Состав для обработки древесины для придания ей огнестойкости

Деревянный носитель, которому должна быть придана способность медленно возгораться, может быть отрублен или отпилен в виде бревен или строевого леса. в частности. мягкая древесина. такая как сосна. кипарис. красный кедр или пихта или твердая древесина. такая как дуб. например. в виде столбиков дощечек. досок. брусьев или дранки. или может представлять собой изделия из дерева. производственные из них со значительной частью интактной волокнистой структуры исходной древесины, а также в виде жестких или полужестких досок из частиц. полученных прессованием (и возможно с покрытием смолой). таких как фанера. древеыо-стружечная плита. твердый картон и куски досок, но не бумага или картон. При необходимости изделия из дерева могут быть обработаны растворами согласно изобретению до прессования. Деревянный носитель может иметь толщину в 0.0540 см, например. 0.240 см. но предпочтительно в 0.24 см.Применение на древесину (включая изделия, произведенные из нее) может осуществляться несколькими путями. Растворы согласно изобретению могут быть нанесены путем погружения или окрашивания древесины (или произведенного из нее изделия),которая должна подвергнуться обработке в растворе до такого срока. пока не достигается достаточное поглощение. Однако. растворы предпочтительно с помощью технологии вакуумной пропитки и/или проПИТКИ ПОД давлением.предназначенной ДЛЯ обеспечения того. чтобы растворы были полностью поглощены в носителе. Таким образом. целлюлозный носитель может быть введен в контакт с водным раствором. давление повышается выше атмосферного. при этом материал еще находится в контакте с композицией. и давление возвращается к атмосферному, при этом величины давления и время. на которое сохраняется давление. являются достаточными для того. чтобы получить необходимое впитывание. Предпочтительно. древесина повергается воздействию давления ниже атмосферного до или после введения в контакт с водным раствором или а обоих случаях. Например. носитель может быть помещен в камеру. давление в камере счижено, добавляется Пропиточный раствор. обычно при комнатной температуре. для покрытия носителя. давление повышается до давления. превышающего атмосферное. поддерживается в таком состоянии и затем снижается до атмосферного и раствор сливается из камеры. за чем может следовать краткий период пониженного давления, Вкачестве варианта.начальное снижение давления может не применяться.Концентрация (Н) соединения триаэинаО. соединения ТОФ и мочевины в водной системе. размер давлений. время выдержки при давлениях выше и ниже атмосферного и природа древесного материала влияет на впитывание в материал. Так. увеличение концентрации или давления выше атмосферного, время выдержки при давлениях выше атмосферного приводит к увеличению впитывания активных компонентов в материал. Смена носителя на такой. который ИМЕЕТ ПОВНШЕННУЮ СПОСОБНОСТЬ ПОГЛОЩВ ния. приводит к увеличению впитывания. как это бывает при обработке целлюлозного материала с малым поперечным сечением. Величины впитывания в носитель. выраженные в значениях веса общего количества твердых веществ из раствора. впитываемого в один кубический метр носителя, могут изменяться от 10 до 2000 кг/мз. в зависимости-от носителя и от степени требуемой огнестойкости.Обычно промежутки времени давления ниже атмосферногоют пяти могут до двух часов. обычно 5-30 или 12-30 минут, используются с вакуумом ниже 0.5 бара (5000 ним). например. 005-04 бара (500-4000 кг/мЧдавления выше атмосферного от 2 до 20 бар, например. 5-15 бар (20000-200000. например. от 50000 до 150000 таим) для промежутков времени от 10 часов до 5 минут. например. отбчасовдо 10 или 20 минут. например. пригодны промежутки рт 2 часов до 30 минут. при этом более продолжительные промежутки времени применяются при использовании более низких давлений и более длительные промежутки времени требуются для слабо поглощающей древесины. чем для древесины с лучшим поглощением. Давление ниже атмосферного и используемые промежутки времени. если они применяются после давлений выше атмосферного. находятся в пределах. установленных для применения до обработки под давлением выше атмосферного.Когда носитель, то есть. древесина (или производный из нее продукт) пропитывают раствором согласно изобретению. носитель обычно высушивают до того. чтобы содержание в нем влаги вернулось примерно к тому же. что ив необработанном носителе. например. 