專利名稱：輕質(zhì)構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于不規(guī)則分布的且至少部分通過粘合劑粘合的刨花纖維的輕質(zhì)構(gòu)件。
術(shù)語“輕質(zhì)構(gòu)件”是指各種類型的成型制品，例如具有較低堆積密度(通常低于350kg/m3，按照DIN 1101到至少570kg/m3)的板材。
長(zhǎng)期以來，上述種類的刨花輕質(zhì)構(gòu)件以商業(yè)名“HERAKLITH”是已知的。刨花纖維通常具有超過8cm的長(zhǎng)度、1-6mm的寬度和0.2-0.5mm的厚度。各種木材纖維的特征在于顯著的開口的多孔性(所謂細(xì)胞)。存在于不規(guī)則的幾何形狀中的易折斷的刨花纖維以開口孔的三維骨架的形式無規(guī)則分布在輕質(zhì)構(gòu)件內(nèi)，并且至少部分地通過粘合劑粘合。
除了其結(jié)構(gòu)功能之外，所述輕質(zhì)建筑材料還能實(shí)現(xiàn)防火功能。DIN4102尤其將這類構(gòu)件劃分為A-不可燃的結(jié)構(gòu)材料-具有次分類A1(根本不可燃的材料)和A2(僅略微可燃的材料)，但火災(zāi)中不繼續(xù)維持其燃燒性。
在EP 1 125 903 A2中描述了一種輕質(zhì)構(gòu)件，其可以歸于防火等級(jí)分類A2。其中孤立的刨花纖維在第一加工步驟中用阻燃劑溶液浸漬和然后用粘合劑涂覆。效果基本上歸功于將尚未處理的刨花纖維用阻燃劑浸漬。
在EP 1 249 547 A2中推薦了一種防火等級(jí)A2的構(gòu)件的制備方法，其中刨花纖維在第一步中再次用液態(tài)的阻燃劑浸漬，然后進(jìn)行粘合劑涂覆，和最后該經(jīng)過預(yù)處理的輕質(zhì)構(gòu)件用液態(tài)水玻璃充滿。
盡管上述種類的構(gòu)件能實(shí)現(xiàn)防火等級(jí)A的要求，然而它們的多步制備方法是昂貴的。
因此存在可以更加合理地生產(chǎn)滿足防火等級(jí)A2的各類構(gòu)件的需要。
為尋求所述問題的解決方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，將傳統(tǒng)的刨花輕質(zhì)構(gòu)件(即不含阻燃劑的由粘合的刨花纖維構(gòu)成的構(gòu)件)隨后通過浸沒在阻燃劑溶液中浸漬。換句話說已研究了對(duì)已知的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品通過隨后的浸漬來形成阻燃構(gòu)件。
在此產(chǎn)生的問題是，觀察到在刨花纖維的表面和粘合劑表面析出鹽類晶體，這負(fù)面改變了外觀。被改變的表面在隨后的處理(例如涂覆顏料時(shí))中也會(huì)導(dǎo)致問題。
完全令人驚奇地是在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中證實(shí)，當(dāng)將經(jīng)粘結(jié)的刨花纖維的構(gòu)件用液態(tài)制劑中的材料浸漬時(shí)，可以避免這些缺點(diǎn)，該材料除了具有至少一種阻燃劑外，還具有至少一種用于降低液態(tài)阻燃劑的粘度和/或表面張力的添加劑。在這種情況下取得的效果還不能最終解釋，但是可以如下進(jìn)行初步地解釋通過液態(tài)阻燃劑的粘度的降低和/或表面張力的降低使得阻燃劑易于通過刨花纖維上存在的、至少部分的粘合劑涂層轉(zhuǎn)移到刨花纖維中。通過對(duì)阻燃劑的特殊處理，使得那些即使已經(jīng)經(jīng)過預(yù)制的構(gòu)件也能夠完全和連續(xù)地浸透各個(gè)刨花纖維。理論上，該目標(biāo)可以通過在其液體例如水制劑情況下阻燃劑的干活性物質(zhì)的相應(yīng)較高“稀釋”來獲得。然而這具有不同的缺點(diǎn)一方面降低了對(duì)于阻燃性能重要的阻燃劑的用量的份額，這意味著阻燃劑的濃度特別在刨花纖維的孔中的濃度不可避免地降低了。此外較多的液體用量也意味著隨后升高的干燥費(fèi)用。
