DE4027678C1 - - Google Patents

Abstract

Proposed is a cold- or thermosetting plastics material for the production of non-combustible mouldings and flame-retardant coatings on substrates and building components exposed to a fire risk. The material consists of a duroplast and at least 50 % by wt., relative to the material, of a dry filler in powder form made up of particles with flame-extinguishing properties.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Bauteile, Formkörper und Bauelemente, die in Bereichen und Anwendungsfällen eingesetzt werden, bei denen Fragen des Feuerschutzes eine wichtige Rolle spielen.The invention relates to components, moldings and components that in Areas and applications are used in which questions of fire protection play an important role.

Es gibt bereits Bauteile mit Hohlräumen, die mit einem Feuerlöschpulver gefüllt sind (vgl. DE-PS 23 19 675, US-PS 30 40 815). Ferner gibt es Bauteile, die mit Mineralstoffen, wie Vermiculit, verkleidet sind (EU-OS 02 29 854). Es gibt aber auch Flammenschutzmittel, die für die verschiedensten Werkstoffe verwendbar sind. Diese wirken im allgemeinen feuererstickend oder verkohlungsfördernd oder sperr- oder dämmschichtbildend. Es handelt sich hierbei um Imprägnierungsmittel, Lacke oder Überzugsschichtmaterialien. Ebenso ist es bekannt, Bauteile aus Kunststoff flammenfest oder schwer entflammbar auszubilden, indem man selbstverlöschende Kunststoffe verwendet und/oder den Kunststoffen flammenwidrige Bestandteile beimischt. Hierzu gehören unter anderem chlorierte Paraffine und Chromverbindungen. Ferner gibt es feuerhemmende Bauteile mit bei Hitze schäumenden Werkstoffen (EU 02 08 227).There are already components with cavities filled with a fire extinguishing powder are (see. DE-PS 23 19 675, US-PS 30 40 815). There are also components that contain minerals, are clad like vermiculite (EU-OS 02 29 854). But there are also flame retardants that can be used for a wide variety of materials. These generally have a fire-suffocating or charring-promoting or blocking or insulating layer. These are impregnating agents, varnishes or Coating layer materials. It is also known that plastic components are flame-resistant or flame retardant by using self-extinguishing plastics used and / or admixed flame retardant components to the plastics. These include chlorinated paraffins and chromium compounds. Further there are fire-retardant components with foaming materials (EU 02 08 227).

Viele dieser Werkstoffe und der daraus gefertigten Bauteile oder dgl. eignen sich nur begrenzt für den Einsatz in kritischen Bereichen. Oft verlieren sie nach einmaliger Hitze- oder Flammeneinwirkung ihre Form und Schutzwirkung.Many of these materials and the components or the like made from them are suitable only limited for use in critical areas. They often lose after one time The shape and protective effect of heat or flame.

Es ist Aufgabe der Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen und die Möglichkeit zu geben, das Entstehen oder Weitergreifen von Bränden auch in kritischen Bereichen auf zuverlässige und einfache Weise auszuschalten, auch noch nach erstmaliger Einwirkung von Hitze oder Flammen. Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst.It is an object of the invention to remedy this and the possibility give, the occurrence or spread of fires even in critical areas turn off in a reliable and easy way, even after exposure to heat or flame for the first time. This object is achieved by the teaching of claim 1.

Dabei wird die Möglichkeit geschaffen, die in brandgefährdeten Bereichen oder Anwendungsfällen benötigten Bauteile, Formkörper oder dgl. von vorneherein so auszubilden, daß bei entstehenden Bränden ein Übergreifen des Feuers selbst bei direkter und länger andauernder Flammeneinwirkung weitgehend verhindert wird, ohne daß die Teile ihre Form oder Schutzwirkung verlieren. Die verwendeten Duroplaste lassen sich in herkömmlichen unterschiedlichen Weisen verarbeiten. Es ist dabei auch möglich, die Verarbeitung in Stufen mit teilweiser und später endgültiger Aushärtung vorzunehmen.This creates the possibility of being in fire risk areas or Applications, components, moldings or the like. From the outset train that in the event of fire, the fire itself will spread direct and prolonged exposure to flame is largely prevented, without the parts losing their shape or protective effect. The thermosets used can be divided into conventional ones Process wise men. It is also possible to use the processing in stages partial and later final curing.

