PL198084B1

PL198084B1 - Nabrzmiewający laminat o wysokim oporze przepuszczania ciepła

Info

Publication number: PL198084B1
Application number: PL335247A
Authority: PL
Inventors: Heinz Horacek; Stefan Pieh
Original assignee: Intumex Gmbh
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2008-05-30
Also published as: ATE255151T1; HUP9902975A3; US6340645B1; NO994293D0; CA2281416C; CA2281416A1; HUP9902975A2; EP0992566B1; PL335247A1; HU9902975D0; CZ314399A3; EP0992566A1; CZ299871B6; AT407158B; ATA150198A; DE59907846D1; NO321152B1; NO994293L

Abstract

1. Nabrzmiewaj acy laminat o wysokim oporze przepuszczania ciep la, znamienny tym, ze sk la- da si e on z w lókniny lub tkaniny szklanej, powleczonej nabrzmiewaj ac a mas a trójsk ladnikow a, zawie- rajac a a) produkt reakcji kwasu fosforowego, glikolu etylenowego i pentaerytrytu, b) zwi azek melaminy i c) nieorganiczny zwi azek szkieletotwórczy. PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest nabrzmiewający laminat o wysokim oporze przepuszczania ciepła.

Stosowanie materiałów nabrzmiewających następuje w budowlanej ochronie przeciwpożarowej w postaci powłok malarskich, lakierów, nanoszenia powłok, past, kitów, zapraw, uszczelnień, płyt, przykrojów, taśm, tworzyw piankowych, wstęg, folii, profilów i innych półwyrobów. Materiałami nabrzmiewającymi są takie materiały, które spieniają się pod wpływem działania ciepła i tworzą piankę izolującą i ogniotrwałą, chroniącą leżące pod nią powierzchnie i substancje przed działaniem ognia. Klasyczna mieszanina potrójna składa się z donora węgla, środka odwadniającego i środka porotwórczego.

Porowate materiały nośnikowe, które powleczono masami nabrzmiewającymi, są przykładowo znane z opisów DE 27 03 022, DE 28 17 268, DE 28 27 828, US 4,375,516 lub DE 30 42 788.

Cytowane zgłoszenia patentowe omawiają na ogół materiały w postaci tworzyw warstwowych, takich jak płyty, folie lub wstęgi, które wskutek swej zamkniętej powierzchni są z góry nieodpowiednie dla pewnych zakresów, takich jak osłona akustyczna lub odgrodzenie przeciwpożarowe otwartych kanałów.

Dalej okazało się, że pomimo mnogości oferowanych na rynku materiałów nabrzmiewających nie można do chwili obecnej przeprowadzić zadowalającego impregnowania mikroporowatych materiałów nośnikowych.

Ponieważ w wielu zakresach potencjalnego stosowania nie można wykluczyć tworzenia się wody kondensacyjnej, z góry wchodzą w rachubę tylko te środki impregnujące, które tworzą związki nierozpuszczalne w wodzie lub przynajmniej związki trudnorozpuszczalne. Tym samym ogranicza się wybór do tylko niewielu farb i lakierów ogniochronnych, które po wyschnięciu tworzą błony wodoodporne.

Również dzięki zbliżonemu stosowaniu nie pigmentowanych lakierów ogniochronnych nie można było osiągnąć żadnego znaczącego polepszenia. Za pomocą tych wysokolepkich preparatów nie można nasycić mikroporowatych materiałów nośnikowych. Dopiero po odpowiednim uprzednim rozcieńczeniu doszło do nasycenia materiałów nośnikowych. Po wysuszeniu jednak naniesione udziały składników ogniochronnych były zbyt niskie, by w przypadku następnych badań pożarowych prowadzić do pozytywnych wyników.

Celem wynalazku jest opracowanie elastycznych laminatów o wysokim stopniu rozszerzania się i wysokim oporze przepuszczania ciepła, które nie wykazywałyby powyższych niedogodności.

