DE922482C

DE922482C - Feuerschutzmittel

Info

Publication number: DE922482C
Application number: DED11132A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr Schulenburg
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1951-12-15
Filing date: 1951-12-16
Publication date: 1955-01-17

Description

Erteilt auf Grund des Ersten Oberleitungsgesetzes vom 8. Juli 1949

(WiGBl. S. 175)

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

AUSGEGEBEN AM 17. JANUAE 1955

DEUTSCHES PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 22g GRUPPE 601

D III32 IVC122g

Dr. Wilhelm Schulenburg, Frankfurt/M.

ist als Erfinder genannt worden

Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt vormals Roessler, Frankfurt/M.

Feuers chutzmittel

Patentiert im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland vom 16. Dezember 1951 an

Patentanmeldung bekanntgemacht am 1. April 1954 Patenterteilung bekanntgemacht am 2. Dezember 1954

Die Erfindung betrifft ein Feuerschutzmittel, das aus dem Salz eines basischen .stickstoffhaltigen Harzes mit einer nicht oxydierend wirkenden Mineralsäure, insbesondere Phosphorsäure, besteht, wobei das stickstoffhaltige Harz durch Kondensation eines Aldehydes oder Aldehyd abgebenden Stoffes mit Abkömmlingen des i, 3, 5-Triazins, insbesondere mit Melamin, Ammelin oder Guanamin und bzw. oder deren Substitutionsprodukten hergestellt ist. Dabei können diese Stoffe für sich oder in Gemischen untereinander für die Gewinnung der Harzkomponente benutzt werden.

Für den erfindungsgemäßen Zweck kommen unter den substituierten Melaminen vor allem mono- oder disubstituierte Produkte mit der allgemeinen Formel

NH₂

I
/^c\

N N

,R₁

H₉N · C

c -n:

N'

in Betracht, worin R₁ Wasserstoff, eine Alkylgruppe, vorzugsweise mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine Aryl- oder Aralkylgruppe bedeuten kann, während R₂ eine dieser Gruppen außer Wasserstoff ist.

Weiterhin können mit Vorteil als Komponente für die Gewinnung des einen wesentlichen Anteil

des erfindungsgemäßen Feuerschutzmittels bildenden Kondensationeharzes auch einfache oder zusammengesetzte Methylolmelaminäther mit Vorteil verwendet werden. Es handelt sich hier um Verbindungen der Formel

R-NH-CH₂O-CH₂NH-CO-R₁,

worin R den Melaminrest und R₁ eine Alkylgruppe bedeutet.

Unter den Abkömmlingen des Ammelins .sind für die Herstellung des Kondensationsharzes für die erfindungsgemäßen Feuerschutzmittel weiterhin verwendbar die an der Oxygruppe substituierten Derivate des Ammeline, dem in diesem Falle zweckmäßig die Formel des 2-0xy-4, 6-diamino-i, 3, 5-triazins zugrunde gelegt wird.

In gleicher Weise können auch das Guanamin und seine Substitutionsprodukte für den erfindungsgemäßen Zweck herangezogen werden, bei denen eine Aminogruppe des Melamins durch eine Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe ersetzt ist, so daß Verbindungen mit der allgemeinen Formel

NH,

X-

H₂N -C

C · R₁

entstehen. Darin bedeutet R₁ die genannte Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe. Die durch R₁ dargestellte Gruppe kann auch ihrerseits Heteroatome enthalten, wie es z. B. beim /3-Oxynaphthylguanamin der Fall ist, mit dem sich vorteilhafte Wirkungen auf die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Feuerschutzmittels erzielen lassen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung lassen sich die Eigenschaften des Feuerschutzmittels durch die Modifizierung der die Harze bildenden Komponenten in vielfältiger Weise verändern und dem jeweiligen Verwendungszweck anpassen. So können die vorstehend aufgeführten Verbindungen bei der Herstellung der Harze für die erfindungsgemäßen Feuerschutzmittel auch in Kombination mit Derivaten des Cyanamids, wie Harnstoff, Thioharnstoff, Dicyandiamid oder Guanidin, angewendet wenden. Ebenso können Gemische der Melaminderivate oder der substituierten Melamine miteinander verarbeitet werden.