Bevorzugt verwendetes Duroplast ist Epoxidharz, zweckmäßigerweise in reiner Form. Diesem wird der trockene, pulverförmige Füllstoff in möglichst großem Anteil, vorteilhafterweise von 50 Gew.-% und mehr der Kunststoffmasse so zugemischt, daß die Oberfläche der löschaktiven Teilchen gegen Feuchtigkeitseinflüsse durch einen Duroplastfilm geschützt sind. Anstelle von Epoxidharz können aber auch andere Duroplaste, wie Phenoplaste oder Aminoplaste, verwendet werden.The preferred thermoset is epoxy resin, expediently pure Shape. The dry, powdery filler is as large as possible Proportion, advantageously from 50 wt .-% and more of the plastic mass admixed that the surface of the extinguishing particles against moisture are protected by a thermoset film. Instead of epoxy resin, other thermosets, such as phenoplasts, can also be used or aminoplasts can be used.

Die Auswahl des Pulvers ist nach den Anwendungserfordernissen zu treffen. Als Anhaltspunkt können dabei die nationalen oder internationalen Brandklassen und die für diese Brandklassen zugelassenen pulverförmigen Löschmittel dienen.The choice of powder is to be made according to the application requirements. As The national or international fire classes and the powdered extinguishing agents approved for these fire classes are used.

Geeignet sind z. B. Pulvermischungen, die Kalium- und/oder Natriumhydrogencarbonate und/ oder Kaliumsulfate enthalten. Es können auch Pulver auf der Basis von KHCO₃ und Harnstoff für die Brandklassen B und C eingesetzt werden, bei denen es um brennbare flüssige Stoffe bzw. um ggf. unter Druck austretende gasförmige Stoffe geht. Hierfür und zusätzlich für die Brandklasse A, bei der es um sowohl Flammen als auch glutbildende feste Stoffe organischer Natur geht, kann das Pulver auch aus Gemischen aus Ammoniumphosphat und Ammoniumsulfat bestehen.Are suitable for. B. powder mixtures, the potassium and / or sodium bicarbonates and/  or contain potassium sulfates. It can also be powder based on KHCO₃ and urea are used for fire classes B and C, which are: flammable liquids or gaseous gases that may escape under pressure Fabrics goes. For this and in addition for fire class A, which involves both Flames as well as glowing solid substances of an organic nature can do that Powder also consist of mixtures of ammonium phosphate and ammonium sulfate.

In den Bauteilen, Formkörpern, Beschichtungen oder dgl., die aus der Kunststoffmasse nach der Erfindung gebildet werden, liegen die löschaktiven Teilchen in dichter Packung vor. Da sie fest in die Duroplastmatrix eingebunden sind, behalten sie auch unter der direkten Flammeneinwirkung ihre feste Lage bei. Es wird dabei auf eine möglichst große löschaktive Oberfläche Wert gelegt. Daher sind Pulver mit extrem kleinen löschaktiven Pulverteilchen, die in extrem großer Zahl pro Volumeneinheit vorliegen, bevorzugt. Die Teilchenzahl pro ml der Pulvermenge übersteigt 10⁴ und liegt vorzugsweise zwischen 10⁶ und 10⁷.In the components, moldings, coatings or the like, which are made of the plastic mass are formed according to the invention, the extinguishing particles are in tight packing. Since they are firmly integrated into the thermoset matrix, keep they also maintain their fixed position under the direct influence of flame. It great importance is attached to the largest possible active surface. Therefore are powders with extremely small extinguishing powder particles that are extremely large Number per unit volume is preferred. The number of particles per ml of powder exceeds 10⁴ and is preferably between 10⁶ and 10⁷.

Es hat sich als besonders wirkungsvoll erwiesen, wenn die Konzentration der löschaktiven Pulverteilchen vor allem im Bereich der freien Oberfläche des Formkörpers, des Bauteils oder der Beschichtung besonders groß ist. Dies läßt sich bei der Herstellung oder Ausformung auf einfache Weise dadurch erreichen, daß in der ausgeformten oder aufgebrachten Kunststoffmasse die löschaktiven Teilchen durch Preßdruck und/oder Vibration verdichtet werden, während gleichzeitig die im Bereich der Oberfläche überstehende oder überschüssige Duroplastmenge abgesaugt oder anderweitig entfernt wird. Dies kann z. B. mit Hilfe einer abziehbaren, für das Duroplast durchlässigen Folie und einer das Duroplast aufsaugenden Vlieslage auf einfache und wirksame Weise erreicht werden. Die löschaktiven Teilchen in der freiliegenden Oberfläche sind dann nur noch von einem die Teilchen sicher gegen Feuchtigkeitseinfluß schützenden Film überzogen.It has proven particularly effective when the concentration of the extinguishing active powder particles especially in the area of the free surface of the Shaped body, the component or the coating is particularly large. This leaves can easily be achieved during manufacture or molding, that the extinguishing active in the molded or applied plastic mass Particles are compressed during compression and / or vibration at the same time the excess or excess amount of thermoset in the area of the surface is suctioned off or otherwise removed. This can e.g. B. with help one peelable film that is permeable to the thermoset and one the thermoset absorbent fleece layer can be achieved in a simple and effective manner. The active particles in the exposed surface are then only of  coated with a film protecting the particles against the influence of moisture.

