Fuktstabilt flamskydd för trä

Fuktstabilt

flamskydd för trä

Humidity-resistant Flame Retardants

for Wood

Trätek

G u n i l l a Svensson

FUKTSTABILT FLAM5KYDD FÖR TRÄ Humidity-resistant Flame Retardants for Wood TräteknikCentrum, Rapport I 8904016 Nyckelord discoloration flame retardants humidity leaching leach resistance wood Stockholm a p r i l 1989

rapporter betecknas med I eller P och numreras tillsammans med alla utgåvor från Träteknik-Centrum i löpande följd.

Rapporter kan som regel beställas kostnadsfritt i ett exemplar av medlemsföretag. Ytterligare be-ställda exemplar faktureras.

Citat tillätes om källan anges.

Reports issued by the Swedish Institute for Wood Technology Research comprise complete accounts for research results, or summaries, surveys and stu-dies. Published reports bear the designation I or P and are numbered in consecutive order together with all the other publications from the Institute.

Member companies may generally order one copy of any report free of charge. A charge will be made for any further copies ordered.

Extracts from the text may be reproduced provided the source is acknowledged.

berskivor, spånskivor och plywood. Ett avtal om forskning och utveckling mellan industrin och Styrelsen för Teknisk Utveckling (STU) utgör grunden för verksamheten som utförs med egna, samverkande och externa resurser. Träteknik-Centrum har forskningsenheter, förutom i Stock-holm, även i Jönköping och Skellefteå.

The Swedish Institute for Wood Technology Re-search serves the five branches of the industry: saw-mills, manufacturing (joinery, wooden houses, fur-niture and other woodworking plants), fibre board, particle board and plywood. A research and deve-lopment agreement between the industry and the Swedish National Board for Technical Development (STU) forms the basis for the Institute's activities. The Institute utilises its own resources as well as those of its collaborators and other outside bodies. Apart from Stockholm, research units are also located in Jönköping and Skellefteå.

I N N E H Å L L S F Ö R T E C K N I N G Sid TACK 2 SAMMANFATTNING 3 INLEDNING, BAKGRUND 4 PROVMETODER 5 Brandprovning 5 Provning av f u k t s t a b i l i t e t 6 " " laksäkerhet 7 FLAMSKYDDSBEHANDLINGÅR 8

E f t e r b e h a n d l i n g av Boliden Flame Proof-impregnerat trä 8 med träolja P o l y f o s f a t e r 8 Fällning av olösliga f o s f a t e r i n u t i trä 9 F o s f o r s y r a e s t r a r 9 Fosfonater 10 F o s f o r s y r a s a l t e r av aminer 10 F o s f o r s y r a s a l t e r av kvartära ammoniumföreningar 11 övriga f o s f o r b a s e r a d e föreningar 12 Kiselföreningar 13 Organisk halogenförening 14 Borföreningar, n a t r i u m a l u m i n a t 14 RESULTAT AV BRANDPROVNING I "LITEN SKALA" 15

K o r r e l a t i o n t i l l standardmetoden 15 Brandprovning av o l i k a behandlingar 17 RESULTAT AV INLEDANDE FUKTPROVNING 23

F u k t s t a b i l i t e t 23 Laksäkerhet 24 RESULTAT AV BRANDPROVNING ENLIGT SVENSKA STANDARDMETODEN 25

RESULTAT FRAN PROVNING AV FUKTSTABILITET 31

ÅTGÄRDER MOT MISSFARGNING 33 Provade behandlingar, r e s u l t a t 33 Inledande s t u d i e av långtidsstabilitet av b l e k n i n g 36 Brandprovning av b l e k t a prover 38 SLUTSATS, DISKUSSION 40 REFERENSER 43 SUMMARY 44

S t y r e l s e n för t e k n i s k u t v e c k l i n g tackas för f i n a n s i e r i n g av a r b e t e t .

K a t a r i n a Nordman-Edberg tackas för värdefull hjälp med d e t e x p e r i m e n t e l l a ar-b e t e t .

SAMMANFATTNING

Trämaterials brännbarhet kan vara e t t problem i v i s s a tillämpningar, t ex som vägg- och takbeklädnad. Brännbarheten kan minskas genom impregnering med s k flamskyddsmedel. En sådan impregnering behövs för a t t k l a r a de brandskyddsbestämmelser som f i n n s , t ex i o f f e n t l i g a l o k a l e r .

E t t a n t a l flamskyddsmedel, som ger b r a brandskydd, f i n n s k o m m e r s i e l l t i d a g , men de är i n t e f u k t s t a b i l a . Medlen är o f t a baserade på vattenlösliga

oorganiska s a l t e r som m i g r e r a r u t t i l l träytan v i d v a r i e r a n d e l u f t f u k t i g -h e t , även inom-hus, oc-h ger en v i t beläggning på y t a n . Laksäkra be-handlingar f i n n s utomlands, men de är dyra och kräver höga uthärdningstemperaturer och kan i n t e användas på svenska träslag p g a kådflytning och missfärgning.

I en t i d i g a r e etapp av d e t t a a r b e t e har en litteratursammanställning g j o r t s av t i d i g a r e arbeten med flamskyddsmedel för impregnering av massivt trä. Litteratursökningen visade a t t d e t har g j o r t s en omfattande mängd arbeten med f u k t s t a b i l a och laksäkra b e h a n d l i n g a r , men dessa v a r i många f a l l ofullständigt provade och i n t e a l l s provade för svenska förhållanden. I föreliggande arbete är målsättningen a t t t a fram e t t f u k t s t a b i l t f l a m -skydd för impregnering av främst svenska träslag. Behandlingen s k a l l k l a r a de svenska brandskyddskraven för y t s k i k t k l a s s I samt kunna användas inom-hus v i d normala t i l l s t o r a v a r i a t i o n e r i l u f t f u k t i g h e t .

I a r b e t e t har e t t a n t a l nya idéer för e t t f u k t s t a b i l t flamskydd undersökts. Även några behandlingar baserade på arbeten som f u n n i t s i l i t t e r a -t u r s -t u d i e n som v a r -t e k n i s k -t / e k o n o m i s k -t i n -t r e s s a n -t a har p r o v a -t s .

E t t s t o r t a n t a l behandlingar provades först på tunna fanér med avseende på flamskydd i en enkel brandprovningsmetod. Inledande s t u d i e r av f u k t s t a b i l i -t e -t g j o r d e s . Lovande behandlingar brandprovades däref-ter e n l i g -t den svenska standardmetoden som åberopas i Svensk Byggnorm och f u k t s t a b i l i t e t e n under-söktes på e t t mer k o n t r o l l e r a t sätt.

F l e r a behandlingar har g e t t önskad f l a m s k y d d s e f f e k t , d v s k l a s s I , v i l k e t är den högsta k l a s s e n . En d e l av dessa har också b e t y d l i g t bättre f u k t s t a -b i l i t e t än e t t k o m m e r s i e l l t s a l t -b a s e r a t medel, som använts som r e f e r e n s . Behandlingarna är däremot i n t e laksäkra, d v s de kan i n t e användas i d i -r e k t k o n t a k t med v a t t e n .

Bra flamskydd har erhållits med f o s f o n a t e r och a m i n s a l t e r av f o s f o r s y r a . E t t problem med de i n t r e s s a n t a s t e f o s f o n a t e r n a är a t t de missfärgar träet. Behandlingen ger en s t a r k t g u l färg på träet. Några blekande efterbehand-l i n g a r har därför p r o v a t s . Bra befterbehand-lekande e f f e k t e r har uppnåtts med f efterbehand-l e r a o l i k a behandlingar som är v a n l i g a inom pappersmasseindustrin. Inledande un-dersökningar av långtidsstabiliteten hos dessa blekande behandlingar har v i s a t a t t en beständig b l e k n i n g kan erhållas med b l a

väteperoxid-Arbetet v i s a r a t t det f i n n s e t t a n t a l lovande behandlingar samt framkomliga vägar för e t t f u k t s t a b i l t e f f e k t i v t flamskydd. Behandlingarna bedöms som t e k n i s k t / e k o n o m i s k t i n t r e s s a n t a , men är i n t e h e l t färdiga för kommersiell tillämpning.

Trämaterials brännbarhet kan i v i s s a tillämpningar, som byggnads och i n -r e d n i n g s m a t e -r i a l , va-ra e t t p-roblem. I Svensk Byggno-rm k-rävs a t t beklädnads-m a t e r i a l på t a k och väggar beklädnads-måste k l a r a v i s s a brandskyddsklasser för a t t få användas. Y t s k i k t k l a s s I , som är den bästa k l a s s e n , e l l e r k l a s s I I , krävs i hus som är högre än två våningar, i o f f e n t l i g a l o k a l e r och i utrymnings-vägar. Vanliga massiva träpaneler k l a r a r endast k l a s s I I I . För a t t få e t t m a t e r i a l b r a n d k l a s s a t måste det provas e n l i g t den svenska standardmetoden. Träs brännbarhet kan påverkas på kemisk väg med s k flamskyddsmedel. Dessa påverkar egenskaper som antändningstid, f l a m s p r i d n i n g , rökutveckling, förk o l n i n g och efterglödning. Flamsförkyddsmedel har främst b e t y d e l s e för det t i -diga brandförloppet, d v s för t i d e n fram t i l l övertändning av e t t rum. Genom behandling med flamskyddsmedel kan träets brännbarhet minskas så a t t y t s k i k t k l a s s I kan uppnås.

Behandling med flamskyddsmedel kan göras på två o l i k a sätt. Det ena är med s k flamskyddande färger, som a p p l i c e r a s på y t a n av träet. Dessa verkar ge-nom a t t v i d u p p h e t t n i n g b i l d a e t t skummande s k i k t som i s o l e r a r och förhind-r a förhind-r e l l e förhind-r föförhind-rdförhind-röjeförhind-r v i d a förhind-r e föförhind-rbförhind-ränning. De f l e s t a pförhind-rodukteförhind-rna på maförhind-rknaden är täckande färger och lämpar s i g i n t e om träets n a t u r l i g a utseende s k a l l t i l l v a r a t a s . Några flamskyddande l a c k e r f i n n s på marknaden, men s t o r a på-läggsmängder krävs, v i l k e t påverkar utseendet n e g a t i v t . Det andra sättet är att impregnera träet med flamskyddsmedel. V i d impregnering som görs med hjälp av vakuum/tryck tränger medlet i n i träet och ger en beständigare be-h a n d l i n g . Träets n a t u r l i g a utseende förändras i n t e av en sådan bebe-handling, v i l k e t är en s t o r fördel.