通過阻燃劑與上述添加劑的結(jié)合應(yīng)用，可以依賴存在的刨花纖維和依賴所用粘合劑的種類和用量來調(diào)節(jié)最佳的浸漬。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，可以使用一種作為添加劑的制劑，其在承受溫度時(shí)僅有低的質(zhì)量損失。這是重要的，因?yàn)闉楦鶕?jù)ISO 1182對(duì)不可燃性能的要求，整個(gè)構(gòu)件的質(zhì)量損失允許最高為50％。質(zhì)量損失(燃燒情況下)基本上歸因于刨花(最高98重量％)和浸漬劑(最高100重量％)以及至少粘合劑組分(基于結(jié)晶水的損失)的損失。例如六偏磷酸鈉(后面也稱為NHMP)在750℃的質(zhì)量損失僅為約1.0重量％。因此，這類添加劑實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能使得浸漬時(shí)液體阻燃劑的粘度降低(和/或降低阻燃劑的表面張力)，還有在燃燒時(shí)實(shí)現(xiàn)基本的防火功能。
最后液體阻燃劑與所述的添加劑組合的應(yīng)用還導(dǎo)致另外的積極效果由此經(jīng)預(yù)制備的構(gòu)件可以完全被浸漬材料浸漬和阻燃劑完全到達(dá)刨花纖維的孔體積，完全不存在在各個(gè)刨花纖維和/或構(gòu)件的表面的阻燃劑的結(jié)晶出來的問題。
研究表明，在浸漬材料相應(yīng)地計(jì)量加入和輕質(zhì)構(gòu)件相應(yīng)地處理時(shí)，可以盡可能地避免阻燃劑的活性物質(zhì)在刨花纖維和/或粘合劑表面的積聚。這在借助真空壓力浸漬引入浸漬材料時(shí)是特別合適的。
此外，相對(duì)于開始提及的輕質(zhì)構(gòu)件，本發(fā)明的輕質(zhì)構(gòu)件具有顯著提高的強(qiáng)度。
因此，本發(fā)明在其最通常的實(shí)施方案中涉及以不規(guī)則分布的刨花纖維為基礎(chǔ)的輕質(zhì)構(gòu)件，該刨花纖維至少部分被粘合劑粘合，其中輕質(zhì)構(gòu)件用具有至少一種阻燃劑和至少一種導(dǎo)致阻燃劑在液態(tài)制劑中的粘度和/或表面張力下降的添加劑的材料浸漬。
所述阻燃劑可以例如含有磷酸鹽，例如磷酸銨、多磷酸銨和/或硫酸銨、二季戊四醇、堿金屬硫酸鹽、堿金屬碳酸鹽、堿土金屬碳酸鹽、堿土金屬硫酸鹽、尿素或它們的混合物。
阻燃劑的干活性物質(zhì)的含量以刨花纖維和粘合劑的總量的干物質(zhì)含量計(jì)為例如4-45質(zhì)量％。
在一個(gè)實(shí)施方案中，添加劑的含量為4-15質(zhì)量％，以刨花纖維和粘合劑的總干物質(zhì)含量計(jì)。
添加劑的含量可以任選地限制為為7-10質(zhì)量％；所述阻燃劑的含量也可以限制為8-35質(zhì)量％的范圍。
作為添加劑適宜的是例如堿金屬磷酸鹽和/或堿土金屬磷酸鹽，例如已經(jīng)提及的NHMP。但是同樣可以使用不同的表面活性劑。
阻燃劑通常和添加劑共同進(jìn)行處理，更具體地在液體，例如水制劑中。
作為粘合劑可以使用無機(jī)粘合劑，如菱鎂礦的粘合劑，即基于MgO的粘合劑。
用于產(chǎn)品的制備的方法技術(shù)的實(shí)例如下刨花纖維，例如具有大于8cm的長(zhǎng)度，最高6mm的寬度和最高0.5mm的厚度，在液態(tài)或粘稠的粘結(jié)劑混合下，任選地甚至混有粘合劑泡沫，以通常方式加工得到刨花輕質(zhì)構(gòu)件，其隨后進(jìn)行儲(chǔ)存直到達(dá)到至少濕態(tài)強(qiáng)度(grünstandfestigkeit)。
