FI81599B - Brandfoerhindrande dispersionsfaerg. - Google Patents

Description

1 81599

Paloapidättävä dispersioväri - Brandförhindrande dispersions-färg

Keksinnön kohteena on paloapidättävä dispersioväri sideaine-pohjalla, joka sideaine on muodostettu polyvinyyliasetaatin, polyakrylaatin, polystyreeniakrylaatin, etyleeniakrylaatin tai styreeniakrylaatin orgaanisten polymeerien tai niiden kopoly-meerien dispersiosta lisäaineiden, kuten vaahdonpoistoaineen, dispergointiaineen, säilöntäaineen, juoksutusaineen tai neutra-lointiaineen kanssa.

Orgaanisten polymeerien, erityisesti polyvinyyliasetaatin, polyakrylaatin, polystyreeniakrylaatin, etyleeniakrylaatin ja niiden kopolymeerien dispersiot muodostavat pohjan maaleille, joita erityisesti rakennustoiminnassa käytetään. Tällaiset maalit varustetaan rakennusteknisistä syistä paloapidättäviksi. Tavanomaisia paloapidättäviä lisäaineita ovat: A. kloorin, bromin, fosforin, typen jne. sidokset, B. antimontrioksidi, jota aina halogeenien kanssa tapahtuvissa sidoksissa lisätään suuria määriä pigmentiksi, C. seokset A yhdessä alumiinihydroksidin (2-15 %) kanssa, D. alumiinihydroksidi liekinsuoja-aineena (2-25 %:sena).

Kohdissa A-C mainitut lisäaineet täyttävät tietyissä olosuhteissa normin DIN 4102 Bl mukaisen palosuojauskokokeen, mutta niillä on kuitenkin huomattavia epäkohtia. Näitä ovat mm.: 1. happosumun muodostuminen, mistä on seurauksena a) haitta sammutusmiehistölle ja b) seurannaisvahingot.

2. Myrkyllisten tuotteiden muodostuminen, joiden osittain epäillään aiheuttavan syöpää, 3. Ilmakehän kuormittaminen ja pysyvien jätteiden muodostuminen halogenisoitujen palosuojaus-aineiden palaessa, 4. Sideaineen alhainen elektrolyyttisekoit-tuvuus ei salli kohdassa A mainitun palosuojausaineen tehokasta käyttöä, 5. Antimontrioksidilla on myrkyllinen vaikutus ja . . puutteellinen kellastumisen kestävyys, 6. Kohdassa D mainittu aine ei täytä normin DIN 4102 Bl mukaista palosuojauskoetta.

2 81599

Oheisen keksinnön tehtävänä on nyt muodostaa alussa mainitunlaiset paloapidättävät dispersiovärit siten ympäristöystävälliseksi, että savun muodostus ja sen seurannaisvaikutus palamis-tapauksessa suuressa määrin voidaan vähentää ja jolloin maalin työstö ja rakenne selvästi yksinkertaistuvat.

Asetettu tehtävä toteutetaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerk-kiosassa esitetyllä tavalla. Yllämainittujen polymeerien dispersioihin lisäaineiden ohella lisätään ainoana vaikuttavana aineena alumiinihydroksidia. Koska alumiinihydroksidin osuuden lisääntyessä työstö vaikeutuu kasvavan viskositeetin ja kerrostumisen vuoksi, jolloin samalla kalvon halkeamisvaara kasvaa, on tähän asti ollut mahdotonta käyttää enemmän kuin 25 % Al(0H)3:a orgaanisissa dispersioissa.

Alumiinihydroksidi vaikuttaa palosuojausaineena, koska se lämpötiloissa yli 180°C vapauttaa vettä. Sammutusvaikutus perustuu jopa 35 paino-% käsittävän veden (höyryn) termiseen hydratoin-tiin. Tällä tavoin hidastetaan lämpötilan kohoamista, estetään syttymistä muissa kohdissa ja vähennetään ilman happea palope-säkkeessä ja hapen tunkeutumista sinne.

Alumiinihydroksidi ja palamisprosessissa syntyvät oksidit eivät ole myrkyllisiä eivätkä fysiologisesti arveluttavia. Käyttämällä alumiinihydroksidia yli 30 % muovihartsidispersioväreissä saavutetaan lisäksi erittäin korkea palonpidättyvyys, mikä rakennustoiminnassa normin DIN 4102 B1 mukaan vaaditaan.

