bomlani kezd, a felszabaduló gázok pedig meggyulladnak. Régi törekvés a fa vagy ahhoz hasonló anyagoknak éghetőségét csökkenteni.

Számos bevonó anyag ismeretes a faanyagok égésének csökkentésére, illetve késleltetésére. Az ismert lángmentesítő illetve égést késleltető anyagokat részben impregnálás útján, részben bevonatként alkalmazzák és azok hatásukat mechanikus úton; az anyag elszigetelésével a tüztől; olvadékképzéssel; habréteg képzéssel; oltógáz fejlesztéssel, vagy a faanyag felületének elszenesítésével, tehát hőszigetelő szénréteg létrehozásával, vagy a felsoroltak kombinációjával fejtik ki.

A megválasztandó égést késleltető anyagnál lényeges kérdés az alkalmazott anyag védőhatásának időtartama, öregedés állósága, valamint a különböző klimatikus és egyéb környezeti behatások elleni állóképessége. Jelentős tényező emellett az égés csökkentésére felhasznált anyag mennyisége átszámítva a védendő faanyag köbméterére, vagy négyzetméterére, továbbá annak egységára és az égést késleltető kezelés költsége.

Az ismert és régóta alkalmazott lángmentesitő szerek általában ammóniumfoszfátokat vagy alkáliborátokat tartalmaznak. Hátrányuk ezen ismert szereknek, hogy a megfelelő védőhatást csak nagy mennyiségű anyag felhasználásával a védeni kívánt faanyag telítése útján le2 hét elérni. Használatosak a vízüveg alapú lángmentesítő szerek is. Bár ezeket az anyagokat felületi rétegben bevonatként alkalmazzák, mégis az ilyen bevonat hátránya, hogy az idők folyamán a levegő széndioxidjának hatására kémiai változást szenved, megrepedezik, lepattog és ennek következtében védőhatását elveszíti.

Ismertek olyan bevonóanyagok, pl. polivinil-acetát kötő és ammónium-foszfát gázképző anyagot tartalmazó bevonatok, amelyek elegyek, és amelyek a szerkezetre felhordva tűz esetén habképző oltógázt, felületi elszenesedést, vagy ezek kombinációját biztosítják. Ezeknél a bevonatoknál az öregedés során — pl. légnedvesség hatására — a primer hatékonyság csökken, és hő hatására képződő habréteg állékonysága, stabilitása korlátozott. Ezen készítmények hátránya az is, hogy fedőhatású átlátszatlan réteget képeznek, rontva a védeni kívánt felület esztétikáját. Hátrányt jelent továbbá az, hogy az ilyen bevonatok nehezen védhetők a víz, gőz, ill. hőmérsékleti behatások ellen. A gőz-, ill. vízállóság javítására szolgáló védő lakkréteg alkalmazását ezek a lángmentesítő anyagok általában nem bírják, védőképességüket a felületekre felhordott lakkréteg következtében elveszítik.

A 917.334 sz. kanadai szabadalmi leírás szerint 1 mól karbamidot, 3 mól diciándiamidot és 4 mól foszforsavat és formaldehidet használnak, vizes közegben, 100 °C körüli hőmérsékleten. A karbamidot, a diciándiamidot és formaldehidet először lúgos közegben reagáltatják, majd ezután adnak foszforsavat az igy nyert termékhez.

Találmányunk szerint diciándiamidot nem alkalmazunk, a karbamidot első lépésben sav eleggyel reagáltatjuk, majd ezután adunk formaldehidet a kapott termékhez, így a végtermék összetétele is eltérő.

A 94 993 számú NDK-beli szabadalmi leírás szerint karbamidot, foszforsavat és formaldehidet reagáltatnak, így amino-tri-(metán-foszforsav) keletkezik, melyet második lépésben további formaldehiddel reagáltatnak. A találmány szerint első lépésben formaldehidet nem alkalmazunk, ezért más végterméket kapunk, mint a hivatkozott szabadalmi leírás esetében.

A találmány célja fa, vagy hasonló, éghető anyagok részére olcsó, könnyen felhordható, áttetsző anyagból védőbevonat kialakítása, amely az égés késleltetése mellett egyben gomba, illetve rovar elleni védelmet is biztosít, és amely a lángmentesítő réteg gőz- ill. vízállósága érdekében lakkbevonattal védhető anélkül, hogy az égéskésleltetés romlásával számolni kellene.

A találmány tehát eljárás fa, vagy hasonló, éghető anyagok égését késleltető bevonat előállítására.