Nieoczekiwanie udało się osiągnąć ten cel dzięki laminatowi z nośnikowego materiału szklanego i trójskładnikowej warstwy.

Nabrzmiewający laminat o wysokim oporze przepuszczania ciepła wyróżnia się według wynalazku tym, że składa się on z włókniny lub tkaniny szklanej, powleczonej nabrzmiewającą masą czteroskładnikową, zawierającą

a) produkt reakcji kwasu fosforowego, glikolu etylenowego i pentaerytrytu,

b) związek melaminy i

c) nieorganiczny związek szkieletotwórczy.

Laminat według wynalazku wykazuje powłokę z trzech składników. Jako produkty reakcji kwasu fosforowego, glikolu etylenowego i pentaerytrytu (składnik a) korzystnie wchodzą w rachubę częściowe estry kwasu fosforowego z glikolem etylenowym i pentaerytrytem.

Składnikiem b) jest związek melaminy z grupy obejmującej melaminę, sześciometoksymetylomelaminę (HMMM), pirofosforan dimelaminy, polifosforan melaminy, fosforan melaminy. Korzystnie stosuje się HMMM lub melaminę.

Trzecim składnikiem c) jest nieorganiczny związek szkieletotwórczy z grupy obejmującej dwutlenek tytanu, krzemian glinowy, glinę, boran cynkowy, boran wapniowy, fosforan lub krzemian sodowy, zeolit, wollastonit, fosforan borowy, serpentyn, kaolin, talk, sepiolit, wapniowce i plagioklazy, takie jak albit i anoptyt. Korzystnie stosuje się dwutlenek tytanu lub krzemian glinowy.

Składnik a) stosuje się przy tym w ilości 5-50% wagowych, korzystnie 10-30% wagowych.

Udział składnika b) plasuje się również w zakresie 5-50% wagowych, korzystnie 5-30% wagowych.

Składnik c) stosuje się w ilości 5-30% wagowych, korzystnie 5-20% wagowych.

Obowiązuje warunek, że suma ilości składników a)-c) każdorazowo daje w wyniku 100% wagowych.

Przy tym każdorazowo stosuje się jeden związek za składnik, można jednak też za jeden lub więcej składników stosować 2 lub więcej z przytoczonych związków.

PL 198 084 B1

Pod określeniem częściowych estrów kwasu fosforowego należy rozumieć związki, które przykładowo otrzymuje się drogą estryfikacji polioli kwasem fosforowym lub kwasami polifosforowymi. Są to np. produkty złożone z kwasu fosforowego, glikolu etylenowego i pentaerytrytu.

Trójskładnikowa masa może ewentualnie zawierać znane środki pomocnicze, takie jak środki zwilżające, środki przeciwpieniące, środki zagęszczające, barwniki, środki grzybobójcze, środki zmiękczające, środki wiążące, środki hamujące płomień lub różne napełniacze.

Udział tych poszczególnych dodatków każdorazowo plasuje się w zakresie 0-10% wagowych, korzystnie 0,1-6% wagowych. Należy przy tym zwrócić uwagę na to, żeby suma ilości wszystkich składników nie przewyższyła 100% wagowych.

Jako substancje pomocnicze nadają się przykładowo m.in. dostępne w handlu środki zwilżające na osnowie poliakrylanów i/lub polifosforanów, alginianowe środki zagęszczające, silikonowe środki przeciwpieniące, środki wiążące, takie jak polioctan winylu, polialkohol winylowy, poliwinylobutyral i polichlorek winylu, akrylan styrenu, octan winylotoluenu itd., środki zmiękczające, takie jak chloronośne woski, napełniacze, takie jak Vermiculit, włókny nieorganiczne, piasek kwarcowy, mikrokuleczki szklane, mika, dwutlenek krzemu, wełna żużlowa itd., środki hamujące płomień, takie jak estry kwasu fosforowego, Hostaflam TPOP 920 (firmy Clariant), Amgard V 490 (firmy Albright + Wilson), fosforan trójetylowy, fosforan trójchloropropylowy itd.