O l i k a flamskyddsmedel för impregnering f i n n s på marknaden. De är o f t a s t ba-serade på vattenlösliga f o s f o r s a l t e r och ger e t t utmärkt flamskydd. E t t problem är dock, a t t de är mycket fuktkänsliga och v i d v a r i e r a n d e l u f t f u k -t i g h e -t , även inomhus, m i g r e r a r k e m i k a l i e r n a u -t -t i l l -träy-tan och ger en v i -t beläggning som är oacceptabel ur e s t e t i s k synpunkt.

Detta är en av anledningarna t i l l a t t användningen av flamskyddsimpregnerat trä f n är mycket låg i Sverige.

Laksäkra b e h a n d l i n g a r f i n n s men dessa är dyra och kräver hög uthärdnings-temperatur och kan därför i n t e användas på svenska träslag p g a kådflyt-n i kådflyt-n g och missfärgkådflyt-nikådflyt-ng. I USA akådflyt-nväkådflyt-nds sedakådflyt-n f l e r a år t i l l b a k a sådakådflyt-na behakådflyt-nd- behand-l i n g a r på t a k av trä utomhus. På senare t i d har man dock upptäckt a t t handlingen b r y t e r ner träet, v i l k e t begränsar användningen. F u k t s t a b i l a be-h a n d l i n g a r f i n n s , men f n k l a r a r dessa i n t e y t s k i k t k l a s s I .

A v s i k t e n med d e t t a arbete är a t t t a fram e t t f u k t s t a b i l t flamskyddsmedel för impregnering av främst svenska träslag. Behandlingen s k a l l k l a r a de svenska brandskyddskraven på y t s k i k t k l a s s I samt kunna användas inomhus vid normala v a r i a t i o n e r i l u f t f u k t i g h e t . Även användning utomhus under t a k är tänkbart. Behandlingen s k a l l i n t e påverka träets n a t u r l i g a utseende. En behandling som k l a r a r de svenska brandskyddskraven k l a r a r t r o l i g e n även de f l e s t a andra länders krav. O l i k a provningsmetoder används i o l i k a länder, men Sverige tillämpar en av de hårdaste metoderna, v i l k e t gör a t t en bra svensk behandling kan möjliggöra e x p o r t av flamskyddade träpaneler.

I en första etapp av a r b e t e t (Svensson, östman 1983) g j o r d e s en l i t t e r a t u r -sammanställning av t i d i g a r e arbeten som rör flamskyddsmedel för impregner i n g av massivt timpregnerä. Målet vaimpregner a t t klaimpregnergöimpregnera f o impregner s k n i n g s f impregner o n t e n . L i t t e impregner a t u impregner -s t u d i e n vi-sade a t t många arbeten har a v -s e t t lak-säkrare behandlingar. Arbe-tena var i många f a l l ofullständiga o c h / e l l e r kunde i n t e r e l a t e r a s t i l l nordiska träslag och provningsmetoder. Studien visade också a t t r e l a t i v t få arbeten g j o r t s där organiska f o s f o r - och k i s e l b a s e r a d e föreningar stude-r a t s .

I denna andra etapp av a r b e t e t har e t t a n t a l nya idéer för e t t f u k t s t a b i l t flamskydd s t u d e r a t s . Även några kända behandlingar som var t e k n i s k t / e k o n o -miskt i n t r e s s a n t a har p r o v a t s .

E t t s t o r t a n t a l medel har först p r o v a t s med avseende på flamskydd och f u k t -s t a b i l i t e t på tunna fanér med enkla l a b o r a t o r i e m e t o d e r . De me-st lovande be-handlingarna har därefter brandprovats e n l i g t den svenska standardmetoden och f u k t s t a b i l i t e t e n har p r o v a t s i störra s k a l a .

PROVMETODER Brandprovning

För brandprovning av beklädnadsmaterial f i n n s en mängd o l i k a provmetoder. O l i k a länder använder o l i k a metoder, som i många f a l l mäter v a r i e r a n d e parametrar som i n t e har någon k o r r e l a t i o n t i l l varandra. I Norden f i n n s en standardmetod, den s k lådmetoden (SIS 02 48 23; Nordtest NT F i r e 0 0 4 ) . Provning e n l i g t denna metod åberopas i Svensk Byggnorm för b r a n d k l a s s i f i c e -r i n g och base-ras på mätning av vä-rmeutvecklingshastighet och - rökgasutveck-l i n g . Metoden kräver r e rökgasutveck-l a t i v t s t o r a provmängder och provningen är dyrbar. I d e t t a arbete valdes därför en annan metod för tunna m a t e r i a l för a t t först kunna undersöka e t t större a n t a l behandlingar. Metoden är en svensk s t a n -dardmetod för tunna m a t e r i a l som t ex t e x t i l i e r (SIS 65 00 82) och är lätt a t t hantera på l a b o r a t o r i e t . Metoden k o r r e l e r a d e s t i l l lådmetoden. Behand-l i n g a r som gav Behand-lovande r e s u Behand-l t a t provades därefter e n Behand-l i g t Behand-lådmetoden. Provning i metoden f o r tunna material (SIS 65 00 82) utförs genom a t t spän-na f a s t tunspän-na fanérprover, 0,8 mm, med s t o r l e k e n 50 x 300 mm i en ram. En brännare med en bestämd höjd på lågan p l a c e r a s under p r o v e t s kortände under en bestämd t i d . Förkolningslängden på p r o v e t mäts. Obehandlade prover b r i n ner upp h e l t . Normalt provas fem prover per behandling. Proverna f l a m -skyddsbehandlades genom doppning i impregneringslösningen under 30 minu-t e r . Fanéren k o n d i minu-t i o n e r a d e s v i d 65 % r e l a minu-t i v l u f minu-t f u k minu-t i g h e minu-t och 20 °C före provningen.

Brandprovning e n l i g t den svenska standardmetoden, "lådmetoden"

(SIS 02 48 2 3 ) , för beklädnadsmaterial som åberopas i Svensk Byggnorm i n n e -bär a t t provpaneler med s t o r l e k e n 229 x 229 mm och t j o c k l e k e n 10 mm klär t r e väggar och t a k i en brandprovningslåda. Lådan s l u t s därefter och p r o -verna antänds med en brännare inne i lådan. Temperatur och rökgastäthet mäts på de utgående förbränningsgaserna. Provningarna är utförda av ROJA Konsult Brand AB som utför r u t i n p r o v n i n g på uppdrag. Provningen k l a s s i f i c e r a r m a t e r i a l i t r e k l a s s e r . I , I I och I I I där k l a s s I är den bästa k l a s -sen. Obehandlat trä k l a r a r endast k l a s s I I I .

Proverna impregnerades med e t t vakuum-/tryckförfarande e n l i g t : 30 minuter vakuum 85 %

90 m i n u t e r t r y c k 1 MPa ( t o t a l t r y c k )

Proverna torkades i rumsklimat under l a s t för a t t behållas p l a n a . De k o n d i -t i o n e r a d e s däref-ter v i d 65 % r e l a -t i v l u f -t f u k -t i g h e -t och 20 'C före brand-p r o v n i n g .

För a t t bestämma k o r r e l a t i o n mellan de båda brandprovningsmetoderna provades f u r u p a n e l e r av s p l i n t v e d med t j o c k l e k e n 10 mm och furufanér, med t j o c k -leken 2,7 mm för lådmetoden, som impregnerats. Fanéren limmades på obehand-lad plywood e f t e r impregnering. För p r o v n i n g e n l i g t metoden för tunna mate-r i a l användes 0,8 mm och 2,7 mm fumate-rufanémate-r som doppats i impmate-regnemate-ringslös- impregneringslös-ningen.

Som flamskyddsmedel användes det kommersiella medlet B o l i d e n Flame Proof i tre k o n c e n t r a t i o n e r , 20, 10 och 5 %. Dubbelprover tillämpades på a l l a kon-centrationsnivåer .

Provning av f u k t s t a b i l i t e t

I samband med den första utvärderingen av e t t större a n t a l behandlingar på fanér provades även f u k t s t a b i l i t e t e n på e t t e n k e l t sätt för a t t s o r t e r a u t lovande b e h a n d l i n g a r .

Prover som var 5 x 10 cm med 1,5 cm t j o c k l e k vakuum-tryckimpregnerades. E f t e r t o r k n i n g lagrades proverna omväxlande i f u k t i g t och t o r r t k l i m a t t i l l konstant v i k t . De uppfuktades v i d 20 'C i e t t klimatskåp där r e l a t i v a l u f t f u k t i g h e t e n v a r i e r a d e mellan ca 85-98 %. Proverna torkades i e x i k a t o r vid rumstemperatur v i d 15-20 % r e l a t i v l u f t f u k t i g h e t . E v e n t u e l l utfällning på ytan studerades.

Behandlingar som gav b r a r e s u l t a t v i d denna första f u k t p r o v n i n g och som g e t t bra r e s u l t a t v i d brandprovning provades v i d a r e med avseende på f u k t -s t a b i l i t e t under mer k o n t r o l l e r a d e b e t i n g e l -s e r .

T i l l denna mer k o n t r o l l e r a d e provning användes prover som var l i k a s t o r a som de som användes v i d brandprovning e n l i g t lådmetoden, d v s

229 X 229 X 10 mm. Proverna lagrades omväxlande i f u k t i g t och t o r r t k l i m a t i klimatskåp t i l l konstant v i k t . K r i t e r i e t för konstant v i k t s a t t e s t i l l att ändringen i v i k t under e t t dygn var mindre är 2 ^ av den t o t a l a änd-ringen i v i k t under c y k e l n . Klimaten v a r i e r a d e något mellan o l i k a c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g och anges därför för v a r j e c y k e l i r e s u l t a t r e d o v i s -ningen. Viktökningen mättes och proverna studerades med avseende på event u e l l a kemikalieueventfällningar på p r o v y event a n . Fyra paneler per behandling p r o -vades.