Maalikalvot, joissa on suuri määrä alumiinihydroksidia - eivät edistä palamista, - vaikuttavat palon leviämistä ehkäisevästi, - ovat itse tuskin syttyviä ja 60 %:n Ai(OH)3-pitoisuudella syttymättömiä, - suojaavat myös tehokkaasti niiden alla olevia palavia kerroksia.

il 3 81599

Tavanomaisten palosuojausaineiden yhteydessä vapautuvia myrkyllisiä halogeenipitoisia tai antimonitrioksidipitoisia kaasuja ei muodostu. Suuren valkoisuutensa vuoksi vaikuttaa alumiinihydroksidi lisäksi pigmenttinä ja raekokojakautuman ollessa sopiva täyteaineena, jolla on huomattavan vähäinen vaikutus dispersion viskositeettiin samanaikaisen dispersiostabiliteetin yhteydessä.

Jotta aikaansaataisiin erityisen hyvät työstöominaisuudet ja samanaikaisesti hyvä palonpidättävyys vaaditaan alumiinihydrok-sidilaatuja, jossa on hydrargilliitin kiderakenne ja keskimääräinen raekoko dso on välillä 1-3 pm ja 8-11 pm. Tämä varmistaa - hyvän dispergoitavuuden, - stabiilin viskositeetin ja estää - dispersion erottumisen kerrostumalla.

Havaittiin, että normin ÖIN 4102 B1 mukaisen palokuilutestin vaatimusten täyttämiseksi kalvon palonpidättävyyden suhteen on alumiinihydroksidin määrän oltava 30-60 % kokonaispainosta dispersion polymeeristen komponenttien kemiallisesta koostumuksesta riippuen.

Edelleen havaittiin, että haluttavat, edellä selostetut disper-siovärien ominaisuudet saavutetaan erityisen edullisella tavalla kahden hydrargilliitti-rakeisuuden yhdistelmän avulla paino-suhteessa 1:1-1:4, jolloin yhden hydroksidin keskimääräinen raekoko on d5Q = 1-3 ja toisen 8-11 pm. Raekokomääritykset ovat Coulter-laskinlaitteen mukaisia.

Eri Al(OH)3 rakeisuuksien soveltutuvuuden vertaamiseksi valmistettiin polyvinyyliasetaatin (Mowilith DC valmistaja Hoechst) alumiinihydroksidin täyttöasteella 35 % dispersioita. Alumiinihydroksidi voitiin tällöin lisätä sekä kuiva-aineena että myös suodatinkosteana materiaalina tai lietteenä. Saatujen dispersi- 4 81599 oiden ominaisuudet käyttämällä suodatinkosteaa materiaalia (DIN 53778 Teil 1 mukaan) on esitetty taulukossa 1. Taulukko 2 esittää analogiset tulokset dispersiolle, jossa on 60 paino-% Al(OH)3 verrattuna akryylihappoesterin (Mowilith DM, valmistaja Hoechst) kopolymeerin kokonaispainoon.

Palonpidättävyys osoitettiin molemmissa tapauksissa palokuilu-testillä DIN 4102 Bl - vaikeasti syttyvä. Tässä kokeessa pidetään kuilun omaisessa uunissa neljää koekappaletta (190 x 1000 mm) ripustettuna suorakulmaisesti palamiskehän tulen päälle kymmeneksi minuutiksi. Arviointikriteereinä ovat kuilussa mitattu savukaasujen lämpötila sekä koekappaleiden palamaton jäännös-pituus. DIN 4102 Bl on täytetty, jos jäännöspituuden keskiarvo on vähintään 150 mm ja keskimääräinen savukaasulämpötila ei ylitä arvoa 200*C. Palamiskäyttäytymisen porrastus voidaan suorittaa normin DIN 4102 A2 mukaisesti jos 350 mm ja vastaavasti 125*C saavutetaan.

3 tuntia lämpötilassa 105*C kuivatun maalikalvon havaittujen arvojen pohjalta voidaan pitää myös osa koetta DIN 4102 A2 (ei palava) täytettynä.