Powłokę na nośnik nanosi się w postaci roztworu bądź pasty, tak więc do mieszaniny składników dodaje się ewentualnie wodę w ilości 10-50% wagowych, korzystnie 15-45% wagowych, znowu pod warunkiem, że suma ilości wszystkich składników nie przewyższy 100% wagowych. Jako nośnik dla laminatu według wynalazku stosuje się włókninę szklaną lub tkaninę szklaną. Nośnik ten wykazuje korzystnie gramaturę 50-500 g/cm².

Powlekanie następuje w poziomym urządzeniu malującym i powlekającym (bądź suszarniczym).

Podczas powlekania utrzymuje się temperaturę około 10-30°C, temperatura suszenia plasuje się w zakresie około 70-170°C.

Zgodnie z wynalazkiem korzystnymi są laminaty o grubości 0,5-15 mm. Całkowita grubość laminatu stanowi korzystnie 1-5 mm.

Laminaty według wynalazku odznaczają się wysokim oporem przepuszczania ciepła. W temperaturze 800°C wartość ta wynosi więcej niż 0,3 Km2/W. Dalej laminaty odznaczają się wysokim współczynnikiem rozszerzania się. I tak w temperaturze 300°C współczynnik ten plasuje się powyżej 20. Laminaty według wynalazku zatem nadają się przykładowo jako uszczelnienia gazu gorącego w przypadku drzwi ogniochronnych, jako zasłony przeciwogniowe w przypadku otworów murarskich, jako wypełnienia płyt drzwiowych lub jako oploty pojedynczych kabli i tras kablowych, itd.

Podane niżej przykłady objaśniają bliżej wynalazek.

W przykładach 1-4 stosowano następujące postępowanie: w mieszarce Molteni'ego z mieszadłem planetarnym jednorodnie zmieszano poszczególne składniki odpowiednich mas nabrzmiewających. Gotowe pasty następnie nanoszono i suszono w poziomym urządzeniu powlekającym i suszarniczym. Suszenie prowadzono w temperaturze 70-120°C.

Składy poszczególnych mieszanek są przedstawione w niżej podanych zestawieniach.

P r z y k ł a d I.

Substancja wsadowa	% wag.	\| Nazwa handlowa/firma \|	Zbiór
H2O	25,6
melamina 200 mesz	5,6	DSM	b
dipentaerytryt	2,8	Degussa
polifosforan amonowy	17,0	Exolith 422/Hoechst	a
dwutlenek tytanu	5,6	Kronos	c
glikol propylenowy	2,3	Dow
piasek kwarcowy	4,6	2E23/Quarzwerke	c
polioctan winylu (POW)	28,5	Mowilith DM 230/Hoechst
włókno mineralne	4,6	Inorphil 060/Langer
ester kwasu fosforowego	3^	Hostaflam TPOP 920/Hoechst
Suma Σ	100

Temperatura suszenia: 110°C.

PL 198 084 B1

P r z y k ł a d II.

Substancja wsadowa	% wag.	\| Nazwa handlowa/firma \|	Zbiór
H₂O	15,8
POW	22	Vinnapas EV 25%-owy/Wacker
odpieniacz	1	Terric-X40 L/ICI
fungicyd	0,4	Acticide EP/Thor
odpieniacz	0,4	Foammaster VL/Henkel
TiO₂	9	Kronos 2190/Kronos	c
dipentaerytryt	10	Dipenta/Degussa
melamina	12,8	BASF	b
chlorowosk	3,8	Hordaflex CL50/Hoechst
polifosforan amonowy	24	Hostaflam AP 422/Hoechst	a
włókna	08	Acrysol ASE60/Nestle & Co
Suma Σ	100

P r z y k ł a d III.