Auch die Aldehyd-Komponente zur Erzeugung des salizbildenden basischen Harzes kann in verschiedener Weise abgewandeilt werden, jedoch werden hierfür mit besonderem Vorteil Formaldehyd oder ein Formaldehyd abgebender Stoff, wie Hexamethylentetramin oder Paraformaldehyd, gewählt. Diese Stoffe können erfindungsgemäß auch ganz oder teilweise durch andere Aldehyde, wie Acetaldehyd, oder cyclische Aldehyde, wie Furfural, oder auch Oxyaldehyde oder entsprechende Gemische ersetzt werden.

Es wurde nun· gefunden, daß sich die feuerhemmende Wirkung des erfindungsgemäßen Mittels durch den Zusatz eines nicht harzartigen kohlenstoffhaltigen Stoffes verbessern läßt, da derartige Stoffe bei der Beflammung von mit dem Feuerschutzmittel besprühten, bestrichenen oder imprägnierten Gegenständen gleichmäßige Schichten von kohlenstoffhaltigen Zersetzungsprodukten ergeben, durch die die feuerhemmende Wirkung erhöht wird. Derartige Zusätze können in der Lösung oder Suspension des Harzsalzes suspendiert, dis-. pergiert oder gelöst werden. Hierfür kommen Kohlehydrate, insbesondere echte oder abgebaute Stärke, Dextrin oder Eiweiß substanzen, in Betracht. Mit Vorteil werden aus den vorgenannten Stoffen solche ausgewählt, die bei der Verbrennungstemperatur des Holzes oder sonstiger mit erfindungsgemäßen Mitteln behandelter Materialien nicht schmelzen. Obgleich diese kohlenstoffhaltigen Verbindungen selbst brennbar sind, hat sich doch überraschenderweise gezeigt, daß ihre Verwendung in Kombination mit einem Harzsalz der oben beschriebenen Zusammensetzung durch die bereits erläuterte Abscheidung des Kohlenstoffes die Wirkung der Schutzschicht gegebenenfalls erheblich steigern kann.

Je nach der Art der Weiterverarbeitung des ernndungsgemäßen Feuerschutzmittels kann die Kondensation der Harzkomponente des Harzsalzes verschiedenartig durchgeführt werden. So kann das Harz in wasserlöslichem, noch nicht vollständig auskondensiertem Zustande verwendet und mit den Zusätzen auf das zu behandelnde Material aufgebracht werden. Die Fertigkondensation und die anschließende Härtung erfolgen dann erst auf oder, im Falle- der Imprägnierung, in dem behandelten Material. Derartige Feuerschutzmittel sind im allgemeinen nicht lagerfähig, da sie beim Stehen weiterkondensieren, und müssen somit bald nach ihrer Herstellung verwendet werden. Sofern jedoch ein lagerfähiges Produkt gewonnen werden soll, wird so vorgegangen, daß das Harzsalz fertig auskondensiert, in den stabilen, festen Zustand übergeführt, dann fein zerteilt und in einer Flüssigkeit gelöst bzw. dispergiert wird.

Mit Vorteil kann die Flüssigkeit für die Aufnahme des erfindungsgemäßen Mittels neben flüchtigen Verdünnungsmitteln- auch noch filrnbildende Haftmittel enthalten, die das Aufbringen des Schutzmittels auf das zu behandelnde Material, z. B. durch Aufspritzen, Anstreichen, Tauchen, erleichtern. Als filmbildende Stoffe eignen sich bei dieser Ausführungsform der Erfindung besonders filmbildende Harze, z. B. Alkydharze oder auch Celluloseäther oder -ester. Derartige Celluloseverbindungen sind deswegen als filmbildende¹ Substanzen für den Zusatz zum erfindungsgemäßen Feuerschutzmittel besonders gut geeignet, weil sie die feUerhemmende Wirkung der Harzsalze im Vergleich etwa zu trocknenden ölen oder Alkyd-

harzen überhaupt nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigen.