2-2538 содержания влаги Сушка может быть проведена нагревом при 50-100 С и 25тельной влажности. предпочтительно до постоянного веса. хотя Сушка при 20 т 25 С. обычно при 20-601 относительной влажно 5Предпочитают программируемую сушку, начинающуюся при 5080 С и 50-951,относительной влажности. С целью лучшего установления соединения ТОФ и соединения триазина и повышения стойкости к выщелачиванию обработанного дерева,высушенный носитель может быть отвержден. например. с помощью аммония или пропитывания водным раствором жидкого аммония. в частности. когда состав имеет рН 7-8. например, при использовании технологии пропитки. описанной выше. но необходимо остерегаться того. чтобы выщелачивание пропитывающих химикатов обратно в аммоний было введено до минимума. что может снизить огнестойкость носителя. Таким образом предпочтительно носитель находится в контакте только с доСТЭТОЧНЫМ КОЛИЧЕСТВОМ ВОДНОГО ИЛИ ЖИДКО го аммония, которое будет им поглощено.После или вместо режима сушки носитель может быть отвержден в горячем состоЯНИИ ВМЕСТО ОТВЕОЖДВНИЯ ЗММОНИВМ ПУТЕМ нагрева до 1 О 0-180 С. например. от 100 до 150 С в течение от Ю минут до 2 часов, например. при 1 ОО 13 ОС в течение 15-70 минут. В течение отверждения нагревом относительная влажность должна сохраняться при 50-9554, с целью управления градиентом влажности в древесине для сведения до минимума искривления. или древесина может быть подвергнута рекондицион ированию после сушки или отверждения с целью сообщения ей исходного содержания влажности.Отверждение приповьашенной температуре предпочтительно осуществляется без какой-либо добавки аммония или солей аммония или добавления ускорителей для отверждения меламинформальдегиднои смолы, таких как соли аммония или соли третичного амина или соли металлов. дающие растворы кислот в воде. такие как растворы двухвалентных металлов с сильными кислотами. например. нитрат цинка или хлорид магния. Предпочтительно сушку и отверждение при повышенной температуре осуществляют вместе при 50100 С и 254 95 относительной влажности. как описано выше, в особенности при указанном режиме программируемой сушки.Пропитанное отвержденное- дерево имеет более высокую огнестойкость. чем необработанное дерево и может быть более стойко к воздействию раэлагающих древесину грибков. По сравнению с древесиной. обработанной огнезащитным фосфатом аммония, обработанная древесина согласно изобретению подвергается намного мень 2413шим потерям активности огнезащитного средства при продолжительном выщелачивании.Изобретение иллюстрируется следующими примерами.Триаэины А. С и Е были получены от фирмы Бритиш Индастриал Пластикс. Бирмингам, Англия. как вещества. обозначенные ВТ 336. 370 и 309. Триазины В и Д были получены от фирмы Сиба-Джейджи. даксфорд. Англия. как продукты, обозначенные пуоПх СН и Сйоапил МЦООО БВ. соответственно.Время отверждения было определено при 70 С без регулирования рН, при этом исходное значение прозрачного раствора составляет 5.8-6.2 для триазина АВЕ. 4,8 для триазина С и 5.6 для триаэина Д.Свойства триазина представлены в табл. 1.Общее число оксиметильных и нетоксиметильных групп является производным от числа формальдегидных звеньев на молекулу триазина. используемую для получения соединения. н оно и разрыв между окси- и метоксиметильными группами) приводится при допущении. что не имело место самоконденсирование.П р и м е р 1 и сравнительный пример А. По отношению к каждому из триаэинов А-Е два раствора 1 и 2 были приготовлены раздельно. Раствор 1 содержал 28 частей 80 водного раствора хлорида тетракисного соединения фосфония (ТОФ) (который имеет место рН примерно ниже О). 20 частей воды и 12 частей триазтаноламина.Раствор 2 содержат 31,5 частей воды. 9 частей мочевины и 11.5 частей триазина. Растворы 1 и 2 были смешаны для получения пропиточных растворов с рН 6.8. которые сохранялись при 25 С. и время, взятое для ник для того. чтобы помутнеть. регистрироРезультаты были следующие (см. табл. 2).В дополнение к триазину С. только перемешивание растворов 1 и 2 привело к немедленному помутнению. что привело к созданию прозрачной жидкости над небольшим количеством белого осадка. Прозрачная жидкость затем оставалась прозрачной до начала постоянной мутности спустя 14 дней.П р и м е р ы 5-9. Растворы. как и в примере 1. но с переменными количествами триатаноламина. были приготовлены и была определена их стабильность. В этих случаях растворы не хранились при постоянной температуре. а содержались вместе в лаборатории при окружающей температуре. длякаждой пропиточной жидкости рН измерялся и время желатинизации определялось.Стабильность пропиточных растворов дана в табл. 3.П р и м е р ы 10-12. растворы. как в примере В. но с различными количествами мочевины были приготовлены и их стабильность определялась при окружающей температуре, как в примере В.Стабильность пропиточных растворов дана в табл. 4.