Склад для обробки деревини для надання їй вогнестійкості

Изобретение относится к деревообработке и может быть использовано при обработке древесины для придания ей огнестойкости. Известен состав для обработки древесины для придания ей огнестойкости, включающий (і) тетракисное соединение фосфония (ТОФ), мочевину и триэтаноламин [1]. Однако, данный состав имеет недостаточную стабильность. Цель изобретения - повышение стабильности состава. Пропиточные растворы получают путем смешивания компонентов двух упаковок, причем, первая упаковка содержит соль ТОФ и основание, а вторая упаковка содержит (II) соединение триазина и мочевину. Растворы обычно делают сразу же перед применением и затем предпочтительно сохраняют при окружающей или более низкой температуре, например 0-30°С и в частности, 0-20°С, чем ниже температура хранения или применения, тем выше стабильность ванны. Растворы обычно имеют общее содержание твердых веществ в 14-80%, например 30-75% и в частности 40-70% и даже 40-60%. Раствор предпочтительно готовят в форме концентрата до тех пор, пока он не будет непосредственно готов к применению для испытания древесины, когда он обычно разбавляется водой. Содержание твердых веществ в пропиточном растворе обычно составляет 1-60%, например, 2-30%, в частности 2-15% или 5-10%. 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, произведенные 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, древесно-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 0,05-10 см, например, 0,2-10 см, но предпочтительно в 0,2-2 см. Нанесение 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 используют 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 величина давления и время, на которое сохраняется давление, являются достаточными для того, чтобы получить необходимое впитывание. Предпочтительно древесина подвергается воз* действию давления ниже атмосферного до или после введения в контакт с водным раствором или в обоих случая х. Например, носитель может быть помещен в камеру, давление в камере снижено, 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. В качестве варианта, начальное снижение давления может не применяться. Концентрация (II) соединения триазина, соединения ТОФ и мочевины в водной системе, размер давлений, время выдержки при давлении выше и ниже атмосферного и природа древесного материала влияют на впитывание и материал. Так, увеличение концентрации или давления выше атмосферного, время выдержки при давлении выше атмосферного приводит к увеличению впитывания активных компонентов в материал. Смена носителя на такой, который имеет повышенную способность поглощения, приводит к увеличению впитывания, как это бывает при обработке материала с полым поперечным сечением. Величины впитывания в носитель, выраженные в значениях веса общего количества твердых ве ществ, на растворе, впитываемого в один кубический метр носителя, могут изменяться от 10 до 2000 кг/м 3, в зависимости от носителя и от степени требуемой огнестойкости. Обычно промежутки времени давления ниже атмосферного от пяти минут до двух часов, обычно 5-30 или 12-30 минут, используются с вакуумом ниже 0,5 бара (5000 кг/м 2), например 0,05-0.4 бара (500-4000 кг/м 2). Давления выше атмосферного от 2 до 20 бар, например 5-15 бар (20000-200000, например, от 50000 до 150000 кг/м 2) для промежутков времени от 10 часов до 5 минут, например от 5 часов до 10 или 20 минут, например, пригодны промежутки от 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 такой степени, чтобы- содержание в нем влаги вернулось примерно к тому же, что и в необработанном носителе, например, 2-25% содержания влаги. Сушка может быть проведена нагревом при 50-100°С и 25-95%, например, 25-75% или 50-95% относительной влажности, предпочтительно до постоянного веса, хотя сушка при 20~25°С, обычно при 20-60% относительной влажности может применяться, например, в течение 0,5-2 месяцев. Предпочитают программируемую сушку, начинающуюся при 50-80°С и 50-95% относительной влажности. С целью лучшего установления соединения ТОФ и соединения триазина и повышения стойкости->и выщелачиванию обработанного дерева, высушенный носитель может быть отвержден, например, с помощью аммония или специально путем нагрева. Отверждение может проводится путем пропитывания водным раствором чистого аммония, в частности, когда состав имеет рН 7-8, например, при использовании технологии пропитки, описанной выше, необходимо остерегаться того, чтобы выщелачивание пропитывающих химикатов обратно в аммоний было сведено до минимума, что может снизить огнестойкость носителя. Таким образом, предпочтительно носитель находится в контакте только с достаточным количеством водного или чистого аммония, которое будет им поглощено. После или вместо режима сушки носитель может быть отвержден в горячем состоянии вместо отверждения аммонием путем нагрева до 100-180°С. например от 130 до 150°С, в течение от 10 минут до 2 часов, например, при 100-180°С в течение 15-70 минут. В течение отверждения нагревом относительная влажность должна сохраняться при 50-0,5%. Отверждение при повышенной температуре предпочтительно осуществляется без какой-либо добавки аммония или солей аммония или добавления ускорителей для отверждения меламинформальдегидной 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 при 50100°С и 25-95% 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 разлагающих древесину грибков. По сравнению с древесиной, обработанной огнезащитным фосфатом аммония, обработанная древесина согласно изобретению подвергается намного меньшим потерям активности огнезащитного средства при продолжительном выщелачивании. