DE4215282A1 - Daemmschichtbildendes feuerschutzmittel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein dämmschicht­ bildendes Feuerschutzmittel auf der Basis von im Brand­ fall schaumschichtbildenden und kohlenstoffbildenden Substanzen, filmbildenden Bindemitteln, Füllstoffen, organisch-chemischen Lösemitteln und/oder Wasser.

Aus der DE-AS 17 94 343 ist ein feuerhemmendes Anstrich­ mittel bekannt, das aus einer wäßrigen Dispersion eines filmbildenden Polymerisats und sich aufblähenden Fest­ stoffen besteht. Letztere setzen sich aus kohlenstoff­ bildenden Feststoffen und einem wasserlöslichen Ammoni­ umphosphat zusammen. Diese feuerhemmenden Anstriche liefern gemäß den Angaben in der Beschreibung im Brand­ fall nur eine relativ geringe Schaumhöhe.

In der DE-OS 28 07 697 wird eine in der Hitze aufschäu­ mende Feuerschutzmasse beschrieben, die ein wärmere­ aktives Phenolharz, ein Ammoniumsalz, ein Kohlehydrat, eine wärmezersetzliche organische Stickstoffverbindung, gegebenenfalls ein Bindemittel sowie Wasser und/oder ein organisches Lösemittel enthält. Es wird zur Sicherung von Türfalzen gegen den Durchtritt von Feuer im Brand­ fall eingesetzt. Zur Erzielung einer großen Schaumhöhe ist hier ein dicker, pastenförmiger Auftrag der Feuer­ schutzmasse erforderlich. Eine derart hohe Auftragsmenge ist jedoch unwirtschaftlich, wenn große Flächen feuer­ schützend ausgerüstet werden sollen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein dämmschichtbildendes Feuerschutzmittel zur Verfügung zu stellen, das bereits in einer geringen Auftragsmenge eine große Schaumhöhe im Brandfall entwickelt. Es sollte bei relativ niedriger Brandtemperatur aufschäumen und eine weitgehend rißfreie Schaumoberfläche auf dem zu schützenden Untergrund bilden. Darüber hinaus sollte das erfindungsgemäße Feuerschutzmittel eine gute Isolierung des Untergrundes gegenüber Temperatureinwirkung gewähr­ leisten.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß diese Aufgabe durch ein dämmschichtbildendes Feuerschutzmittel auf der Basis von im Brandfall schaumschichtbildenden und kohlenstoffbildenden Substanzen, Bindemitteln, Füll­ stoffen und Lösemitteln und/oder Wasser gelöst wird, das

20 bis 48 Gew.-%, vorzugsweise
21 bis 42 Gew.-%

eines Ammoniumsalzes einer Phosphorsäure und/oder Polyphosphorsäure als schaumbildende Substanz,

10 bis 17 Gew.-%, vorzugsweise
11 bis 15 Gew.-%

Melamin und/oder eines Melaminesters und/oder Melamin- Formaldehydharzes,

3 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise
4 bis 12 Gew.-%

einer kohlenstoffbildenden Substanz,

7 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise
10 bis 15 Gew.-%

eines oder mehrerer organisch-chemischer Bindemittel sowie Rest Lösemittel bzw. Lösemittelgemische und/oder Wasser, Hilfsmittel wie Verdicker, Hydrophobierungsmit­ tel, Emulgatoren, Verflüssiger, Netzmittel und Konser­ vierungsmittel enthält, wobei das Verhältnis Melamin und/oder Melaminester und/oder Melamin-Formaldehydharz zum Ammoniumsalz der Phosphorsäure oder Polyphosphor­ säure

1:2 bis 1:2,8 oder
1:2,81 bis 1:6,0, vorzugsweise
1:2,05 bis 1:2,6 oder
1:3,5 bis 1:4,3

beträgt.

Als Ammoniumsalze der Phosphorsäure können Mono- oder Diammoniumorthophosphat, Mono- oder Diammoniumpyrophos­ phat, als Ammoniumsalze der Polyphosphorsäure wasserlös­ liche oder wasserunlösliche bzw. wasserschwerlösliche Ammoniumpolyphosphate eingesetzt werden, ebenso substi­ tuierte Ammoniumpolyphosphate.