П р и м е р ы 13-17. Были приготовлены растворы. как в примере 8. но с переменными количествами триазина А. и их рН и стабильность определялась при окружающей температуре. как в примере В.Результаты были следующими (см. табл. 5).сохранялось при различной температуре 5отдельных растворов. как в примере 1. с целью определения их стабильности при различных условиях.Результаты были следующими (см. табл. б.П р и м е р ы 19-22. Было приготовлено три пропиточных раствора еще. как в примере 1. а затем они были разбавлены некоторыми количествами воды. которые составляли соответственно одна треть. равное количество и тройное количество веса пропиточного раствора. чтобы получить растворы 20. 21 и 22 соответственно.Все четыре раствора (Пропиточный раствор 1 и растворы 20-22) с относительными концентрациями 4321. которые получены. были отдельно применены для пропитки древесины и была определена огнестойкость древесины. Процесс был следующим. 100 клиновидных гранул древесины западного красного кедра. 100 дранки клинообразной формы из ядра древесины размером 40 х 10-30 х в среднем 0.5 см и содержание влаги 7 были подвергнуты текнологии полной пропитки в камере путем вакуумирования дранки при 0.2 бар (2000 кг/м то есть. разрежение 0.8 Бар на 15 мин. дранки Были покрыты раствором. за чем следовал 1 час под давлением в 12 бар 120000 кг/м 2). а затем удаление жидкости из дранки. Дранка затем была высушена на воздухе при 20-25 С и при 304101, относиТВЛЬНОЙ ВЛЗЖНОСТИ В ТЕЧЕНИЕ 1 МЕСЯЦЭ ПО сле этого времени содержание в ней влаги возвратилось примерно к 7. В Зависимости от размеров дранки и их увеличения по весу. удержание химикатов из растворов было подсчитано для каждой дранки. Дран 2413 8ка была также испытана на поверхностную огнестойкость согласно испытанию распространения пламени по поверхности малого масштаба, 85 476. часть 7 (1971 г).Свойства обработанной древесины даны в табл. 7.П р и м е р 23. Процесс по примеру 22 повторялся в заменой технологии полной пропитки в камере простым полным погружением дранки в пропиточный раствор 22 на 1.5 часа. Поглощение химикатов составило 17 кг/мз. и огнестойкость была 3 класса.П р и м е р 24. Процесс по примеру 19 был повторен с заменой технологии полной пропитки в камере покрытием кистью с раствором 1 дранки до насыщения. Поглощение химикатов составило примерно 53 кг/мз. и огнестойкость была 2 Класса.П р и м е р 25. Пропиточный раствор. как в примере 1. был приготовлен и разбавлен водой в соотношении 15 частей раствора из примера 1 на 85 частей воды. Процесс примера 19 был повторен с этим разбавлением раствором и с программированным режимом сушки. при котором пропитанную дранку подвергают нагреву. начатому при 60 С с относительной влажностью 70 и заканчивающемуся при 75 С и 30 относительной влажности в течение 7 дней. Сушка также. как полагают. при вела к некоторому схватыванию соединения ТОФ. Среднее поглощение химикатов составило 40 кг/мз, и обработанные ТОФ дранки были классифицированы по классу 2 при испытании пламенем ВЗ 476. часть 7(1971 г.)и по классуС при испытании пламенем. подобному стандартиэованному испытанию на воспламенение США. АЗТМ 108/54.По сравнению с необработанной дранкой. обработанная дранка имеет существенно такую же прочность на изгиб, ударную прочность и твердость. драка. обработанная продаваемым огнезащитным средством в виде фосфата аммония, после выщелачивания водой в аппарате Сокслета в течение 24 часов имеет 75 потерь в содержании фосфора (по сравнению с 16 потерь содержания фосфора. отмеченными при вышеуказанной дранке. обработанной ТОФ).Таким образом. изобретение позволяет повысить стабильность состава.1. Состав для обработки древесины для придания ей огнестойкости. включающий Ютетракисное соединение фосфония. мочевину и триэтаноламин. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью повышения стабильности состава. он дополнительно содержит Щсоединение триазина в виде частично алкилированного метилолмеламина. имеющего от 3.5 до 6 гидроксиметиловых групп на ядро триаэина и время отверждения не менее 50 мин при 70 С. при этом состав содержит 28 маем. 80-ного водного раствора тетракисного соединения фосфония, 3 - 15 маем. триааина. б- 12 мас.ч. мочевины и 3-15 мас.ч. триэтаноламина. а рН БОЭ-ного водного раствора состава составляет 5.862. 2. Составпоп. Щотпичающийся тем. что в качестве тетракисного соедине Триазин 91, реагирую время отвер 2413ния фосфония используют индогидроксиметильный хлористый фосфоний при следующем соотношении компонентов. мас.ч. гидроксиметильный хлористый фосфоний 22. триэтаноламин 9-15. мочевина - Б 12.число групп СН 3 ОСН 220 Пример частей рН Гелеобразование мочевины ней