DE3819484A1 - Flammenschutzbeschichtungsmittel - Google Patents
FlammenschutzbeschichtungsmittelInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein eine Dämmschicht bildendes
Beschichtungsmittel auf der Basis einer wäßrigen, intumeszierenden
Kunstharzdispersion zu Flammschutzzwecken nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, im Brandfall gefährdete Teile, z.B. Kabelmuffen,
Kabeldurchführungen oder andere Teile aus Kunststoff, Holz und
Stahl oder dergleichen, mit einem Feuerschutzmaterial zu be
schichten. Als Feuerschutzmaterial kann mit Vorteil ein Material
verwendet werden, das sich unter Feuereinwirkung ausdehnt und
sich dabei in ein abdichtendes und schlecht wärmeleitendes kru
stenartiges Material umwandelt.
Eine bekannte intumeszierende Flammschutzbeschichtung
besitzt die Eigenschaft, im Brandfalle über dem zu
schützenden Material eine isolierende Kohlenstoffschicht
auszubilden, deren Dicke ein Vielfaches der ursprünglichen
Beschichtung beträgt. Die Kohlenstoffschicht bildet eine
wirksame Abschirmung gegen Feuer und Wärmeeinwirkung und
bewirkt als Dämmschicht z.B. einer elektrischen Installa
tion, daß im Brandfalle deren Funktion länger aufrechter
halten wird sowie, daß weiterhin die durch z.B. brennende
Kabel normalerweise hervorgerufenen Sekundärschäden, wie
die Abspaltung korrosiver Gase, minimiert werden. Ein
bekanntes intumeszierendes Flammschutzmittel besteht z.B.
aus den folgenden Komponenten:
1. einer säurebildenden Verbindung, z.B. Phosphorsalze,
die unter Hitzeeinwirkung eine nicht flüchtige Säure
freisetzt, die
2. eine hydroxylgruppenreiche Komponente, z.B. Stärke oder
Pentaerythrit, unter Wasserfreisetzung in Kohlenstoff
und Kohlendioxid zersetzt, und
3. einem Treibmittel, z.B. Guanidin oder Melamin, das die
Schaumbildung der Kohlenstoffzersetzungsprodukte be
wirkt.
Wahlweise können weiterhin Pigmente, Bindemittel und
unterschiedliche Aktivatoren zugesetzt sein.
Als Beispiel für eine solche intumeszierende Dispersion
ist z.B. aus der US-Patentschrift 41 66 743 eine Zusammen
setzung bekanntgeworden, die Ammoniumpolyphosphat als
Säurebildner, Dipentaerythrit und Stärke als Kohlenstoff
liefernde Komponenten sowie Dicyanidamid als Treibmittel
enthält. Ein Nachteil dieser Zusammensetzung liegt jedoch
darin, daß die im Brandfall gebildete Dämmschicht relativ
leicht durch mechanische Einwirkungen beeinträchtigt oder
gar zerstört werden kann, wie z.B. durch Erschütterungen,
verursacht durch herunterfallende Gebäudeteile oder auch
durch die bei Bränden häufig auftretenden Luftbewegungen.
Als Folge davon ist die Flammschutzwirkung stark reduziert
oder gar nicht mehr gegeben.
Diesem Problem kann teilweise dadurch begegnet werden, daß
man, wie in der deutschen Patentschrift 28 07 697 offenbart,
der oben beschriebenen Flammschutzdispersion wärmehärtende
Phenoplaste zusetzt, die dem Kohlenstoffschaum eine erhöhte
Festigkeit verleihen. Ein Nachteil dieses Verfahrens be
steht darin, daß Phenoplaste sich nicht als Zusatz für
wasserlösliche Dispersionen eignen; darüber hinaus werden
beim Erwärmen u.a. giftige Stoffe, z.B. Phenol und Form
aldehyd, freigesetzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Be
schichtungsmittel in Form einer intumeszierenden, wäßrigen
Kunstharzdispersion als Flammschutz bereitzustellen, die
unter Hitzeeinwirkung in ungiftiger Weise eine gegenüber
mechanischen Einwirkungen relativ stabile Kohlenstoff
schaumschicht bildet.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der Kunstharzdis
persion ein Granulat auf Basis von Alkalipolysilikat zu
gesetzt wird, dessen Partikeln schwer wasserlöslich sind.