然后將如此制備的輕質(zhì)構(gòu)件在真空壓力方法中用阻燃劑和添加劑的水溶液浸漬?；钚晕镔|(zhì)的含量已經(jīng)提及。這種溶液的粘度在20℃時(shí)為例如0.01P(dPas)的級(jí)別。
浸漬劑由此浸透刨花纖維，直到其露出。否則該浸漬劑被粘合劑相所吸收，該粘合劑相也是被如此浸漬。該步驟還表示了相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的明顯區(qū)別特征。
然后進(jìn)行進(jìn)一步的儲(chǔ)存直到該產(chǎn)品最后被干燥和固化。
粘合劑的含量以未處理的刨花纖維計(jì)，為例如10-40重量％范圍，按照一個(gè)實(shí)施方案在15-30重量％范圍。
所述含量特別地依賴于所需的強(qiáng)度類型和開口孔(刨花纖維之間的自由空間)含量比。
在此，上述給出的對(duì)于粘合劑的用量基于在干燥狀態(tài)下的刨花纖維。
本發(fā)明的其他的技術(shù)特征是從屬權(quán)利要求以及本申請(qǐng)的其他文件中給出的。
權(quán)利要求
1.基于不規(guī)則分布的刨花纖維的輕質(zhì)構(gòu)件，其至少部分被粘合劑粘合，其中該輕質(zhì)構(gòu)件被具有至少一種阻燃劑和至少一種導(dǎo)致阻燃劑在液體制劑中的粘度和/或表面張力下降的添加劑的材料浸漬。
2.權(quán)利要求1的輕質(zhì)構(gòu)件，其中阻燃劑的干活性物質(zhì)的含量以輕質(zhì)構(gòu)件的干質(zhì)量含量計(jì)為4-45質(zhì)量％。
3.權(quán)利要求1的輕質(zhì)構(gòu)件，其中阻燃劑的干活性物質(zhì)的含量以輕質(zhì)構(gòu)件的干質(zhì)量含量計(jì)為7-40質(zhì)量％。
4.權(quán)利要求1的輕質(zhì)構(gòu)件，其中添加劑中干活性物質(zhì)的含量以輕質(zhì)構(gòu)件的干質(zhì)量含量計(jì)為4-15質(zhì)量％。
5.權(quán)利要求1的輕質(zhì)構(gòu)件，其中添加劑中干活性物質(zhì)的含量以輕質(zhì)構(gòu)件的干質(zhì)量含量計(jì)為5-10質(zhì)量％。
6.權(quán)利要求1的輕質(zhì)構(gòu)件，其中阻燃劑含有磷酸銨、多磷酸銨、堿金屬碳酸鹽、堿土金屬碳酸鹽、堿金屬硫酸鹽、堿土金屬硫酸鹽、尿素、二季戊四醇或它們的混合物。
7.權(quán)利要求1的輕質(zhì)構(gòu)件，其中添加劑含有堿金屬磷酸鹽和/或堿土金屬磷酸鹽。
8.權(quán)利要求1的輕質(zhì)構(gòu)件，其中添加劑含有六偏磷酸鈉。
9.權(quán)利要求1的輕質(zhì)構(gòu)件，其中粘合劑為無機(jī)粘合劑。
10.權(quán)利要求1的輕質(zhì)構(gòu)件，其中粘合劑為菱鎂礦的粘合劑。
11.權(quán)利要求1的輕質(zhì)構(gòu)件，其中刨花纖維具有大于8cm的長(zhǎng)度，最高6mm的寬度和最高0.5mm的厚度。
12.權(quán)利要求1的輕質(zhì)構(gòu)件，其中刨花纖維在其表面盡可能不含浸漬材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于至少部分區(qū)域被粘合劑粘合的且不規(guī)則分布的刨花纖維的輕質(zhì)構(gòu)件。
文檔編號(hào)E04B1/94GK1738779SQ200380108932
公開日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2003年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月18日
發(fā)明者C·切努特 申請(qǐng)人:赫拉克里思股份公司