Die Kunststoffmasse enthält außer dem löschaktiven Pulver in der Regel keine weiteren Füllstoffe.The plastic mass usually does not contain anything other than the extinguishing powder other fillers.

Die löschaktiven Füllstoffe verleihen dem Duroplast nach der Aushärtung eine erhöhte Steifigkeit und Oberflächenhärte sowie eine verbesserte Abriebfestigkeit.The extinguishing fillers give the thermosetting plastic once it has hardened increased rigidity and surface hardness as well as improved abrasion resistance.

Die Abbrenngeschwindigkeit der ausgehärteten Kunststoffmasse ist gering und beträgt beispielsweise nur etwa 1 mm pro Minute bei direkter Einwirkung einer Brennerflamme von ca. 1200°C. Ohne direkte Flammeneinwirkung kann zwar die Umgebungstemperatur an der Kunststoffmasse auf z. B. 1000°C ansteigen. Eine Verbrennung, Verkohlung oder eine andere Stoffveränderung findet jedoch nicht statt. Auch wirkt die Masse zuverlässig und sofort selbstlöschend. Es ist auch möglich, die Kunststoffmasse als dünne Beschichtung auf selbst brennbare oder glutbildende Stoffe, wie Holz, Papier (phenolgetränkte Papierwaben), Schaumstoff, Kunststoff oder dergleichen aufzuspritzen, aufzuspachteln oder auf andere Weise aufzutragen, um diese wirksam gegen die Einwirkung von Flammen zu schützen.The burning rate of the hardened plastic mass is slow and is, for example, only about 1 mm per minute when applied directly Burner flame of approx. 1200 ° C. Without direct flame exposure, the ambient temperature at the Plastic mass on z. B. rise 1000 ° C. A burn, charring or however, no other material change takes place. The mass also works reliably and immediately self-extinguishing. It is also possible to use the plastic mass as thin coating on even flammable or glowing substances such as wood, paper (phenol-impregnated paper honeycomb), foam, plastic or the like spray, fill or otherwise apply to them protect effectively against the effects of flames.

Etwaige langsame Abbrennerscheinungen auf der Oberfläche der aus der Kunststoffmasse hergestellten Teile oder Schichten kommen, wie schon erwähnt, sofort zum Stillstand, wenn die direkte Flammeneinwirkung aufhört, da die Kunststoffmasse selbstlöschend wirksam ist. Auch bleiben diese Abbrennerscheinungen auf den engen direkten Flammauftreffbereich beschränkt. Die Gas- oder Rauchentwicklung ist dabei gering. Dies gilt auch für die bevorzugte Verwendung von Epoxidharz.Any slow burns on the surface of the plastic mass manufactured parts or layers come, as already mentioned, immediately to a standstill when the direct flame exposure ceases, as the plastic mass is self-extinguishing. These burning phenomena also remain limited the narrow direct flame impact area. The gas or smoke development is small. This also applies to the preferred use of  Epoxy resin.

Die Schutzwirkung wird bei Beschichtung schon bei Schichtdicken ab etwa 500 µm oder weniger erreicht.The protective effect of the coating is already evident from layer thicknesses of around 500 µm or less reached.

Die Kunststoffmasse kann auf für Duroplaste üblichen Wegen verarbeitet und bei Bedarf durch Glasfasern oder dgl. verstärkt werden. Die freie Oberfläche kann in jeder gewünschten Weise strukturiert, lackiert oder mit Dekormaterial aus Textil oder Papier oder dgl. beschichtet werden. Es ist dabei auch von keiner Bedeutung, ob diese Materialien selbst, die nur in dünner Schicht vorliegen, entflammbar sind.The plastic mass can be processed and used in the usual ways for thermosets Need to be reinforced by glass fibers or the like. The free surface can be in textured, lacquered or with decorative material made of textile or coated paper or the like. It is not one of them Importance of whether these materials themselves, which are only in a thin layer, are flammable.