Palokuilutestin ohella suoritettiin myös kokeita LOI (Limiting Oxygen Index)-laitteella ASTM 2863 mukaisesti. Tässä mittauksessa määritetään happipitoisuus prosentteina 02/N2-seoksessa, koekappaleessa nimenomaan 3 minuutin palamisen jälkeen. Tätä koetta varten siveltiin keinohartsidispersioväri PE-kalvolle ja vedettiin kuivumisen jälkeen pois. Näyte leikattiin 150 x 150 mm oleviksi suorakaiteiksi. Kerrospaksuus oli tapauksessamme 0. 5 mm:iin saakka. Kokeet antoivat seuraavia tuloksia: 1

Il

Keinohartsidispersiovärit, joissa on 35-40 % alumiinihydroksidia ja 12-13 % sideaineita kiinteäainepitoisuutena, antavat kuivattuna kalvona LOI-mittauksessa puhtaassa happivirrassa pa- lamisajaksi alle 1 minuutin.

5 81599 2. Keinohartsidispersiovärit, joissa on 60 % alumiinihydroksidia ja 10 % sideainetta kiinteäainepitoisuutena, ovat kuivattuna kalvona puhtaassa happivirrassa syttymättömiä.

Taulukko 1

Dispersiovärit: Polyvinyyliasetaatti jossa 35 % Al(OH)3 1 2 3 4 D50U111 Työstettävyys Kalvon ulkonäkö Palon- LOI- j

* I

___pidättävyys__indeksi_ j 2 liian korkea- taipumusta hius- täyttää normin 100 % j viskoosinen halkeamiin DIN 4102 Bl palamisaika1, _____< 1 min_ 10 kerrostunut ei huomautusta täyttää 100 % palamisaika _____< 1 min 2+10 hyvin työstet- ei huomautusta täyttää 100 % 4:1 tävä ja palamisaika _stabiili__< 1 min 6 81599

Taulukko 2

Dispersiovärit: akryylihappoesterin kopolymeeri jossa 60 % Ai (OH)3- 1 2 3 4 D5Qum Työstettävyys Kalvon ulkonäkö Palon- LOI- ____pidättävyys__indeksi 2 liian korkea- taipumusta hius- täyttää normin 100 % viskoosinen halkeamiin DIN 4102 Bl liekki ei _____*__ 10 kerrostunut ei huomautusta täyttää 100 % liekki ei _____syty__ 2+10 hyvin työstet- ei huomautusta täyttää 100 % 1:1 tävä ja liekki ei _stabiili__syty_

Claims (4)

7 81 599

1. Paloapidättävä dispersioväri sideainepohjalla, joka sideaine on muodostettu polyvinyyliasetaatin, polyakrylaatin, polystyreeniakrylaatin, etyleeniakrylaatin tai styreeniakrylaatin orgaanisten polymeerien tai niiden kopolymeerien dispersiosta lisäaineiden, kuten vaahdonpoistoaineen, dispergointiaineen, säilöntäaineen, juoksutusaineen tai neutralointiaineen kanssa, tunnettu siitä, että normin DIN 4102 B1 mukaisen palo-suojauskokeen vaatimusten täyttämiseksi on dispersiovärin koostumus seuraavanlainen: 30-60 paino-% levymäiseksi muodostettua hydrargilliittiä AI (OH)3, joka on muodostettu seoksesta, jossa yhden komponentin keskimääräinen raekoko on välillä 1-3 pm ja toisen komponentin keskimääräinen raekoko on välillä 8-11 pm, jolloin ensimmäisessä komponentissa 0,5 % osista on suurempia kuin 10 pm ja toisessa komponentissa 0 % osista on suurempia kuin 30 pm, 8-15 % sideaineita ja 0,3-3 % lisäaineita, lopun ollessa vettä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paloapidättävä dispersioväri, tunnettu siitä, että käytettävä alumiinihydroksidi on muodostettu neljästä osasta hienoa fraktiota ja yhdestä osasta karkeata fraktiota ja dispersio muodostetaan polyvinyyliasetaa-tin avulla.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paloapidättävä dispersioväri, tunnettu siitä, että alumiinihydroksidi on kokoonpantu yhtä suurista paino-osista hienoa ja karkeata fraktiota ja dispersio on muodostettu akrylaatin ja/tai styreenibutadieenin ja styreeniakrylaatin polymeereistä.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paloapidättävä dispersioväri, tunnettu siitä, että käytetään 60 % levymäistä Al(OH)3:aja10% sideainetta. 8 81 599