Provning av l a k s a k e r h e t

Lakningsförsök g j o r d e s på några av de behandlingar som g e t t bra f u k t s t a b i -l i t e t för a t t se om de kan användas i mer krävande mi-ljöer, t ex utomhus. Den svenska standardmetoden för p r o v n i n g av laksäkerheten hos träskyddsme-d e l använträskyddsme-des (SS 02 72 1 7 ) . Provningen innebär a t t behanträskyddsme-dlaträskyddsme-de prover

vakuumimpregneras med en bestämd mängd v a t t e n . Därefter förvaras proverna i v a t t e n i 14 dagar och v a t t n e t b y t s regelbundet. Lakningsförsök gjordes på behandlade fanér som därefter k o n d i t i o n e r a d e s och brandprovades e n l i g t me-toden för tunna m a t e r i a l .

E t t a n t a l behandlingar som förutom f l a m s k y d d s e f f e k t kan förväntas ge ökad fuktbeständighet har p r o v a t s . Nedan b e s k r i v s behandlingarna. Några baseras på behandlingar som kommit fram i den t i d i g a r e g j o r d a litteraturundersök-ningen men som var ofullständigt provade, medan andra är nya idéer. Som r e f e r e n s användes B o l i d e n Flame Proof ( R e n t o k i l ) som är d e t enda kom-m e r s i e l l a kom-medel sokom-m idag används för trä i Sverige. Boliden Flakom-me Proof är baserat på vattenlösliga s a l t e r , diammoniumvätefosfat, ammoniumsulfat och b o r a t e r . Behandlingen är mycket fuktkänslig.

E f t e r b e h a n d l i n g av B o l i d e n Flame Proof-impregnerat trä med träolja Prover impregnerade med B o l i d e n Flame Proof efterbehandlades med f u k t a v -visande träolja. A v s i k t e n var a t t försöka "kapsla i n " flamskyddsmedlet och därmed minska m i g r a t i o n e n av de vattenlösliga sältorna mot y t a n v i d u t t o r k -n i -n g . Två o l i k a t y p e r provades, e-n v a -n l i g träolja och e-n e x t r e m o l j a , som ger en bättre vattenavvisande e f f e k t . Proverna efterbehandlades genom dopp-n i dopp-n g av de flamskyddsbehadopp-ndlade och torkade proverdopp-na i o l j a dopp-n udopp-nder 10 midopp-nu- minu-t e r .

P o l y f o s f a t e r

P o l y f o s f a t e r är kända för s i n flamskyddande e f f e k t . De används o f t a i f l a m -skyddande färger och kan användas i s k i v m a t e r i a l där medlet blandas i v i d t i l l v e r k n i n g e n . V i d dessa tillämpningar används olösliga p o l y f o s f a t e r med långa k e d j o r , som i n t e går a t t få i n i massivt trä. T i d i g a r e undersökningar har dock v i s a t a t t även lösliga p o l y f o s f a t e r med k o r t a r e k e d j o r har bättre f u k t s t a b i l i t e t än monofosfater. Dessa försök bedömdes dock som ofullständi-ga för våra ändamål och därför provas några behandlinofullständi-gar i d e t t a a r b e t e . N a t r i u m t r i p o l y f o s f a t och natriumhexametafosfat ( B o l i d e n Kemi) har p r o v a t s . Lösligheten av n a t r i u m t r i p o l y f o s f a t är begränsad t i l l ca 10-13 % v i d rums-temperatur men 20 % kan lösas genom a t t värma t i l l 90 "C. Proverna impreg-nerades därför med varm lösning. E f t e r t o r k n i n g omimpregimpreg-nerades hälften av proverna med 25 % k o p p a r s u l f a t för a t t fälla u t k o p p a r s a l t e t av p o l y f o s f a t i n u t i träet, v i l k e t kan förväntas ge en ökad fuktbeständighet.

Natriumhexametafosfat användes som en 2 0 - p r o c e n t i g vattenlösning v i d 30 "C. E t t vattenlösligt ammoniumpolyfosfat har undersökts. Ammoniumpolyfosfatet var en e j kommersiell f o r s k n i n g s p r o d u k t ( S u p r a ) . Produkten innehöll 28 % t o t a l f o s f o r varav 35 % angavs vara olöslig f o s f o r ( P ) . O r t o f o s f a t h a l t e n var 3 % av den t o t a l a f o s f o r h a l t e n . Impregneringslösningen t i l l v e r k a d e s genom a t t blanda produkten med v a t t e n och låta a l l t stå e t t dygn. Lösningen dekanterades därefter och användes t i l l impregnering. Totala P-halten i im-pregneringslösningen var 2,9 %. T e o r e t i s k t maximala o r t o f o s f a t h a l t e n är 0,2 ,0 f o s f o r i impregneringslösningen. Detta innebär a t t minst 2,7 % f o s f o r föreligger som p y r o f o s f a t e l l e r med längre kedjelängder ( p y r o f o s f a t i n n e -håller 2 f o s f o r e n h e t e r ) .

Fällning av olösliga f o s f a t e r i n u t i trä

Förutom fällning av p o l y f o s f a t e r som nämndes i föregående a v s n i t t provades y t t e r l i g a r e några b e h a n d l i n g a r .

Diammoniumvätefosfat (DAP) är den v a n l i g a s t e komponenten i de vattenlösliga s a l t b a s e r a d e flamskyddsmedel som f i n n s k o m m e r s i e l l t . Föreningen ger utmärkt flamskydd men är mycket fuktkänslig. Försök har därför g j o r t s a t t e f t e r t o r k n i n g omimpregnera prover behandlade med 20 % DAP med 37 % MgSO^ för a t t fälla olösligt magnesiumfosfat i n u t i träet. Behandlingen har föreslagits i l i t t e r a t u r e n .

DAP-behandlade prover har också omimpregnerats med dodecylamin för a t t fälla u t olösliga komplex av föreningarna i n u t i träet. Dodecylamin är i n t e vattenlöslig men kan lösas i a l k o h o l e r . Föreningen är r e l a t i v t hydrofob, b i l d a r en k r a f t i g fällning med DAP, som i n t e är löslig i v a t t e n e l l e r e t a -n o l och därför ka-n förvä-ntas vara f u k t s t a b i l . Prover beha-ndlade med 20 % DAP omimpregnerades e f t e r t o r k n i n g med 10 % dodecylamin i e t a n o l .

Behandlingen provades även i omvänd o r d n i n g , d v s först impregnering med dodecylamin och omimpregnering med DAP i samma k o n c e n t r a t i o n e r .

På senare t i d har en ny t y p av v a t t e n a v v i s a n d e medel för impregnering av trä u t v e c k l a t s , som är vattenbaserade, istället för de t r a d i t i o n e l l a lös-ningsmedelsbaserade. De ger bättre e f f e k t än de löslös-ningsmedelsbaserade. Försök g j o r d e s därför med a t t omimpregnera prover som t i d i g a r e impregnerats med diammoniumvätefosfat, med e t t v a t t e n b a s e r a t v a t t e n a v v i s a n d e medel. En v i s s u r l a k n i n g av f o s f a t e t kunde ses i impregneringslösningen som en v i t fällning.

F o s f o r s y r a e s t r a r

Tre o l i k a f o s f o r s y r a e s t r a r som i n t e är vattenlösliga provades. F o s f o r s y r a -e s t r a r används o f t a som flamskyddsm-ed-el i p l a s t -e r .

T r i 1, 3, d i k l o r o p r o p y l f o s f a t (TDCP) (Tenneco), provades i 40- r e s p e k t i v e 2 0 - p r o c e n t i g lösning i e t a n o l . Produkten används som flamskyddsmedel för b l a p o l y u r e t a n . Halogenerna i föreningen kan b i d r a t i l l f l a m s k y d d s e f f e k ten . Föreningen kan dock vara tveksam ur miljösynpunkt ( A r b e t a r s k y d d s -fondens sammanfattning nr 7 7 4 ) .

T r i b u t o x y e t y l f o s f a t (TBEP) (Tenneco), används som mjukgörare i p l a s t e r och som skumdämpare. Föreningen provades som 40- och 20-procentiga lösningar i e t a n o l .

D i b u t y l b u t y l f o s f o n a t ( A l b r i g h t & W i l s o n ) , provades i 3 0 - p r o c e n t i g lösning i e t a n o l . Föreningen används b l a som mjukgörare och flamskyddsmedel för and-ra m a t e r i a l än trä.

Fosfonater

Fosfonater är fosforbaserade föreningar med f o s f o r kovalent bundet t i l l k o l . Föreningarna används b l a som komplexbildare och t i l l rengöring. Fyra o l i k a f o s f o n a t e r med o l i k a m o l e k y l v i k t och o l i k a innehåll av f o s f o r och kväve har p r o v a t s . Kväve kan i v i s s a f a l l ge en s y n e r g i s t i s k flamskydds-e f f flamskydds-e k t i kombination mflamskydds-ed f o s f o r .

Föreningarna f i n n s som s t a r k a s y r o r e l l e r n e u t r a l i s e r a d e med natriumhyd-r o x i d . Fönatriumhyd-reninganatriumhyd-rna pnatriumhyd-rovades hänatriumhyd-r v a n l i g t v i s som ammoniumsalt. Ammoniak kan b i d r a t i l l flamskyddseffekten genom a t t späda u t förbränningsgaserna. En f o s f o n a t provades dessutom som n a t r i u m s a l t och en genom a t t omimpregnera e t t prov som impregnerats med n a t r i u m s a l t e t , med k a l c i u m a c e t a t .