Als organisch-chemisches Bindemittel wird erfindungs­ gemäß ein stickstofffreies Bindemittel oder ein Gemisch aus mindestens einem stickstofffreien Bindemittel und mindestens einem stickstoffhaltigen Bindemittel ein­ gesetzt. Als stickstofffreie Bindemittel werden erfin­ dungsgemäß Styrol-, Methylstyrol- oder Vinyltoluol- Acrylatharz, Polyvinylacetat oder Alkydharze allein oder in Mischung, vorzugsweise Styrol-Acrylatharz eingesetzt. Als stickstoffhaltige Bindemittel werden Harnstoff-Form­ aldehydharz und/oder Dicyandiamid-Formaldehydharz eingesetzt. Diese Bindemittel gelangen in Form von Lösungen in organisch-chemischen Lösemitteln oder Lösemittelgemischen oder in Form wäßriger Dispersionen bzw. lösemittelhaltiger Emulsionen in Wasser zum Ein­ satz, je nach Einsatzgebiet des dämmschichtbildenden Feuerschutzmittels.

Als schaumbildende Substanz kann nach einer Ausführungs­ form der Erfindung zusätzlich 0 bis 8 Gew.-%, vorzugs­ weise 0,05 bis 5 Gew.-% Dicyandiamid eingesetzt werden. Als organisch-chemische Lösemittel können polare und/oder unpolare Lösemittel, z. B. aliphatische Lösemittel, aromatische Lösemittel, Ester, Esteralkohole oder Alkohole verwendet werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält das erfin­ dungsgemäße dämmschichtbildende Feuerschutzmittel zusätzlich

0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise
1 bis 4 Gew.-%

eines organischen Phosphorsäureesters oder Phosphorsäu­ reteilesters.

Besonders vorteilhaft hat es sich im Rahmen der vorlie­ genden Erfindung erwiesen, wenn das dämmschichtbildende Feuerschutzmittel zusätzlich

0,5 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise
3 bis 10 Gew.-%

Glas- oder Mineralfasern, Mineralpulver, Alkali- oder Erdalkalisilikate, Kaolin, Glimmer, Trassmehl, Talkum, Schiefermehl, Mineralwolle (Steinwolle), Schlackenwolle, Hüttenwolle, Bariumsulfat, Eisenoxid, Titandioxid, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Borsäure oder durch Ammoniak oder eine Aminoverbindung neutralisierte Borsäure, vorzugs­ weise Titandioxid, als Füllstoffe enthält.

Durch den Zusatz dieser Füllstoffe läßt sich erreichen, daß im Brandfall die Schaumschicht längere Zeit auf dem Substrat haftet, beispielsweise über 30 Minuten und eine verbesserte Temperaturbeständigkeit des Schaums bei Temperaturen < 800°C erzielt wird.

Als kohlenstoffbildende Substanz werden erfindungsgemäß Kohlenhydrate wie Pentaerythrit und/oder Dipentaerythrit und/oder Tripentaerythrit und/oder Polykondensate des Pentaerythrits eingesetzt.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Verhält­ nis des organisch-chemischen Bindemittels zur kohlen­ stoffbildenden Substanz

5:1 bis 1,1:1, vorzugsweise
3:1 bis 1,3:1

beträgt.

Das erfindungsgemäße Feuerschutzmittel gelangt in Form eines streich-, spritz- oder rollfähigen Anstrichmittels zum Schutz von unterschiedlichsten Untergründen, vorzugsweise von Stahl und Holz, zum Einsatz.

Beispiele
Beispiel 1: (erfindungsgemäß)
Xylol|25%
Styrol-Acrylatharz	16%
Melamin	12%
Ammoniumpolyphosphat	29%
Pentaerythrit	10%
Titandioxid	8%
	100%

Beispiel 2: (erfindungsgemäß)
Xylol|27%
Styrol-Acrylatharz	15%
Melamin	9%
Ammoniumpolyphosphat	38%
Pentaerythrit	6%
Titandioxid	5%
	100%

Diese Feuerschutzmittel wurden auf ihre Eigenschaften als dämmschichtbildendes Feuerschutzmittel geprüft. Dabei wurde bei einer Anstrichmitteldicke von 0,8 mm bei Feuereinwirkung ein Schaum mit einer Höhe von 15 bis 30 mm entwickelt. Nach dem Aufschäumen bleibt eine rißfreie Oberfläche erhalten.

Beispiel 3 (nicht erfindungsgemäß):
Xylol|25%
Acrylatharz	16%
Melamin	18%
Ammoniumpolyphosphat	25%
Pentaerythrit	10%
Titandioxid	6%
	100%

In diesem Beispiel liegt das Verhältnis von Melamin zum Ammoniumsalz der Phosphorsäure außerhalb des im Anspruch 1 beanspruchten Verhältnisses, so daß im Vergleich zum Beispiel 1 eine weitaus geringere Schaumhöhe von 1-2 mm bei Brandeinwirkung resultierte.