Solche filmbildenden Stoffe können gegebenenfalls auch in Verbindung mit Weichmachern angewendet werden. Es kann auch zweckmäßig sein, je nach dem Verwendungszweck neben den genannten Zusätzen noch Pigmente, Füllstoffe, Klebemittel oder Desinfektionsmittel und mit besonderem Vorteil fungicid und bzw. oder

ίο insekticid wirkende Stoffe in das Feuerschutzmittel einzuführen.

Das Schutzmittel gemäß der vorliegenden Erfindung eignet sich zur Behandlung von brennbaren Stoffen aller Art, insbesondere für Holz,.

Gewebe, Papier und Gegenstände daraus. Auch auf metallischen! Unterlagen ist das erfindungsgemäße Mittel insofern wirksam, als diese durch entsprechende Aufstriche oder Überzüge gegen den Angriff von insbesondere strahlender Wärme wirksam geschützt werdee können.

Zur Erhöhung der Schutzwirkung des Überzuges können dem Mittel auch solche Stoffe zugemischt werden, die bei der Wärmeeinwirkung die kohlenstoffhaltigen Grundbestandteile in eine schaumartige, sich aufblähende Schicht überführen!, die durch ihr großes Volumen in hohem Maße wärmeisolierend wirkt; derartige Stoffe sind z. B. Ammoniumphosphate, Phosphorsäure, Ammoniumsulfat, Natriumborat oder Borsäure.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Harzsalze, die im wesentlichen Kondensationsprodukte von Aldehyden und Cyaniamidabkömmlingen enthalten, für Zwecke des Feuerschutzes zu verwenden. Demgegenüber weisen die erfindungsgemäßen Mittel durch die Benutzung der besonders wasserfeste und mechanisch harte Harze bildenden Substitutionsprodukte des Melamins und seiner Abkömmlinge den Vorteil auf, daß sie größere Modifizierungsmöglichkeiten bieten und Überzüge von hoher mechanischer Härte, Festigkeit und guter Wasserbeständigkeit ergeben. Außerdem zeigen diese Überzüge, insbesondere bei der Verwendung höher substituierter Melamine oder Melaminderivate, gegebenenfalls wasserabweisende Eigenschäften, die, abgesehen von der feuerhemmenden Wirkung, den Gebrauchswert der behandelten Materialien außerordentlich verbessern können.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung wird durch die folgendem Beispiele weiterhin erläutert:

Beispiel 1

126 g Melamin werden mit 265 ecm Fomaldehyd (37°/oig) 2 Stunden bei Zimmertemperatur stehen^ gelassen; danach werden 36 ecm konzentrierte Phosphorsäure (85%ig) unter Rühren zugesetzt. Die Mischung wird unter Rühren auf dem Wasserbad bis zum Gelieren erhitzt. Das abgetrennte Gel wird zerkleinert, mit Wasser mehrere Stunden von Phosphorsäure befreit, bei etwa ioo° getrocknet und fein gemahlen. Das zerkleinerte Harz wird dann in 96%igem Äthylalkohol unter Zusatz eines filmbildenden Mittels gelöst und durch Streichen Tauchen, Aufsprühen auf die vor Entflammung zu schützenden Gegenstände (Holz, Gewebe, Karton) aufgebracht. Nach dem Trocknen bildet sich ein Film auf der Oberfläche aus, der bei der Be^u flammung eine feuerhemmende Kohleschicht liefert.

Beispiel 2

32 g N-Äthyl-laurylmelamin werden mit 28 g Formaldehydlösung (37%ig) unter Zusatz von ng Phosphorsäure und 100 ecm Wasser unter schwachem Erwärmen auskondensiert. Gegen Entflammung zu schützendes Gewebe wird in diese Lösung, der gegebenenfalls eine kleine Menge (5 %) eines Weichmachers, z. B. p-Toluolsulfonamid, zugesetzt wird, getaucht, verhängt und 1 bis 2 Stunden bei etwa ioo° getrocknet oder kalandriert, wobei die Fertigkondensation zu einem unlöslichen feuerhemmenden Harz erfolgt.