Es ist bereits eine Reihe von Flammschutzmitteln bekannt,
die hydratisiertes Alkalipolysilikat in Granulatform ent
halten. Aufgrund ihrer Fähigkeit durch Aufnahme von Wasser
molekülen zwischen die Silicium-Sauerstoffschichten auf
ein Vielfaches ihrer ursprünglichen Größe anzuquellen,
eignen sich Alkalipolysilikate ebenfalls gut als intumes
zierende Komponenten in Flammschutzdispersionen. So offen
baren z.B. die US-Patentschriften der Anmelderin US-A-
42 73 879 und US-A-45 21 333 unterschiedliche Flammschutz
beschichtungen, die Alkalipolysilikate in Granulatform als
alleinige, intumeszierende Komponenten enthalten.
Um die Verarbeitung zu erleichtern bzw. die Haltbarkeit
der Polysilikatpartikeln zu erhöhen, ist es weiterhin be
kannt, sie mit einer wasserabweisenden Umhüllung zu ver
sehen, die verhindern soll, daß sich die Partikeln vorzeitig
auflösen. So ist es z.B. aus der ebenfalls von der Anmel
derin eingereichten US-Patentschrift US-A-42 18 502 bekannt,
bei Verwendung in Dachbeschichtungen die Polysilikatpar
tikeln mit einer Schicht zu umgeben, die aus einer Metall
seife und einer ionisierbaren Verbindung des gleichen
Metalles, z.B. einem Hydroxid oder einem Chlorid, besteht.
In Gegenwart von Wasser entsteht in der Umhüllung ein
Metall-Kation, das mit dem Polysilikation zu einem Reak
tionsprodukt von geringerer Wasserlöslichkeit reagiert.
Es ist jedoch nicht bekannt, ein schwer wasserlösliches
Granulat auf Alkalipolysilikatbasis als Zusatz zu wäßrigen
Flammschutzanstrichen beizumischen.
Im Gegenteil zum zuletzt erwähnten Stand der Technik wird
bei der vorliegenden Erfindung das Alkalipolysilikat der
wäßrigen Kunstharzdispersion nicht wegen seiner intumes
zierenden Eigenschaften zugefügt. Die Dispersion enthält
bereits alle notwendigen Komponenten, die im Brandfalle
die Ausbildung einer isolierenden Kohleschaumschicht be
wirken, so daß der Zusatz einer weiteren intumeszierenden
Komponente, in diesem Fall das Alkalipolysilikat, nicht
notwendig ist.
Es hat sich jedoch überraschend herausgestellt, daß wäßrige,
intumeszierende Kunstharzdispersionen, denen Alkalipoly
silikat in Granulatform zugesetzt wird, im Brandfalle eine
Kohlenstoffschaumschicht bilden, die sehr viel beständiger
ist als die von silikatfreien Dispersionen gebildete. Die
Beschichtung auf der Basis einer polysilikathaltigen Kunst
harzdispersion ist widerstandsfähig gegen mechanische Ein
wirkungen und Feuchtigkeit und bildet bei Feuer keine
giftigen Gase, wie das bei organischen z.B. Phenoplaste
enthaltenden Schaumbildnern der Fall ist. Außerdem trägt
das von dem Polysilikat freigesetzte Wasser im Brandfalle
zu einer Abkühlung der Oberfläche bei.
Um diese gewünschten Effekte in wäßrigen Kunstharzdisper
sionen dauerhaft zu gewährleisten, muß jedoch dafür Sorge
getragen werden, daß das verwendete in der Regel wasser
lösliche Alkalipolysilikat in der Dispersion nicht aufge
löst wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß
die einzelnen Partikeln des Silikatgranulats schwer wasser
löslich sind. Das kann z.B. vorzugsweise dadurch erreicht
werden, daß man sie mit einer wasserabweisenden Umhüllung
umgibt. Geeignete Hydrophobierungsmittel können z.B. Wachse
oder Paraffin sein, die Hydrophobierung erfolgt nach
bekannten Verfahren.
In einer weiteren Ausgestaltung kann das Granulat ein
Borat, z.B. Zinkborat, in einer Menge enthalten, daß sich
das molare Verhältnis von Bor zu Alkalimetall in einem
Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,9 bewegt.
Bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Alkalipolysilikat kann
es sich z.B. um Natrium- oder Kalium- aber auch Lithium
polysilikate handeln. Der Aufbau des Polysilikates ent
spricht der Formel M₂O : xSiO₂, wobei M für das Metall und x
für einen Zahlenbereich von etwa 1,5 bis etwa 4,0 steht.
Darüber hinaus kann das Granulat zu 5 bis 15 Gew.-% aus
Wasser bestehen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dem Beschich
tungsmittel das Silikatgranulat in einer Menge zuzusetzen,
die zwischen 5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise jedoch zwischen
15 bis 50 Gew.-% variiert.