Omimpregnering med kalciumacetat gjordes för a t t fälla k a l c i u m s a l t e t av f o s f o n a t e t i n u t i träet som kan antas ha låg vattenlöslighet och därmed ökad f u k t s t a b i l i t e t . En f o s f o n a t n e u t r a l i s e r a d e s med tetrametylammoniumhydroxid (TMAH). Lösningen hade förhöjd v i s k o s i t e t jämfört med när ammoniak an-vänds. Fosfonater, som innehåller kväve, ger som ammoniumsalt en missfärg-ning av träet, d e t b l i r g u l t . Med natrium e l l e r TMAH får man ingen miss-färgning.

Följande f o s f o n a t e r har p r o v a t s :

Pl som n a t r i u m s a l t innehåller 3 f o s f o r och 1 kväve

" " " " " " " " " omimpregnering med kalciumacetat

" ammoniumsalt " " " " "

Pl som s a l t av TMAH " " " " " " + e t t kväve i TMAH P2 som ammoniumsalt " 2 " " O " " " " " " " " " " omimpregnering med kalciumacetat II I I I I ^ 1 1 " 3 " P4 " " " 1 " " O " (innehåller 3 kar-box y l syragrupper)

Impregneringslösningarna var 20 % med avseende på f o s f o n a t e n o n e u t r a l i s e r a d förutom P4, som även provades i 30-procentig lösning. pH på lösningarna var mellan 4,5 - 8,2, när ammoniak användes för a t t n e u t r a l i s e r a och 9-11 när natrium och TMAH användes.

F o s f o r s y r a s a l t e r av aminer

F o s f o r s y r a s a l t e r av amider såsom ureaformaldehyd och melaminformaldehyd-h a r t s e r är välkända som flamskyddsmedel. Dessa kräver dock melaminformaldehyd-hög utmelaminformaldehyd-härdnings- uthärdnings-temperatur för a t t b l i fuktbeständiga. F o s f o r s y r a s a l t e r av aminer är i n t e provade på trä. De kan p g a sina större molekyler samt s i n hydrofoba karaktär förväntas vara b e t y d l i g t mera f u k t s t a b i l a än ammoniumsalter. Det är dessutom välkänt a t t kombinationen av f o s f o r och kväve ger bra f l a m -skydd.

11 Sex o l i k a t y p e r av aminer med o l i k a m o l e k y l v i k t och a n t a l kväve per molekyl har p r o v a t s :

- NI innehåller en kombination av 3 o l i k a aminer med 2, 3 r e s p e k t i v e 4 kväve - N2 innehåller 4 kväve - N3 " 1 - N4 " 1 - N5 " 2 " - N6 " 2

F o s f o r s y r a n e u t r a l i s e r a d e s med aminerna t i l l pH 4,0 - 6,0. De mer högmole-kylära ämnena f a l l e r u t v i d högre pH. Amin N3, som bara har e t t kväve och är r e l a t i v t hydrofob, g i c k i n t e a t t få vattenlöslig som f o s f o r s y r a s a l t v i d rumstemperatur. F o s f o r s y r a h a l t e n v a r i e r a d e v i d de o l i k a försöken från

12-40 % i impregneringslösningen.

F o s f o r s y r a s a l t e r av kvartära ammoniumföreningar

Kvartära ammoniumsalter är r e l a t i v t v a n l i g a i n d u s t r i p r o d u k t e r och används för o l i k a ändamål. Föreningarna har o f t a b a k t e r i c i d a egenskaper. De används b l a som f u n g i c i d e r , svampdödande medel för träskydd. Föreningarna är

oprövade som flamskyddsmedel. De föreningar som v a l t s a t t undersökas här är förmodligen för dyra som flamskyddsmedel men det bedömdes i n t r e s s a n t a t t kartlägga dess egenskaper u r flamskyddssynpunkt. Om en bra e f f e k t uppnås kan andra b i l l i g a r e t y p e r vara tänkbara.

Föreningarna provas här genom a t t man använder dem för a t t n e u t r a l i s e r a f o s f o r s y r a . Eftersom de är mer högmolekylära än v a n l i g a oorganiska f o s f o r -s a l t e r , kan de förvänta-s ha högre f u k t -s t a b i l i t e t . De kvartära ammonium-föreningarna har en annan kemisk karaktär än de aminer som p r o v a t s .

Tetrametylammoniumhydroxid (TMAH) och tetrabutylammoniumhydroxid (TBHA) har p r o v a t s . TBAH kan förväntas ha högre f u k t s t a b i l i t e t än TMAH p g a längre k o l k e d j o r , som ökar den hydrofoba karaktären. F o s f o r s y r a h a l t e n i impregne-ringslösningarna var 11 r e s p e k t i v e 20 % för TMAH och 12,5 % för TBAH. Båda lösningarna hade högre v i s k o s i t e t än ammoniaksaltet av f o s f o r s y r a , v i l k e t gör a t t de är svårare a t t få i n i träet när proverna bara doppas i impreg-neringslösningarna.

En högmolekylär kvartärammoniumförening provades också. För a t t kunna neu-t r a l i s e r a f o s f o r s y r a måsneu-te anjonen neu-t i l l den kvarneu-tära föreningen vara hyd-r o x i d . De k o m m e hyd-r s i e l l t tillgängliga högmolekylähyd-ra kvahyd-rtähyd-ra ammoniumföhyd-re- ammoniumföre-ningarna har v a n l i g t v i s k l o r e l l e r brom som anjon varför de i n t e går a t t använda. Endast lågmolekylära föreningar med h y d r o x i d som anjon f i n n s kom-m e r s i e l l t tillgängliga.

Dioktyldimetylammoniumklorid (Bardac LF 80, 80 %, Lonza) j o n b y t e s för a t t få h y d r o x i d som anjon. Bardac LF 80 blandades med e k v i v a l e n t mängd k a l i u m -h y d r o x i d löst i metanol. K a l i u m k l o r i d f a l l e r därmed u t p g a låg löslig-het i metanol (0,5 % ) . U t b y t e t av j o n b y t e t räknat i v i k t p r o c e n t erhållen k a l -c i u m k l o r i d blev 85 %. Försök med a t t n e u t r a l i s e r a f o s f o r s y r a med produkten för a t t få en impregneringslösning r e s u l t e r a d e dock i utfällning. Detta medförde a t t föreningen i n t e kunde användas t i l l impregnering.

En annan högmolekylär kvartär ammoniumförening, Ethoquad 2C/11 phosphate, erhölls s p e c i a l t i l l v e r k a d av AKZO Chemie. Föreningen har så v i t t v i v e t ingen kommersiell användning. Produkten var i n t e löslig i v a t t e n och im-pregnerades därför löst i e t a n o l . Halten f o s f o r som anges i t a b e l l 1 är be-räknad på en kvartär ammoniumföreningssammansättning med en a l k y l k e d j a ,

Cs-Cj^Q» v i l k e t är en a p p r o x i m a t i o n . Exakt f o s f o r h a l t har e j a n a l y s e r a t s .

R e l a t i v t hög k o n c e n t r a t i o n , 40 %, användes t i l l impregneringslösningen för a t t få i n tillräcklig mängd f o s f o r i träet.

Dvriga f o s f o r b a s e r a d e föreningar

Dodecylfosforsyra ( F a i r f i e l d Chemical Company), provades. Föreningen är

högmolekylär och kan antas ge både flamskydd och vara f u k t s t a b i l . Förening-en var i n t e löslig i v a t t e n e l l e r i ammoniak och impregnerades därför o n e u t r a l i s e r a d , löst i e t a n o l . Proverna hade utfällningar på ytan e f t e r im-p r e g n e r i n g . Motsvarande s u l f a t , dodecylsulfat ( C o n t i n e n t a l Chemical Co), provades också som ammoniumsalt. Föreningen innehåller i n t e f o s f o r , men s u l f a t har också v i s s flamskyddande e f f e k t , men lägre än f o s f o r . Det ansågs dock i n t r e s s a n t a t t jämföra e f f e k t e n av behandlingarna. Produkten har hög v i s k o s i t e t även i en 2 0 - p r o c e n t i g vattenlösning, v i l k e t gav en låg upptagn i upptagn g . D o d e c y l s u l f a t är eupptagn mycket v a upptagn l i g t e upptagn s i d som aupptagnväupptagnds i b l a r e upptagn -göringsmedel .

En ny kommersiell p r o d u k t , FireX (Pinex PTY L t d ) , som s k a l l vara f u k t -s t a b i l , brandprovade-s e n l i g t leverantören-s rekommendationer. Produkten är baserad på f o s f o r .

Behandling med dicyandiamidfosforsyraborsyra f i n n s b e s k r i v e n i l i t t e r a t u -ren och sägs ha bättre f u k t s t a b i l i t e t än v a n l i g a oorganiska s a l t e r . Impregneringslösningarna t i l l v e r k a d e s genom a t t upphetta f o s f o r s y r a och d i c y a n diamid i v a t t e n t i l l 80 °C under 3,5 timmar och därefter tillsätta b o r -s y r a . 20- och 10-procentiga k o n c e n t r a t i o n e r provade-s ( t o r r h a l t ) . Fo-sfor- Fosfor-innehållet i dessa var 2,3 r e s p e k t i v e 1,6 %.

BL816 (Hulskemi AB) är e t t bindemedel, som är u t v e c k l a t för vattenbaserade

träskyddssystem. Produkten består av en torkande p o l y b u t a d i e n o l j a med t e r tiära aminogrupper. Föreningen har p r o v a t s genom a t t n e u t r a l i s e r a f o s f o r -syra t i l l pH 4,8. Impregneringslösningen hade en t o r r h a l t på 30 %. Produk-ten innehåller då r e l a t i v t l i t e f o s f o r s y r a i förhållande t i l l o l j a . Högre k o n c e n t r a t i o n e r ger dock för hög v i s k o s i t e t för a t t kunna användas t i l l im-p r e g n e r i n g . Proven doim-pim-pades i varm lösning för a t t få högre uim-pim-ptagning. En del av proverna impregnerades två gånger och f i c k t o r k a mellan impregne-r i n g a impregne-r n a .