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Триазины А, С и Ε были получены 8т фирмы бритиш Индастриал Пластике, Бирмингем, Англия, как вещества , образованные ВТ 336, 370 и 309. Триэзины В и Д были получены от фирмы Сиба-Джейджи, Даксфорд, Англия, как продукты, обозначенные hyoflx СП и Clbanum Μ 1000 GB, соответственно. Время отверждения было определено при 70°С без регулирования рН, при этом исходное значение прозрачного раствора составляет 5-8-6,2 для триаэинов ЛВЕ, 4,8 для триазина С и 5,6 для триазина Д. Свойства триазина приведены в табл. 1. Общее число оксиметильных и метокси-метильных групп является произвольным от числа формэльдегидных звеньев на молекулу триазина, используемую для получения соединения, и оно (и разрыв между окси- и метоксиметильными группами) приводится при допущении, что не имело место самоконденсирование. Πример 1 и сравнительный пример А. По отношению к каждому из триазинов 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 рН примерно ниже 0, 20 частей воды и 12 частей триэтаноламина. Раствор 2 содержал 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, необходимое для того, чтобы помутнеть, регистрировалось. Результаты представлены в 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. Жидкость затем оставалась прозрачной до начала постоянной мутности спустя 14 дней. Примеры 5-9. Растворы, как и в примере 1, нос переменными количествами триатанодамина, были приготовлены и была определена их стабильность. В этих случаях растворы не хранились при постоянной температуре, а содержались вместе в лаборатории при окружающей температуре. Для каждой пропиточной жидкости измерялся рН и определялось время желатинизации. Результаты представлены в табл. 3. Примеры 10—12. Были подготовлены растворы, как в примере 8, но с различными количествами мочевины и определена их стабильность при окружающей температуре, как в примере 8. Результаты представлены в табл. 4. Примеры 13-17. Были приготовлены растворы, как в примере 8, но с переменными количествами триазина А, и и х рН и стабильность определялась при окружающей температуре, как в примере 8. Результаты представлены в табл. 5. Пример 18. Было приготовлено и сохранилось при различной температуре 5 отдельных растворов, как в примере 1, с целью определения их стабильности при различных условиях. Результаты приведены в табл. 6. Примеры 19-22. Было приготовлено три пропиточных раствора, как в примере 1, а затем они были разбавлены некоторыми количествами воды, которые составляли соответственно одну 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 4:3:2:1), которые получены, были отдельно применены для пропитки древесины й была определена огнестойкость древесины. Процесс был следующим. 100% клиновидных гранул древесины западного красного кедра, 100% дранки клинообразной формы из ядра древесины размером 40х10-30х в среднем 0,5 см и содержание влаги 7% были подвергнуты те хнологии полной пропитки в камере путем вакуумирования дранки при 0,2 бар (2000 кг/м 2) на 15 мин, дранки были покрыты раствором, за чем следовал 1 час под давлением в 12 бар (120000 кг/м 2), слив жидкости через дранку, разрежение для дранки на 15 мин при 0,2 бара (2000 кг/м 2), а затем удаление жидкости из дранки. Дранка затем была высушена на воздухе при 20~85°С и при 30-40% относительной влажности в течение 1 месяца, после этого времени содержание в ней влаги возвратилось примерно к 7%. В1 зависимости от размеров дранки и их увеличения по весу, удержание химикатов из растворов было подсчитано для каждой дранки. Дранка была также испытана на поверхностную огнестойкость; согласно испытанию распространения пламени по поверхности < малого масштаба, BS 476, часть 7 (1971 г.). Таким образом, по сравнению с необработанной дранкой, обработанная дранка имеет такую же прочность на изгиб, ударную прочность и твердость. Дранка, обработанная продаваемым огнезащитным средством в виде фосфа та аммония после выщелачивания водой в аппарате Сокохлета в течение 24 часов имеет 75% потерь с содержанием фосфора (по сравнению с 16 % потерь содержания фосфора, отмеченными при вышеуказанной дранке, обработанной ТОФ). Предлагаемое изобретение позволяет повысить стабильность состава.