A találmány lényege abban van, hogy 10—30 súly% karbamidot, 5—15 súly% foszforsavat és 5—10 súly% kénsavat, olvadékban reagáltatunk 170—220 °C közötti hőmérsékleten, majd a reakció lezajlása után kapott termékből 25—-40 súly% vízzel oldatot készítünk, amelyhez 10—20 súly% hexametilén-tetramint, valamint 5—15súly% formaldehid 20—40 súly%-os vizes oldatát adagoljuk, és az így kapott oldatot keverés közben 5—40 percig legfeljebb 100 °C — előnyösen 80—100 °C hőmérsékleten — tartjuk, majd a kapott terméket lehűtjük, és a szirupszerű sűrűségű anyagot vízzel a felhordási technológiának megfelelő viszkozitásra beállítjuk, majd kívánt esetben egy vagy több rétegben felhordjuk a védeni kívánt felületre, és kívánt esetben a 100 °C alatti hőkezelést követő lehűtés után, vagy a karbamid-foszforsav-kénsav reagáltatása után 2—3 súly% bórsavat, valamint 3—6 súly'% pentaklórfenolnátriumot adagolunk az elegyhez, és kívánt esetben az elkészült bevonat felületét klórkaucsuk alapú vagy savas karakterrel rendelkező nitrocellulóz lakkal vonjuk be.

A találmány szerint előnyös, ha a 100 °C-os hőmérséklet közelében való tartás után a lehűtést követően, vagy már előzőleg a karbamidnak foszforsav—kénsav eleggyel való reagáltatása után közvetlenül 2—3 súly% bórsavat és 3—6 súly % penta-klór-fenol-nátriumot adagolunk. Ez esetben a bevonattal ellátott fa, vagy hasonló anyag égését késleltető bevonat egyben gomba és rovar elleni védelmet is biztosít.

Végezetül a találmány szerinti bevonat felületét klórkaucsuk alapú és/vagy savas karakterrel rendelkező nitrocellulóz lakkal is bevonhatjuk, — mely pirolízis során savanyú jelleggel bomlik — ami gőz- illetve víz elleni védelmet ad a bevonatnak anélkül, hogy az égéskésleltető hatékonyság romlana.

A találmány tehát azon a meglepő felismerésen alapszik, hogy ha az égést késleltető hatású foszfát-szulfát gyökök kapcsolása a karbamid komponenshez a műgyantaváz létrehozása előtt történik — az eddigiektől eltérő módon — úgy a ható, ill. gázképző komponens beépül a műgyantavázba, ezáltal lényegesen — a vizsgálatokat bizonyítottan — nő az öregedéséllóság és a hő hatására képződő hab stabilitása.

A találmány szerinti bevonat olcsó előállithatóságát biztosítja az is, hogy az égést késleltető foszfát komponens részben az olcsóbb szulfát csoporttal van helyettesítve. Végezetül pedig az aldehid csoportok egy részének bevitele hexa-metilén-tetramin adagolással történik.

Előnyt jelent, hogy a bevonat tiszta és áttetsző, a fa erezetét nem takarja el, tehát a bevont anyag esztétikáját nem rontja. Előnyt jelent végezetül az is, hogy a bevonati réteg szükség esetén megfelelő fungicid, illetve inszekticid védelmet is biztosít, továbbá, hogy a felhordott lángmentesítő réteg az ellenállóképesség fokozása céljából vízálló lakkréteggel lefedhető anélkül, hogy az égést késleltető, illetve esztétikai hatás romlana.

A találmányt részletesen kiviteli példán ismertetjük.

1. példa

Faanyag lángmentesítése céljából

21,2% karbamidot,

10,0 súly% foszforsavat (orto)occ.

10,0 súly% kénsavat cc.

reagáltatunk, 200 °C hőmérsékleten, keverés közben, majd a reakció lezajlása után a fenti termék 35,2 súly% vízzel készült oldatához

14.8 súly/o hexa-metilén-tetramint és

8.8 súly/o formaldehid 30%-os vizes oldatát (formaiin) adagolunk, majd azután az oldatot keverés közben 15 percig 100 °C hőmérsékleten tartjuk.

A reakcióterméket lehűtve szirup sűrűségű átlátszó folyadékot nyerünk, amely fa vagy egyéb hasonló anyag égésének késleltetése céljából ecseteléssel, szórással hordható fel a védeni kívánt felületre. A felviteli technológiához megkívánt viszkozitás az anyagnak vízzel való hígításával pontosan beállítható.

Több rétegben történő felhordás esetén az egyes munkamenetek között legalább 5—6 órai száradási időt kell beiktatni.

A találmány szerinti módon felhordott réteg átlátszó ill. áttetsző, a fa erezetét nem takarja el.

300—400 gramm/m² rétegvastagságban felhordva a védeni kívánt fa felületére a vonatkozó tűzrendészeti előírások és szabvány szerint a faanyag kezelés után megfelel a „nehezen éghetőség” követelményének.