I l i t t e r a t u r e n f i n n s b e s k r i v e t a t t trä kan f o s f o r y l e r a s , d v s f o s f o r binds kemiskt t i l l träsubstansen genom behandling med t ex t r i k l o r e t y l f o s f a t . Man r e d o v i s a r e t t ökat brandskydd som bör vara laksäkert e f t e r s o m f o s f o r binds t i l l träet. Behandlingen har provats e n l i g t det beskrivna förfarandet (Pokrovskaya, N i k t i f o r o v a , Sosin 1981) med mindre m o d i f i k a t i o n e r . Proverna impregnerades först med 2 - p r o c e n t i g n a t r i u m h y d r o x i d . E f t e r t o r k n i n g omim-pregnerades de med k o n c e n t r e r a d t r i k l o r e t y l f o s f a t i 6 timmar v i d 40 "C. Hälften av proverna lakades e f t e r t o r k n i n g v i d rumstemperatur i t e t r a h y d r o -furan i 5 timmar för a t t få b o r t e j reagerad t r i k l o r e t y l f o s f a t . Analys av f o s f o r h a l t e n visade a t t endast 0,5 % P fanns kvar i träet e f t e r läkning.

13 Behandlingen är dock extrem ur i n d u s t r i e l l synpunkt men avgör om tillräck-l i g t med f o s f o r kan bindas t i tillräck-l tillräck-l träet för a t t få ftillräck-lamskydd. Om i n t e , är en m i l d a r e behandling i n t e i n t r e s s a n t . Både lakade och e j lakade prover har brandprovats.

Kiselföreningar

Oorganiska kiselföreningar

Några o l i k a t y p e r av oorganiska kiselföreningar har p r o v a t s . Natriummeta-s i l i k a t är välkänt Natriummeta-som flamNatriummeta-skyddNatriummeta-smedel och ger bra e f f e k t men är mycket fuktkänsligt och s t a r k t a l k a l i s k t , v i l k e t påverkar träet som b l i r mörkt e f t e r behandling. Försök har g j o r t s a t t e f t e r b e h a n d l a prover impregnerade med n a t r i u m m e t a s i l i k a t för a t t fälla olösliga s i l i k a t e r i n u t i träet. Följande behandlingar provades:

N a t r i u m m e t a s i l i k a t 20 % i impregneringslösningen " 20 " i impregneringslösningen omimpregnering 5 % borsyra " 20 " i impregneringslösningen omimpregnering 5 % k a l c i u m a c e t a t " 40 " i impregneringslösningen " 40 " i impregneringslösningen omimpregnering 5 % borsyra " 40 " i impregneringslösningen omimpregnering 5 % k a l c i u m a c e t a t " 40 " i impregneringslösningen e f t e r b e h a n d l i n g med CO2

Omimpregneringen med borsyra avsåg a t t fälla u t olöslig k i s e l s y r a samt nat-riumborat i n u t i träet. Borater är kända för a t t ge f l a m s k y d d s e f f e k t . Om-impregnering med k a l c i u m a c e t a t avsåg a t t på samma sätt fälla olösliga met a l l s i l i k a met e r i n u met i meträemet. E f met e r b e h a n d l i n g med CO2 avsåg a met met b i l d a k i s e l -d i o x i -d p o l y m e r e r i n u t i träet och -därme-d få öka-d fuktbestän-dighet. Proverna behandlades med CO2 genom a t t förvara dem i 60 minuter i en s l u t e n behållar e med k o l s y behållar e i s . De två sistnämnda behandlingabehållarna f i n n s beskbehållarivna i l i t t e -r a t u -r e n .

En u t v e c k l i n g s p r o d u k t framtagen för brandskyddsimpregnering av trä,

Brennicks träimpregnering (B V i l h e l m Byggprodukter) har också p r o v a t s . Pro-dukten är vattenlöslig och baseras på oorganiska s i l i k a t e r . Ca 25 % koncent r a koncent i o n på impregneringslösningen rekommenderades av koncent i l l v e r k a r e n och p r o -vades. pH på lösningen var 11,2.

Dessutom har en k o l l o d i a l lösning av 15 % k i s e l s y r a i metanol p r o v a t s . Fö-reningen kan dock vara svår a t t få i n i träet.

Organiska kiselföreningar

Fem o l i k a vattenolösliga organiska kiselföreningar med o l i k a kemisk s t r u k t u r samt en vattenlöslig har p r o v a t s . Organiska kiselföreningar är r e l a -t i v -t oprövade som flamskyddsmedel för -trä. En av föreningarna, Dow Corning 1248, har bara p r o v a t s i lådmetoden och i n t e på fanér.

- DC1107 (Dow Corning)

Produkten används som vattenavvisande medel för b l a papper, g l a s f i l t e r och cement. Den provades i 40 och 20 % k o n c e n t r a t i o n i m e t y l e t y l k e t o n . På grund av låg upptagning behandlades fanér även genom vakuumtryckimpregnering med en 4 0 - p r o c e n t i g lösning.

- PA57 (Dow Corning)

S i l i k o n b a s e r a t t i l l s a t s m e d e l för färger. Provades i 20 % k o n c e n t r a t i o n i l a c k n a f t a .

- Wacker 090 (Wacker)

En oligomer a l k y l - a l k o x y s i l o x a n som provades som 20 % i l a c k n a f t a . Produk-ten används som vatProduk-tenavvisande medel för p u t s m m.

- E t y l p o l y s i l i k a t (Dynamite Nobel)

Produkten är en blandning av e t y l e s t r a r av p o l y k i s e l s y r a och används som utgångsmaterial v i d t i l l v e r k n i n g av bindemedel för z i n k r i k a r o s t s k y d d s -färger. En lösning av produkten i i s o p r o p a n o l , e t a n o l och 1 % s a l t s y r a t i l l v e r k a d e s . Lösningen h y d r o l y s e r a r d e l v i s och hydrolysen fortsätter e f t e r behandlingen och bindemedlet s k a l l därefter t o r k a . Produkten provades i en 40- r e s p e k t i v e 2 0 - p r o c e n t i g lösning med avseende på Si02'

- Dow Corning 1248 (Dow Corning)

Produkten löstes i s o p r o p y l a l k o h o l t i l l en k o n c e n t r a t i o n på 35 %. - K a l i u m m e t y l s i l i k o n a t (Wacker)

En vattenlöslig produkt som p o l y m e r i s e r a r i l u f t och b l i r olöslig. Produk-ten används som vatProduk-tenavvisande medel på betong. K o n c e n t r a t i o n på impregne-ringslösningen var 42 %.

Organisk halogenförening

T e t r a b r o m o b i s f e n o l , BA-59 (Great Lakes) provades som 2 0 - p r o c e n t i g lösning i e t a n o l . Föreningen är i n t e vattenlöslig och används som flamskyddsmedel i p l a s t e r .

Borföreningar, natriumaluminat

Borater är kända för a t t ge flamskydd och i n t e vara l i k a fuktkänsliga som oorganiska f o s f o r s a l t e r . Ammoniumpentaborat har p r o v a t s . Ammonialkalisk k o p p a r s u l f a t har s a t t s t i l l lösningen för a t t koppar-pentaborat s k a l l f a l l a ut i n u t i träet när ammoniak avgår v i d t o r k n i n g för a t t undersöka om den är mindre fuktkänslig. Impregneringslösningen var 15 % med avseende på ammo-niumpentaborat och k o p p a r s u l f a t h a l t e n var 17 % .

15 Aluminiumhydroxid är en vattenolöslig förening som används b l a som f y l l -nadsmedel och flamskyddsmedel för papper, gummi och i s o l e r i n g s m a t e r i a l . V i d p a p p e r s t i l l v e r k n i n g har man p r o v a t a t t tillsätta vattenlösligt n a t r i u m a l u -minat t i l l massan v a r e f t e r den surgörs för a t t fälla u t aluminiumhydroxid på f i b r e r n a ( M i c h e l l m f l 1983). Behandlingen provades på trä genom a t t först impregnera med 4 0 - p r o c e n t i g n a t r i u m a l u m i n a t . Hälften av proverna om-impregnerades därefter med en 6-procentig borsyralösning. Borsyra användes för a t t få n a t r i u m b o r a t i n u t i träet som också b i d r a r t i l l flamskyddet.

RESULTAT AV BRANDPROVNING I "LITEN SKALA" K o r r e l a t i o n t i l l standardmetoden

Nedan redovisas r e s u l t a t från försök a t t k o r r e l e r a brandprovning av fanér i " l i l l a metoden" t i l l p r o v n i n g e n l i g t svenska standardmetoden, lådmetoden. I f i g u r 1 visas r e s u l t a t e n från provning med lådmetoden. Tre o l i k a brand-k l a s s e r f i n n s , varav brand-k l a s s I är den bästa och bör eftersträvas. För a t t k l a r a de o l i k a klasserna krävs a t t rökgastemperaturen i n t e överstiger gränskurvan för r e s p e k t i v e k l a s s under en sammanräknad t i d s p e r i o d av mer än 0,5 minuter och a t t ytan mellan a k t u e l l temperaturkurva och gränskurvan är högst 15 'C X min. Rökgastätheten mäts också men är sällan k r i t i s k för god-kännande av träbaserade m a t e r i a l , varför d e t t a i n t e redovisas här. Av de t j o c k a panelerna k l a r a d e endast de som behandlats med 2 0 - p r o c e n t i g lösning av Boliden Flame Proof k l a s s I . Behandling med 10 och 5 % gav k l a s s I I r e s -p e k t i v e k l a s s I I I . Fanér, 2,7 mm, limmade -på obehandlad -plywood k l a r a d e endast k l a s s I I .

Rökgas temperatur "C 500

H

GranskurvQ 3 Gronskurva 2 5 % Obehandlat 10°/ Träpanel Tid/minuter . —- Gränskurvo 2 0 % Rökgas temperatur Gränskurva 3 Gränskurva 2 2 0 % _Gränskurva

TröfoneV pd träöasenad skiva

Tid/min

10

F i g u r 1 . R e s u l t a t från brandprovning e n l i g t SIS 02 48 23 ( d u b b e l p r o v ) . Övre diagrammet v i s a r p r o v n i n g av massiv träpanel impregne-r a t med B o l i d e n Flame Pimpregne-roof i t impregne-r e o l i k a k o n c e n t impregne-r a t i o n e impregne-r på im-pregneringslösningarna.