17 Gew.-% Wasser
17 Gew.-% Anstrichzusätze
4 Gew.-% Titanoxid
11 Gew.-% Pentaerythrit
11 Gew.-% Phosphorsalze
17 Gew.-% Dicyandiamid
16 Gew.-% Kunstharzdispersion
30 Gew.-% Alkalisilikatgranulat
17 Gew.-% Anstrichzusätze
4 Gew.-% Titanoxid
11 Gew.-% Pentaerythrit
11 Gew.-% Phosphorsalze
17 Gew.-% Dicyandiamid
16 Gew.-% Kunstharzdispersion
30 Gew.-% Alkalisilikatgranulat
- 1. 57 Gew.-% Natriumpolysilikat der Formel
Na₂O : xSiO₂ mit x gleich 2,8 und
43 Gew.-% Zinkborat der Formel3 ZnO×2 B₂O₃; - 2. 62 Gew.-% Kaliumpolysilikat der Formel
K₂O : xSiO₂mit x gleich 2,8 und
38 Gew.-% Zinkborat der Formel siehe oben; - 3. eine der unter 1. oder 2 genannten Zusammensetzungen, die zusätzlich, bezogen auf das Gesamtgewicht, 7,5 Gew.-% Wasser enthält.
In allen vier Fällen wurde der Durchmesser der Partikeln so
gewählt, daß er sich in einem Bereich von 300 bis 840 µ
bewegte. Als Hydrophobierungsmittel wurde Wachs verwendet.
Claims (9)
1. Beschichtungsmittel auf der Basis einer wäßrigen, intu
meszierenden Kunstharzdispersion zu Flammschutzzwecken mit
- a) säurebildenden Verbindungen in Form von Salzen einer anorganischen, nicht flüchtigen Säure,
- b) hydroxylgruppenreichen Verbindungen, die sich in Ge genwart von Säuren und Wärme zu Kohlenstoff, Wasser und Kohlendioxid zersetzen,
- c) einem Treibmittel, das für die Schaumbildung der koh lenstoffreichen Zersetzungsprodukte sorgt und
- d) einem thermoplastischen Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß ein Granulat auf Alkali polysilikatbasis zugesetzt wird, dessen Partikeln schwer wasserlöslich sind.
2. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Partikeln mit einer wasserabweisenden Um
hüllung versehen sind.
3. Beschichtungsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die wasserabweisende Umhüllung aus
Paraffin oder Wachs besteht.
4. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat Borat in einer
Menge enthält derart, daß das molare Verhältnis von Bor
zu Alkalimetall in einem Bereich von etwa 0,2 bis etwa
0,9 liegt.
5. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Alkalipolysilikat der
Formel M2O : xSiO2 entspricht, wobei M für das
Alkalimetall und x für einen Zahlenbereich von etwa
1,5 bis etwa 4,0 steht.
6. Beschichtungsmittel nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß es sich bei dem Alkalipolysilikat um
Natrium- oder Kaliumpolysilikat handelt.
7. Beschichtungsmittel nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß es sich bei dem Alkalipolysilikat um
Lithiumpolysilikat handelt.
8. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat zu 5 bis
15 Gew.-% Wasser enthält.
9. Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat der Kunstharz
dispersion in einer Menge zugesetzt wird, die zwischen
5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 15 bis 50 Gew.-%,
liegt.
Priority Applications (3)
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DE19883819484 DE3819484A1 (de) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | Flammenschutzbeschichtungsmittel |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883819484 DE3819484A1 (de) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | Flammenschutzbeschichtungsmittel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3819484A1 true DE3819484A1 (de) | 1989-12-14 |
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ID=6356113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883819484 Withdrawn DE3819484A1 (de) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | Flammenschutzbeschichtungsmittel |
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Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JPH0232177A (de) |
DE (1) | DE3819484A1 (de) |
Cited By (1)
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1988
- 1988-06-08 DE DE19883819484 patent/DE3819484A1/de not_active Withdrawn
-
1989
- 1989-06-01 EP EP19890305518 patent/EP0346001A3/de not_active Withdrawn
- 1989-06-07 JP JP14505389A patent/JPH0232177A/ja active Pending
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DE4444160A1 (de) * | 1994-12-12 | 1996-06-13 | Erika Balle | Feuerschutzmittel und Verfahren zum Aufbringen eines Feuerschutzmittels |
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EP0346001A3 (de) | 1991-07-17 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8141 | Disposal/no request for examination |