A találmány szerinti eljárással bevont fa próbatestek az MSZ 9607/1—72. sz. szabvány szerinti úgynevezett „Lindner-féle” vizsgálat során átlagosan 0,6-0,7 gramm súlycsökkenést mutattak, amely érték jóval alatta van a szabvány által megengedett 1,5 gramm súlycsökkenésnek.

Lángterjedési sebesség mérésekor az égetett rész nem terjedt a szabványban megadott jelig.

A találmány szerinti eljárással bevont faanyag Prüfschtahler készülékkel mérve a próbatest 3,12 W/cm² intenzitású sugárzás esetében a minimálisan megkövetelt 10 perces lángralobbanási idővel szemben még 15 perc múlva sem volt észlelhető láng, sőt 3,5 W/cm² hőterhelés esetén sem volt észlelhető lángralobbanás 15 percen belül.

2. példa súly% karbamidot, súly% foszforsavat és súly% kénsavat reagáltatunk 175—180 ^eC hőmérsékleten, keverés közben, majd a reakció lezajlása után a fungicid és inszekticid hatás biztosítására 3súly% bórsavat és 4 súly % penta-klór-fenol-nátriumot adagolunk, majd, 630 súly/ζ vízzel oldatot készítünk és az így készült oldathoz 12,0 súly/ζ hexa-metilén-tetramínt és 5,0 súly% formaldehid 204-os vizes oldatát adjuk és ezután az oldatot 20 percig keverés közben 100 °C hőmérsékleten tartjuk.

Az így nyert és lehűtött anyaggal készült bevonat a tűzvédelem mellett biztosítja a faanyag gomba, illetve rovar elleni védelmét is. A 3 súly% bórsav és a 4 súly% penta-klór-fenol-nátrium nemcsak a karbamid, foszforsav és kénsav reagáltatása után, hanem a 100 °C hőmérsékleten-tartást követő hűtés után is adagolható.

3. példa súly/ζ karbamidot, súly/ζ foszforsavat és 12 súly/ζ kénsavat reagáltatunk, 210 °C hőmérsékleten, keverés közben, majd a reakció lezajlása után a fungicid és inszekticid hatás biztosítására 3 súly/ζ bórsavat és 4 súly/ζ pentaklór-fenol-nátriumot adagolunk, majd 36,0 súly/ζ vízzel oldatot készítünk, és az így készült oldathoz 12,0 súly/ζ hexa-metilén-tetramint és 5,0 súly/ζ formaldehid 20'%-os, vizes oldatát adjuk, és ezután az oldatot 20 percig keverés közben 100 °C hőmérsékleten tartjuk.

Az így nyert és lehűtött anyaggal készült bevonat a tűzvédelem mellett biztosítja a faanyag gomba, ill. rovar elleni védelmét is.

A 3 súly/ζ bórsav és a 4 súly/ζ penta-klór-fenol-nátrium nemcsak a karbamid, foszforsav és kénsav reagáltatása után, hanem a 100 °C hőmérsékleten-tartást követő hűtés után is adagolható.

Az így elkészített termékkel háromszori felhordással impregnált faanyag felületét klórkaucsuk vagy egyéb savas karakterrel rendelkező, nitrocellulóz-lakkal való bevonás útján védjük a víz illetve gőz káros behatása ellen.

Claims (1)

1. Szabadalmi igénypont

   Eljárás fa, vagy hasonló cellulóz típusú éghető anyag 10 égését késleltető, karbamid-formaldehid kondenzációs terméket és szükség szerint fungicidet és inszekticidet is tartalmazó bevonat előállítására, azzal jellemezve, hogy 10—30 súly/ζ karbamidot, 5—15 súly/ζ foszforsavat és 5—10 súly/ζ kénsavat olvadékban reagáltatunk 170—

   15 220 °C közötti hőmérsékleten, majd a reakció lezajlása után kapott termékből 25—40 súly/ζ vízzel oldatot készítünk, amelyhez 10—20 súly'/ζ hexametilén-tetramint, valamint 5—15 súly'/ζ formaldehid 20—40 súly%-os vizes oldatát adagoljuk, és az így kapott oldatot keverés

   20 közben 5—40 percig legfeljebb 100 °C hőmérsékleten, előnyösen 80—100 °C hőmérsékleten tartjuk, majd a kapott terméket lehűtjük és kívánt esetben a 100 °C alatti hőkezelést követő lehűtés után, vagy még a karbamidnak foszforsav—kénsav eleggyel való reagáltatása

   25 után 2—3 súly/ζ bórsavat és 3—6 súly/ζ pentaklór-fenol-nátriumot adagolunk az elegyhez, a szirupsűrűségű terméket vízzel a felhordási technológiának megfelelő viszkozitásértékre állítjuk be és egy vagy több rétegben felhordjuk a védeni kívánt felületre, kívánt eset30 ben az elkészült bevonat felületét klórkaucsuk kai vagy savas karakterrel rendelkező nitrocellulóz lakkal vonjuk be.