Undre diagrammet v i s a r p r o v n i n g av 2,7 mm träfanér impreg-nerat med B o l i d e n Flame Proof och därefter limmat på en obehandlad träbaserad s k i v a .

Vid p r o v n i n g av 2,7 mm fanér e n l i g t metoden för tunna m a t e r i a l ,

SIS 65 00 82, gav de t r e o l i k a k o n c e n t r a t i o n e r n a samma r e s u l t a t , d v s bara en l i t e n förkolningslängd. För de tunnare fanéren, 0,8 mm, gav den 20-pro-c e n t i g a k o n 20-pro-c e n t r a t i o n e n en förkolningslängd på 4 20-pro-cm o20-pro-ch de med lägre kon-c e n t r a t i o n brann upp h e l t .

På b a s i s av dessa r e s u l t a t valdes 0,8 mm fanér t i l l f o r t s a t t p r o v n i n g en-l i g t SIS 65 00 82. Metoden bör ge en rättvisande i n d i k a t i o n på om en be-h a n d l i n g ger tillräckligt bra flamskydd för a t t kunna uppnå y t s k i k t k l a s s I . 3-5 prover per behandling provades. Proverna k o n d i t i o n e r a d e s i 65 % r e l a t i v l u f t f u k t i g h e t v i d 20 "C före brandprovning.

17 Brandprovning av o l i k a behandlingar

R e s u l t a t e t från brandprovning av 0,8 mm fanér v i s a s i t a b e l l 1. För de be-h a n d l i n g a r som g e t t f l a m s k y d d s e f f e k t anges medelvärdet på förkolningsläng-den i cm. Prover som b r i n n e r upp h e l t markeras med >30, d v s hela p r o v e t s längd, och ger i n g e t nämnvärt flamskydd. Koncentrationen på impregnerings-lösningen anges i v i k t s p r o c e n t . Upptagning av impregneringsimpregnerings-lösningen anges i procent av p r o v v i k t före impregneringen. Innehållet av den mest a k t i v a substansen i träet anges i p r o c e n t .

TABELL 1. Impregneringsdata och r e s u l t a t av brandprovning i " l i t e n s k a l a " (SIS 65 00 8 2 ) .

Behandling Konc

im-preg lösn 0/ /O Upp-tagn 0' /O A k t i v subst i träet % Flamskydd (förkoln) cm Ca-pris 1989 ca 100-proc produkt k r / k g Referens Obehandlade - - - ?'30 -B o l i d e n Flame Proof F f t e r b e h a n d l i n g 20 66 1,2 % P ( f o s -f o r ) + ammo-n i u m s u l f a t och borat 4 20

Boliden Flame Proof

+ träolja 20 53+31 >30 B o l i d e n Flame Proof + extrem träolja 20 53+26 6a) P o l y f o s f a t e r N a t r i u m t r i p o l y f o s f a t 20 53 2,6 % P ^"30 7 N a t r i u m t r i p o l y f o s f a t + omimpr med

koppar-s u l f a t 20+25 56+37 2,8 % P ^•30 Natriumhexametafosfat 20 55 3,3 % P >30 Ammoniumpolyfosfat 2,9 % P 64 1,9 % P 23b) Fällning av olösliga f o s f a t e r i trä DAP + omimpregnering med magnesiumsulfat 20+18 60+41 2,8 % P före omimpr >30 7 (DAP) DAP + omimpregnering med dodecylamin 20+10 60+48 2,8 % P 8 Dodecylamin + omim-p r e g n e r i n g med DAP 10+20 42+45 2,1 % P — Diammonium vätefosf a t (DAP) + v a t t e n baserat v a t t e n a v v i -sande medel 20+P5 62 (DAP) 1,2 % P >30 7 DAP

^) E t t av fem p r o v e r brann upp h e l t

TABELL 1. f o r t s .

Behandling Konc im- Upp- A k t i v subst Flamskydd Ca-pris 1989

preg lösn tagn i träet (förkoln) ca 100-proc

produkt % % % cm kr/kg F o s f o r s y r a e s t r a r TDCP 40 53 1,5 % P ;^30 ₂₃ I I 20 46 0,7 % P >30 TBEP 40 36 1,2 % P >30 23 I I 20 42 0,7 % P >30 D i b u t y l b u t y l f o s - 30 _{104 ( t r y c k 3,9 % P ^30 65} fonat impr) Fosfonater Pl n a t r i u m s a l t 20 55 2,5 % P >30 16 Pl + omimpregne- 20+10 64+47 2,9 % pc) ?30 r i n g k a l c i u m a c e t a t P l ammoniumsalt 20 70 4,3 % P 5 (konc av syran) Pl TMAH-salt 20 60 3,7 % P 4d) (konc av syran) P2 ammoniumsalt 20 56 3,4 % P 6 26 (konc av syran) P2 + omimpregne- 20+14 56+55 3,4 % ^"30 r i n g k a l c i u m a c e t a t (konc av syran) P3 ammoniumsalt 20 86 4,6 % P 3 22 (konc av syran) P4 20 67 1,5 % P >30 43 P4 30 98 ( t r y c k 3,4 % P 5 impr) P4 30 60 2,1 % P >30 F o s f o r s y r a s a l t e r » av aminer Fosforsyra/Nl-amin 22 % M3PO4 61 ca 4,3 % P 4 20 % amin I I 10 % H3PO4 54 ca 1,9 % P 4 11 % amin Fosforsyra/N2-amin 11 ?o H3PO4 78 2,7 % P 226) 6 f o s f o r s y r a 7,3 % amin 29 amin

Fosforsyra/N4-amin 12 H3PO4 102 3,9 % P 15 55 amin

11,6 amin

Fosforsyra/N5-amin 12 H3PO4 77 2,9 % P 9 32 amin

7,5 amin

F osforsyra/N6-amin 15 H3PO4 73 3,6 % P 8 19 amin

6 amin

c) Före omimpregnering med k a l c i u m a c e t a t .

d) Medelvärde av 3 p r o v e r . E t t prov av f y r a brann upp h e l t . E t t av fem prover brann upp h e l t .

19 TABELL 1 . f o r t s .

Behandling Konc im- Upp- A k t i v subst Flamskydd Ca-pris 1989

preg lösn tagn i träet (förkoln) ca 100-proc

produkt % 0/ /O % cm kr/kg Övriga fosforbaserade föreningar F o s f o r y l e r i n g 10,8 % P

-

-

5 " lakade

-

-

0,5 % P >30 D o d e c y l f o s f o r s y r a 30 97 ( t r y c k 3,4 % P 1 prov 5 cm impr) 1 " 10 " Labkemikalie 3 " 30 " BL816-fosforsyra 3 % H3PO4 110 1,1 % P >30 27 27 % BL816 " två imp 3 % H3PO4 176 1,8 % P ^30 27 % BL816 D i c y a n d i a m i d - f o s f o r s y r a - 20 68 1,6 % P 6 5 ( d i c y a n -borsyra 0,8 % B diamid) 10 82 0,9 % P 0,4 % B Ammoniumdodecylsulfat 20 57

-

>30 FireX 6,4 123

-

>30 F o s f o r s a l t e r av kvartära ammoniumföreningår

Fosforsyra/TBAH 12,5 H3PO4 83 3,3 % P ^-30 Labkemikalie

32 TBAH Fosforsyra/TMAH 11 % H3PO4 63 2,2 % P I I 12 % TMAH I I _{20 % H3PO4 78 4,9 % P 6} 22 % TMAH Ethoquad 2C/11 f o s f a t 40 112 ( t r y c k 2,2 % e) 3 prov >-30

(kvartär alkylammonium- impr)

f o s f a t )

TABELL 1. f o r t s

Behandling Konc

im-preg lösn Oorganiska kiselföreningar N a t r i u m m e t a s i l i k a t " + omimp borsyra + ' a c e t a t k a l c i u m -N a t r i u m m e t a s i l i k a t + behandling CO2 N a t r i u m m e t a s i l i k a t " + omimp borsyra " + " k a l c i u m -a c e t -a t Brennicks K i s e l s y r a i metanol 40 40+5 40+5 40+5 20 20+5 20+5 ca 25 15 Organiska kiselföreningar DC1107 40 ( p r o -duktens konc) " (vakuumtryckimp) 40 " 20 " PA 57 20 " E t y l p o l y s i l i k a t ca 40 % Si02 " 20 % Si02 Wacker 090 20 K a l i u m m e t y l s i l i k o n a t 42 Organisk halogenförening BA-59 20 Borföreningar, n a t r i u m -aluminat Ammoniumboratkoppar 15 Natriumaluminat 40 " + omimp med borsyra 40+6

Upp-tagn 98 98+68 98+80 98 58 58+47 58+48 61 76 40 115 33 48 37 29 83 44 ? 76 76+53 A k t i v subst

i träet Flamskydd (förkoln)

9,0 % S i 9,0 % Si 0,6 % B 9,0 % Si 2,7 % Si 2,7 % S i 0,4 % B 2,7 % S i 9,0 % Si 3,5 % Si 7,4 % S i 5,2 % Br 10 10 Al A l cm 4 5 7 3 >'30 >30 >30 >30 >30 P-30 ;'30 ^30 ?'30 ?'30 >30 >30 6 >30 730 2 4 Ca-pris 1989 ca 100-proc produkt kr/kg 143 205 26 71 60 25 9 (natrium-a l u m i n (natrium-a t )

21

Efterbehandling av flamskyddsimpregnerade prover ( B o l i d e n Flameproof) med

v a n l i g träolja r e s u l t e r a d e i a t t f l a m s k y d d s e f f e k t e n förlorades medan den andra träoljan, extrem, endast försämrade e f f e k t e n något.