Beispiel 3

217 g o-Benzylammelin und 119 g Guanidmcarbonat werden mit 320 g Formaldehydlösung (37%ig) vermischt und V2 Stunde stehengelassen. Man setzt dann etwa 42 ecm konzentrierte Phosphorsäure (85 % H₃ P O₄) vorsichtig bis zum Aufhören der Kohlendioxydentwicklung zu. Die allmählich dickflüssig werdende Mischung wird etwa 15 Minuten auf dem Wasserbad erhitzt, wobei sie geliert. Das getrocknete und zerkleinerte Gel wird mit Wasser von überschüssiger Phosphorsäure befreit und in eine filmbildende Lösung oder Emulsion eingearbeitet und bildet so ein Präparat, das auf Metallteile oder brennbare Stoffe, wie Holzplatten oder Gewebe, aufgetragen, diesen ausgezeichneten Entflammungsschutz oder wärmedämmende Eigenschaften verleiht.

Beispiel 4

²54g /J-Oxynaphthylguanamin und 119 g Guanidincarbonat werden mit 322 g Formaldehyd (37%ig) wie in Beispiel 3 behandelt. 200 g des unkondensiiierten feingemahlenen phosphorsäurehaltigen Harzes werden mit 100 g Titandioxydpigment und 250 g Alkydharz fein vermählen und darauf mit 590 g Verdünnungsmittel und kleinen Mengen (1,5 g) Kobalt- oder (3,0 g) Bleitrockner verrührt. Die stabile Mischung bildet, auf brennbarem Untergrund aufgetragen, einen guten Feuer- und' Wärmeschutz.

Es ist bereits bekannt, Feuerschutzmittel herzustellen, die als organische Stickstoffverbindung Melamin enthalten. Bei diesem älteren Verfahren werden ohne Mitverwendung anorganischer Feuerschutzsalze Miechkondensationsprodukte aus Formaldehyd und organischen Stickstoffverbindungen, unter anderem Melamin einerseits und Phenolen andererseits, in einem wäßrigen Kondensationsprodukt aus Harnstoff oder Dicyandiamid und Formaldehyd aufgeschlämmt. Demgegenüber besteht das Feuerschutzmittel nach der vorliegenden Erfindung aus einem Salz eines basischen stickstoffhaltigen Harzes mit einer nicht oxydierbaren Mineralsäure, wobei als Harzkomponente für die Salzbildung das Kondensationsprodukt eines- Aide-

hydes mit ι, 3, 5-Triazin-Abkömmlingen, ζ. B. mit Melamin, benutzt wird. Es hat sich gezeigt, daß gerade derartige Salzein ihrer Feuerschutzwirkung die bisher bekannten Kondensationsprodukte aus S Stickstoff verbindungen und bzw. oder Phenolen und Formaldehyd bei weitem übertreffen. Hierbei kommen, wie schon erwähnt, die hohe mechanische Härte undFestigkeit und die gute Wasserbeständigkeit der auf Basis der Triazin-Abkömmlinge aufgebauten Harzkomponente besonders vorteilhaft zur Geltung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Feuerschutzmittel, bestehend aus dem Salz eines basischen stickstoffhaltigen Harzes mit einer nicht oxydierenden Mineralsäure, insbesondere Phosphorsäure, dadurch gekennzeichnet, daß die Harzkomponente aus einem Kondensationsprodukt eines Aldehydes oder eines Aldehyd abgebenden Stoffes mit Abkömmlingen des i, 3,5-Triazins, insbesondere mit Melamin, Ammelin oder Guanamin und bzw. oder deren Substitutionsprodukten, wie Harnstoff, Thioharnstoff, Dicyandiamid oder Guanidin, oder Gemischen daraus bestellt.
2. Feuerschutzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Harzkomponente unvollständig kondensiert ist.
3. Feuerschutzmittel nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch Zusätze von kohlenstoffreichen, nicht harzartigen Substanzen, wie Kohlehydraten oder Eiweißstoffen, und gegebenenfalls von Pigmenten, Füllstoffen, Klebstoffen, Desinfektionsmitteln, insekticid oder fungicid wirkenden Stoffen oder derenGemischen.
4. Feuerschutzmittel nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Harzsalze und die Zusätze mit filmbildenden Lösungen oder Emulsionen, z. B. von Celluloseabkömmlingen oder Alkydharzen, gegebenenfalls zusammen mit Weichmachern, gelöst oder dispergiert sind.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 730 357.

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