Die Kunststoffmasse führt auch bei geringer Dicke zu formhaltigen selbsttragenden Formelementen, in die z. B. zur Montage dienende Konstruktionselemente eingebettet oder eingesetzt werden können. Die bis 1000°C selbstlöschende Kunststoffmasse kann kalt vorverfestigt und durch Erhitzen ausgehärtet werden, was in vielen Fällen die Verarbeitung erleichtert.The plastic mass leads to shape-retaining self-supporting even with a small thickness Form elements in which z. B. embedded for assembly structural elements or can be used. Self-extinguishing up to 1000 ° C Plastic mass can be pre-consolidated cold and hardened by heating, which in many cases makes processing easier.

Claims (7)

1. Kalt- oder warmhärtbare Kunststoffmasse zur Herstellung von unbrennbaren Formkörpern oder feuerhemmenden Beschichtungen von feuergefährdeten Unterlagen und Bauteilen, bestehend aus einem Duroplast und wenigstens 50 Gew.-% - bezogen auf die Kunststoffmasse - an einem trockenen, pulverförmigen Füllstoff aus gegenüber Flammen löschaktiven Teilchen, wobei der Füllstoff aus einem Pulver mit mindestens 10⁴ löschaktiven Teilchen pro ml des Füllstoffes besteht.1. Cold or thermosetting plastic mass for the production of non-flammable Shaped bodies or fire-retardant coatings of fire-risk documents and components, consisting of a thermoset and at least 50% by weight - based on the plastic mass - on a dry, powdery Filler made of flame-retardant particles, the filler made of a powder with at least 10⁴ extinguishing particles per ml of the filler consists. 2. Kunststoffmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus einem Pulver zwischen 10⁶ und 10⁷ löschaktiven Teilchen pro ml des Füllstoffes besteht.2. Plastic mass according to claim 1, characterized in that the filler from a powder between There are 10⁶ and 10⁷ active particles per ml of the filler. 3. Kunststoffmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Duroplast aus der Gruppe: Phenoplaste, Aminoplaste, insb. Epoxidharz, oder aus einer Mischung derselben ausgewählt ist.3. Plastic composition according to claim 1 or 2, characterized in that the Thermoset from the group: phenoplasts, aminoplasts, especially epoxy resin, or from a mixture thereof is selected. 4. Kunststoffmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus einem handelsüblichen, für bestimmte Brandklassen geeigneten Löschpulver besteht.4. Plastic mass according to one of claims 1 to 3, characterized in that the filler from a commercial, for certain Extinguishing powder suitable for fire classes. 5. Kunststoffmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des pulverförmigen Füllstoffes in dem aus der Kunststoffmasse hergestellten Formkörper oder in der Beschichtung an der freien Oberfläche des Formkörpers oder der Beschichtung um 5 bis 25 Gew.-% größer als im Inneren des Formkörpers oder der Beschichtung ist.5. Plastic mass according to one of claims 1 to 4, characterized in that the proportion of the powdered filler in the from the Plastic mass produced molded body or in the coating on the free surface of the molded body or the coating by 5 to 25% by weight  is larger than inside the molded body or the coating. 6. Kunststoffmasse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch die im Bereich der freien Oberfläche des Formkörpers oder der Beschichtung liegenden löschaktiven Teilchen von einer die Teilchen vor Feuchtigkeitseinfluß schützenden Füllschicht aus dem Duroplast eingehüllt sind.6. Plastic composition according to claim 5, characterized in that also those in the area of the free surface of the molded body or the coating lying extinguishing particles from one of the particles before exposure to moisture protective filling layer are encased in thermoset. 7. Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers oder einer Beschichtung aus der kalt- oder warmhärtbaren Kunststoffmasse nach Anspruch 1 auf einer Unterlage oder einem Bauteil, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Einbringen der Kunststoffmasse in die Form oder nach Aufbringen auf die Unterlage oder den Bauteil die freiliegenden Oberfläche mit einer für das Duroplast durchlässigen lösbaren Folie und einer für das Duroplast saugfähigen Vlieslage abdeckt und durch Preßdruck und/oder Vibration den Füllstoff in der Kunststoffmasse verdichtet und die dabei auf der Oberfläche überstehende oder überschüssige Menge an Duroplast absaugt und anschließend mit der Folie und der Vlieslage entfernt.7. Process for producing a shaped body or a coating from the cold or heat curable plastic composition according to claim 1 on a Underlay or a component, characterized in that one after the plastic mass has been introduced into the mold or after being applied to the Underlay or component the exposed surface with one for the thermoset permeable detachable film and an absorbent for the thermoset Non-woven layer covers and by pressure and / or vibration the filler in the Plastic compound compacted and the protruding on the surface or sucks off excess amount of thermoset and then with the film and removed the fleece layer.