Av de p o l y f o s f a t e r som p r o v a t s gav ammoniumpolyfosfat f l a m s k y d d s e f f e k t , som dock var något ojämn. Halten f o s f o r i proverna var r e l a t i v t låg. En något högre k o n c e n t r a t i o n på impregneringslösningen s k u l l e a n t a g l i g e n ge e t t u t märkt flamskydd. P o l y f o s f a t e r n a som n a t r i u m s a l t gav däremot i n g e t f l a m -skydd. Det är känt a t t n a t r i u m ökar brännbarheten i motsats t i l l ammoniak som b i d r a r t i l l f l a m s k y d d s e f f e k t e n genom a t t späda u t förbränningsgaserna. Försök a t t fälla olöslig magnesiumfosfat i n u t i träet r e s u l t e r a d e i a t t f l a m s k y d d s e f f e k t e n förlorades. A n t a g l i g e n lakades diammoniumfosfat (DAP) u t v i d omimpregnering med magnesiumsulfat.

Omimpregnering av DAP-impregnerade prover med dodecylamin gav en v i t , " f e t " , ojämn utfällning på proverna. Brandskyddet försämrades dock i n t e t r o t s a t t mer brännbart m a t e r i a l tillförts. Det är t r o l i g t a t t dodecylamin b i l d a r fällning så snabbt med DAP a t t endast för flamskyddet försumbara mängder DAP löses u t ur p r o v e t . Eftersom behandlingen gav en fällning på ytan s k u l l e en s l i p n i n g vara nödvändig före användning. Den " f e t a " ytan kan vara e t t problem om behandlat m a t e r i a l s k a l l l a c k a s .

Prover som först impregnerats med diammoniumvätefosfat, DAP, och därefter omimpregnerats med e t t v a t t e n b a s e r a t vattenavvisande medel förlorade s i n f l a m s k y d d s e f f e k t . A n t a g l i g e n lakades en för s t o r d e l av DAP u t v i d om-impregneringen v i l k e t också syntes i form av v i t utfällning i impregne-ringslösningen .

Fosforsyraestrarna gav ingen f l a m s k y d d s e f f e k t . F o s f o r h a l t e n i prover

behandlade med TDCP och TBEP var r e l a t i v t låga, t r o t s a t t höga k o n c e n t r a t i o -ner, 40 %, användes på impregneringslösningarna. Detta beror på a t t upptag-ningen var låg v i d doppupptag-ningen. Prover behandlade med d i b u t y l b u t y l f o s f o n a t tryckimpregnerades så a t t r e l a t i v t hög mängd f o s f o r erhölls i p r o v e t , 3,9 men t r o t s d e t t a gav behandlingen ingen f l a m s k y d d s e f f e k t . En t r o l i g anledning är a t t f o s f o r s y r a e s t a r n a i n t e innehåller några f r i a f o s f o r s y r a -grupper eftersom de är förestrade. Den huvudsakliga f l a m s k y d d s e f f e k t e n av fosforbaserade föreningar fås av f o s f o r s y r a som b i l d a s när föreningarna b r y t s ner v i d förhöjda t e m p e r t u r e r , v i l k e t b e s k r i v s i den l i t t e r a t u r s a m m a n -ställning som g j o r t s (Svensson, Ostman 1984).

Fosfonaterna som har f r i a f o s f o r s y r a g r u p p e r gav mycket god e f f e k t när

före-ningarna provades som ammoniumsalt medan n a t r i u m s a l t e t i n t e gav någon e f f e k t . A l l a de provade f o s f o n a t e r n a P l , P2, P3 och P4, gav bra e f f e k t v i d tillräckliga mängder f o s f o r , > 2 , 1 %, i träet. Möjligheten a t t få i n t i l l -räckligt höga h a l t e r f o s f o r beror på molprocenten f o s f o r i förening. För P l , P2 och P3 erhölls bra e f f e k t v i d r i m l i g a k o n c e n t r a t i o n e r på impregneringslösningarna. För P4 behövdes högre h a l t e r p g a lägre molprocent f o s -f o r . P4 innehåller t r e k a r b o x y l s y r a g r u p p e r . Det är där-för tänkbart a t t den kan fällas u t i n u t i träet med t ex koppar för a t t erhålla e t t h e l t l a k -säkert flamskydd. Detta har dock i n t e p r o v a t s här. K o p p a r s a l t e t av före-ningen är svårlösligt i v a t t e n .

En nackdel med f o s f o n a t e r n a , som innehåller kväve och som n e u t r a l i s e r a t s med ammoniak, är a t t de missfärgar träet, d e t b l i r g u l t . När n a t r i u m e l l e r TMAH används istället för ammoniak för a t t n e u t r a l i s e r a syran ger behand-l i n g e n ingen missfärgning, men endast TMAH ger bibehåbehand-lbehand-len fbehand-lamskydds-

flamskydds-e f f flamskydds-e k t . Omimprflamskydds-egnflamskydds-ering mflamskydds-ed k a l c i u m a c flamskydds-e t a t för a t t fälla syran r flamskydds-e s u l t flamskydds-e r a d flamskydds-e i a t t f l a m s k y d d s e f f e k t e n förlorades. A n t a g l i g e n lakades en d e l av f o s f o n a t e t u t v i d omimpregneringen.

A l l a fem aniinsalterna av f o s f o r s y r a gav bra brandskyddseffekt v i d r i m l i g a f o s f o r h a l t e r , ca 2-4 i trä. N4 var något sämre jämfört med de andra v i d f o s f o r h a l t i samma s t o r l e k s o r d n i n g . Denna behandling gav även en utfällning på ytan e f t e r impregnering. Detta kan tänkas vara orsaken t i l l den sämre e f f e k t e n eftersom s a l t e t kanske i n t e h i n n e r p e n e t r e r a i n i träet innan d e t f a l l e r u t . Även dessa behandlingar gulfärgar träet något, men mindre än f o s f o n a t e r n a .

Den kvartära ammoniumföreningen Ethoquad 2 C/11 f o s f a t gav ingen flarn-s k y d d flarn-s e f f e k t . F o flarn-s f o r h a l t e n i träet b l i r låg t r o t flarn-s a t t en r e l a t i v t hög h a l t av produkten f i n n s i träet p g a låg molprocent f o s f o r i föreningen. Detta är en nackdel med de högmolekylära föreningarna. F o s f o r s y r a n e u t r a l i s e r a d med tetrabutylammoniumhydroxid (TBAH) gav h e l l e r ingen f l a m s k y d d s e f f e k t t r o t s r e l a t i v t hög f o s f o r h a l t i träet. Med tetrametylammoniumhydroxid (TMAH) erhölls e f f e k t med r e l a t i v t höga f o s f o r h a l t e r i trä.

Av de övriga fosforforeningarna som provades gav d o d e c y l f o s f o r s y r a en l i t e n f l a m s k y d d s e f f e k t v i d den k o n c e n t r a t i o n som provades. E f f e k t e n var dock låg i förhållande t i l l f o s f o r h a l t e n som v a r 3,4 % i träet. En orsak kan vara a t t föreningen är provad som s y r a , d v s i n t e n e u t r a l i s e r a d med ammoniak som b i d r a r t i l l flamskyddet. Behandlingen gav utfällningar på ytan v i d i m -pregneringen. Ammoniumdodecylsulfat gav ingen f l a m s k y d d s e f f e k t .

Behandling med d i c y a n d i a m i d - f o s f o r s y r a - b o r s y r a gav bra brandskydd v i d im-p r e g n e r i n g med 2 0 - im-p r o c e n t i g lösning men i n g e t flamskydd v i d 10 %. V i d 20 % k o n c e n t r a t i o n syns utfällning på ytan d i r e k t e f t e r t o r k n i n g , medan den 10-p r o c e n t i g a lösningen i n t e gav några utfällningar. F o s f o r s y r a n e u t r a l i s e r a d med BL816 gav ingen f l a m s k y d d s e f f e k t . Endast låga h a l t e r f o s f o r kunde uppnås i träet p g a a t t höga mängder BL816 behövdes för a t t n e u t r a l i s e r a f o s -f o r s y r a n .

Försök med a t t f o s f o r y l e r a träprover gav ingen f l a m s k y d d s e f f e k t . Den kom-m e r s i e l l a produkten FireX gav h e l l e r ingen e f f e k t v i d de rekokom-mkom-menderade k o n c e n t r a t i o n e r n a .

De oorganiska kiselföreningarna som provades gav bra f l a m s k y d d s e f f e k t men omimpregnering av prover med b o r s y r a , k a l c i u m a c e t a t e l l e r k o l d i o x i d (CO2) för a t t fälla u t dem i n u t i träet, gav k r a f t i g a utfällningar på ytan d i r e k t e f t e r behandling.

Av de organiska kiselföreningarna gav ingen av de vattenolösliga f l a m -s k y d d -s e f f e k t t r o t -s a t t r e l a t i v t höga mängder i trä provade-s. Det är dock o k l a r t om provning på fanér är rättvisande för denna t y p av behandling. Kiselföreningar verkar genom s k y d d s s k i k t s t e o r i n (Lyons 1970) och i n t e kemiskt. En o r g a n i s k kiselförening provas därför även i lådmetoden där t j o c k a r e prover används. Med k a l i u m m e t y l s i l i k o n a t som är vattenlösligt e r

-23 hölls bra f l a m s k y d d s e f f e k t men behandlingen gav utfällningar på y t a n d i r e k t e f t e r impregnering.

Natriumaluminat och n a t r i u m a l u m i n a t som omimpregnerats med borsyra gav bra

f l a m s k y d d s e f f e k t men även dessa behandlingar gav k r a f t i g a utfällningar på ytan. Ammoniumborat/koppar gav ingen f l a m s k y d d s e f f e k t .