Claims (10)

1. Dämmschichtbildendes Feuerschutzmittel auf der Basis von im Brandfall schaumschichtbildenden und kohlen­ stoffbildenden Substanzen, Bindemitteln, Füllstoffen und Lösemitteln und/oder Wasser, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es
20 bis 48 Gew.-%
eines Ammoniumsalzes einer Phosphorsäure und/oder Polyphosphorsäure als schaumbildende Substanz,
10 bis 17 Gew.-%
Melamin und/oder eines Melaminesters und/oder Melamin-Formaldehydharzes,
3 bis 20 Gew.-%
einer kohlenstoffbildenden Substanz,
7 bis 20 Gew.-%
eines oder mehrerer organisch-chemischer Bindemittel sowie Rest Lösemittel bzw. Lösemittelgemische und/oder Wasser, Hilfsmittel wie Verdicker, Hydro­ phobierungsmittel, Verflüssiger, Netzmittel, Emulga­ toren und Konservierungsmittel enthält, wobei das Verhältnis Melamin und/oder Melaminester und/oder Melamin-Formaldehydharz zum Ammoniumsalz der Phos­ phorsäure und/oder Polyphosphorsäure
1:2 bis 1:2,8 oder
1:2,81 bis 1:6,0
beträgt.

2. Dämmschichtbildendes Feuerschutzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es
21 bis 42 Gew.-%
eines Ammoniumsalzes einer Phosphorsäure und/oder Polyphosphorsäure als schaumbildende Substanz,
11 bis 15 Gew.-%
Melamin und/oder eines Melaminesters und/oder Melamin-Formaldehydharzes,
4 bis 12 Gew.-%
einer kohlenstoffbildenden Substanz,
10 bis 15 Gew.-%
eines oder mehrerer organisch-chemischer Bindemittel sowie Rest Lösemittel bzw. Lösemittelgemische und/oder Wasser, Hilfsmittel wie Verdicker, Hydro­ phobierungsmittel, Verflüssiger, Netzmittel, Emulga­ toren und Konservierungsmittel enthält, wobei das Verhältnis Melamin und/oder Melaminester und/oder Melamin-Formaldehydharz zum Ammoniumsalz der Phos­ phorsäure und/oder Polyphosphorsäure
1:2,05 bis 1:2,6 oder
1:3,5 bis 1:4,3
beträgt.

3. Dämmschichtbildendes Feuerschutzmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als organ­ isch-chemisches Bindemittel ein stickstofffreies Bindemittel oder ein Gemisch aus mindestens einem stickstofffreien Bindemittel und mindestens einem stickstoffhaltigen Bindemittel enthält.

4. Dämmschichtbildendes Feuerschutzmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als stickstofffreies Bindemittel Styrol-, Methylstyrol- oder Vinyltoluol-Acrylatharz, Polyvinylacetat, Polyvinyl­ acetat-Copolymerisat oder Alkydharz enthält.

5. Dämmschichtbildendes Feuerschutzmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als stickstoffhal­ tiges Bindemittel ein Harnstoff-Formaldehydharz und/oder ein Dicyandiamid-Formaldehydharz enthält.

6. Dämmschichtbildendes Feuerschutzmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es als schaumbildende Substanz zusätz­ lich
0 bis 8 Gew.-%, vorzugsweise
0,05 bis 5 Gew.-%
Dicyandiamid enthält.

7. Dämmschichtbildendes Feuerschutzmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es zusätzlich
0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise
1 bis 4 Gew.-%
eines organischen Phosphorsäureesters oder Phosphor­ säureteilesters enthält.

8. Dämmschichtbildendes Feuerschutzmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es zusätzlich
0,5 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise
3 bis 10 Gew.-%
Glas- oder Mineralfasern, Mineralpulver, Alkali- oder Erdalkalisilikate, Kaolin, Glimmer, Trassmehl, Talkum, Schiefermehl, Mineralwolle (Steinwolle), Schlackenwolle, Hüttenwolle, Bariumsulfat, Eisen­ oxid, Titandioxid, Aluminiumhydroxid, Magnesium­ hydroxid, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Bor­ säure oder durch Ammoniak oder eine Aminoverbindung neutralisierte Borsäure enthält.

9. Dämmschichtbildendes Feuerschutzmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es als kohlenstoffbildende Substanz ein Kohlenhydrat wie Pentaerythrit und/oder Dipen­ taerythrit und/oder Tripentaerythrit und/oder Polykondensate des Pentaerythrits enthält.

10. Dämmschichtbildendes Feuerschutzmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verhältnis des organisch-chemi­ schen Bindemittels zur kohlenstoffbildenden Substanz
5:1 bis 1,1:1, vorzugsweise
3,0:1 bis 1,3:1
beträgt.