Den organiska halogenföreningen BA59 gav ingen f l a m s k y d d s e f f e k t . RESULTAT AV INLEDANDE FUKTPROVNING

F u k t s t a b i l i t e t

F u k t s t a b i l i t e t e n provades på behandlingar som g i v i t f l a m s k y d d s e f f e k t och som i n t e g i v i t utfällningar på y t a n e f t e r t o r k n i n g . I t a b e l l 2 v i s a s r e s u l -t a -t e n från provningen. B o l i d e n Flame Proof användes som r e f e r e n s . Koncen-t r a Koncen-t i o n e r n a på impregneringslösningarna är desamma som v i d impregnering för p r o v n i n g av flamskyddet, men upptagningen b l e v genomgående större eftersom proverna t r y c k i m p r e g n e r a t s . Tabellen v i s a r upptagning v i d impregnering och hur många c y k l e r u p p f u k t n i n g / u t t o r k n i n g som behövdes innan utfällning kunde observeras. K l i m a t e t v i d uppfuktningen v a r i e r a d e mellan 85-98 % r e l a t i v l u f t f u k t i g h e t och 20 "C och v i d t o r k n i n g i e x i k a t o r mellan 15-20 % r e l a t i v l u f t f u k t i g h e t v i d rumstemperatur.

TABELL 2. R e s u l t a t inledande f u k t p r o v n i n g .

Behandling

Upptag-n i Upptag-n g , % Cykel v i d märk-bar utfällning

Cykel v i d kraf-t i g ukraf-tfällning B o l i d e n Flame Proof 103 1 2 B o l i d e n Flame Proof + extrem träolja 105 +1,9 2 4 Ammonium p o l y f o s f a t 91 2 4 Pl ammoniumsalt 117 >6 Pl tetrametylammonium-h y d r o x i d (TMAH) 74 > 4 P2 ammoniumsalt 101 1 K a l i u m m e t y l s i l i k o n a t 79 1* NI f o s f o r s y r a (20 %) 103 5 6 N2 f o s f o r s y r a 132 F o s f o r s y r a t e t r a m e t y l -ammoniumhydroxid (TMAH) 116 1 Utfällningen ökar i n t e . Inget syns e f t e r 4 c y k l e r . * utfällningar syntes redan e f t e r impregneringen.

För prover med " a n t a l c y k l e r " menas a t t f l e r c y k l e r i n t e p r o v a t s men a t t ingen utfällning o b s e r v e r a t s fram t i l l och med den c y k e l n . God f u k t s t a b i l i -t e -t erhölls med f o s f o n a -t e n P l , både n e u -t r a l i s e r a d med ammoniak och

med TMAH, och med två av a m i n s a l t e r n a , NI och N2, av f o s f o r s y r a . A l l a p r o -ver t e s t a d e s i n t e p a r a l l e l l t varför a v v i k e l s e r i k l i m a t och p r o v n i n g s t i d förekommer. E f t e r f u k t p r o v n i n g torkades prover som var impregnerade med f o s f o n a t P l v i d 103 "C och behandlingen gav i n t e någon utfällning på y t a n , v i l k e t t y d e r på var den är mycket f u k t s t a b i l . Fosfonat P3 provades i n t e men kan p g a dess kemiska karaktär förväntas ge l i k a god f u k t s t a b i l i t e t som P l . En nackdel med behandling med f o s f o n a t e r , som innehåller kväve och som n e u t r a l i s e r a s med ammoniak, är a t t proven b l i r gulfärgade e f t e r impregne-r i n g .

Obehandlade r e f e r e n s e r v a r h e l t täckta med mögel e f t e r några c y k l e r . Mögel-tillväxten på prover behandlade med f o s f o n a t e r var b e t y d l i g t lägre än för obehandlade och r e f e r e n s p r o v e r . B o l i d e n Flame Proof-behandlade prover var också mögliga. Prover behandlade med N 2 - f o s f o r s y r a hade l i t e mögel på y t a n e f t e r andra c y k e l n .

K a l i u m m e t y l s i l i k o n a t och f o s f o n a t e n P2, som är kemiskt r e l a t i v t o l i k P l och P3, var mycket fuktkänsliga och gav saltutfällningar d i r e k t v i d första upp-f u k t n i n g e n . Ammoniumpolyupp-fosupp-fat och e upp-f t e r b e h a n d l i n g av B o l i d e n Flame Prooupp-f med träolja var något mer f u k t s t a b i l a än enbart B o l i d e n Flame Proof. De be-dömdes dock i n t e vara tillräckligt bra för f o r t s a t t utvärdering.

Laksäkerhet

Tre behandlingar provades med avseende på laksäkerhet: P l som ammoniumsalt i 2 0 - p r o c e n t i g behandlingslösning, P3 som ammoniumsalt 2 0 - p r o c e n t i g samt f o s f o r s y r a N2-amin 13 %. E f t e r läkning brandprovades fanéren och brand-skyddet fanns då i n t e kvar. Det v i s a r a t t ingen av dessa behandlingar är s k "laksäker". Denna p r o v n i n g är dock r e l a t i v t hård och kan i n t e d i r e k t

25 RESULTAT AV BRANDPROVNING ENLIGT SVENSKA STANDARDMETODEN

De behandlingar som g e t t bra r e s u l t a t v i d brandprovning av fanér i metoden för tunna m a t e r i a l och som g e t t e l l e r kan förväntas ge en ökad f u k t s t a b i l i -t e -t har brandprova-ts e n l i g -t den svenska s-tandardme-toden, den s k lådme-to- lådmeto-den .

I f i g u r 2 v i s a s r e s u l t a t e t från p r o v n i n g av obehandlat trä samt behandling med det kommersiella medlet B o l i d e n Flame Proof. Behandling med Boliden Flame Proof v i d 110 kg/m^ trä ger k l a s s I med god m a r g i n a l .

R&kgastttmp.

5 0 0

Boild«n flameproof 1 1 0 k g / m

Tid minuter

Figur 2. Brandprovning av obehandlad samt med B o l i d e n Flame Proof behand-l a d f u r u s p behand-l i n t .

I t a b e l l 3 v i s a s de behandlingar som p r o v a t s i lådmetoden samt en samman-ställning av impregneringsdata och r e s u l t a t . Koncentrationen på impregneringslösningarna, upptagningen samt den t o t a l a mängden k e m i k a l i e r i p r o v e r -na anges. Mängden är beräk-nad v i d en d e n s i t e t hos trä på 490 kg/m^. Halten a k t i v substans, f o s f o r , (P) i trä, anger h a l t e n av det ämne som antas vara mest a k t i v t u r flamskyddssynpunkt. Även andra ämnen kan b i d r a t i l l e f f e k -t e n . Kemikaliernas c i r k a p r i s sam-t den brandklass som uppnå-t-ts r e d o v i s a s . Någon behandlingskostnad kan i n t e anges eftersom behandlingarna i n t e är op-t i m e r a d e .

Fosfonaterna provades som ammoniumsalt och n e u t r a l i s e r a d med t e t r a m e t y l -ammoniumhydroxid (TMAH), som i n t e ger den gulfärgning av proven som erhölls när f o s f o n a t e n n e u t r a l i s e r a d e s med ammoniak. F l e r a a m i n s a l t e r av f o s f o r s y r a provades eftersom de som provades i l i t e n skala gav god f u k t s t a b i l i t e t . Förutom dessa provades även en o r g a n i s k kiselförening, Dow Corning 1248, eftersom brandprovning på fanér i metoden för tunna m a t e r i a l kan vara miss-visande på denna t y p av föreningar. Kiselföreningar v e r k a r a n t a g l i g e n genom andra flamskyddsmekanismer än de f o s f o r b a s e r a d e föreningarna.

TABELL 3. Impregneringsdat _{a och r e s u l t a t från brandprovning i} Behandling Koncentr. impr.lösn 0/ /O Upptag ning 0/ /O K e m i k a l i e -mängd i trä kg/m^ H a l t a k t i v substans i trä, % P Brand-k l a s s C a - p r i s e r 1989 k r / k g B o l i d e n Flame Proof 20 112 110

?

I 20 Pl/ammoniak 20/5,3 114 141 7,1 I 16 (25-procen-t i g ammoniak 2,50) n_ 15/4,4 108 103 5,0 I i r _ 10/3,2 110 71 3,4 I I Pl/TMAH 20/ca 25 129 ca 284 8,0 I I P3/ammoniak 20/7,2 116 155 6,3 I 22 15/6,0 118 121 4,8 I i i _ 10/3,9 110 75 3,0 I I P4/ammoniak 30/7 133 241 4,6 I 43 F o s f o r s y r a /N2-amin 13/8,2 124 129 5 I _{29 amin} 6 f o s f o r s y r a 10/6,6 125 102 4 I I F o s f o r s y r a /N5-amin 15/11,1 130 166 6,2 I 32 amin 12/7,5 122 116 4,6 I I F o s f o r s y r a /N4-amin 12/11,6 115 133 4,4 I I I 55 amin Fosforsyra /N6-amin 15/6,4 135 142 6,4 I 19 amin Dow Corning 1248 35 80 137

-

I I I 137 I f i g u r 3 v i s a s r e p r e s e n t a t i v a r e s u l t a t från t e s t av dubbelprov för två o l i k a b e h a n d l i n g a r , f o s f o n a t P3 och fosforsyra/N2-amin. Dubbelproverna gav r e l a t i v t l i k a r e s u l t a t . I fortsättningen v i s a s därför endast medelvärdet. A l l a behandlingar är dock i n t e dubbelprovade p g a den goda överensstämmel-sen mellan proverna.

27 5 0 0 RÖkgastemp. I / Fo8foriyra/N2-amln Fosfonat P 3 Tid minutar

Figur 3. Brandprovning av dubbelprov av f o s f o n a t P3 och fosforsyra/N2-amin.

I f i g u r 4 v i s a s r e s u l t a t e t för f o s f o n a t e t P l som ammoniumsalt, impregnerad i t r e o l i k a k o n c e n t r a t i o n e r . V i d de båda högre k o n c e n t r a t i o n e r n a , här an-givna i kg/m^ trä, k l a r a r proverna k l a s s I och v i d den högsta h a l t e n med s t o r m a r g i n a l . 5 0 0 Rökgastamp. Fosfonat P l / a m m o n i a k Tid minutar 10 Figur 4. Brandprovning av f o s f o n a t P l i t r e o l i k a k o n c e n t r a t i o n e r i kg/m3 trä.