Substancja wsadowa	% wag.	\| Nazwa handlowa/firma	\| Zbiór
K 30	25	DSM Chemie Linz	a
HMMM	25	U100/DSM Chemie Linz	b
mikrokulki szklane (3000)	9,1	CP3/Potters Ballotini
wełna żużlowa	9,1	Inorfil 020/Langer
mika	9,1	Vermex SF/Vermica	c
TiO2	9,1	Kronos	c
POW	13,6	Mowilith DM 230
Suma Σ	100

K 30: produkt reakcji z glikolu etylenowego, pentaerytrytu i kwasu fosforowego.

P r z y k ł a d IV.

Substancja wsadowa \|	% wag.	\| Nazwa handlowa/firma \|	Zbiór
H2O	22,4
polisacharyd	0,2	Deuteron SR 28
polifosforan amonowy	22	Hostaflam AP 422/Hoechst	a
melamina (mielona)	11	DSM	b
TiO₂	10	Kronos	c
pentaerytryt	10	Pentaerythritol F 200/Degussa
glikol propylenowy	2,0	DOW
benzoizotiazolon	0,1	Tergal K11
dwutlenek krzemu	8,0	EFA-Fuller	c
sześciometylenoczteroamina	1,0	-
włókno polietylenowe	0,5	Hostapulp FPE 930T/Hoechst
zawiesina POW	12,0	Vinnapas EV 25/Wacker
odpieniacz	_	Dehydran 1293
Suma Σ	100

PL 198 084 B1

Wyniki badania gotowych laminatów podano niżej w tabeli.

T a b e l a
	Przykład 1	Przykład 2	Przykład 3	Przykład 4
	włóknina	tkanina	włóknina	włóknina	włóknina
barwa	biała	biała	perłowo biała	biała	naturalna
konsystencja	stała	stała	stała	stała	stała
gramatura	0,8 kg /m2	0,95 kg/m2	1,46 kg/m2	2,09 kg /m2	1,18 kg /m2
grubość warstwy	1,04 mm	0,82 mm	1,13 mm	1,85 mm	1,15 mm
ciężar właś.	^{0,82 g/}cm³	1^,15 g/cm³	1^,29 g/cirn³	1^,13 ^g/cirn³	^{1,03 g/}cm³
Exp. H.	22 mm	13 mm	26 mm	50 mm	24 mm
Exp. F.	1:21	1:16	1:23	1:27	1:21
elastyczność
próba zginania na trzpieniu
75 mm	spełnia	spełnia	spełnia	spełnia	spełnia
50 mm	spełnia	spełnia	spełnia	spełnia	złamanie
25 mm	spełnia	spełnia	spełnia	spełnia	złamanie
pozostałość po prażeniu
(450°,15 min)	59%	77%	51%	69%	60%
(1000°15 min)	49%	68%	36%	55%	45%
właśc. ppoż.	B1	B1	B1	B1	B1
wilgoć resztkowa	3,05%	1,98%	0,98%	0,90%	1,03%
wchłanianie wilgoci	15%	30%	49%	37%	27%
opór przepuszczania ciepła (K-m²/W)	0,40	0,30	0,42	0,45	0,40

Exp. H. = wysokość rozszerzania się, bez obciążenia, 450°C, 15 min; Exp. F. = współczynnik rozszerzania się = Exp. H./grubość warstwy; Wchłanianie wilgoci: bezpośrednio w roztworze wodnym, 20 godzin; Włóknina: Microlith PM 10/2 (firmy Schuller);

Tkanina: E420 876/100 (firmy Vertex).

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Naarzmiewająąclaminato wyyskim ooprzzprzzeuuszczniacieeła,zznmieenntym, żż s stada się on z włókniny lub tkaniny szklanej, powleczonej nabrzmiewającą masą trójskładnikową, zawierającą

a) produkt reakcji kwasu fosforowego, glikolu etylenowego i pentaerytrytu,

b) związek melaminy i

c) nieorganiczny związek szkieletotwórczy.
2. Naarzmiewytącc i aminatwyeługzantrz. 1, z znmieenntym. żż zzmierasSłaanik aa w i Ιοόοί 5-50% wagowych, składnik b) w ilości 5-50% wagowych i składnik c) w ilości 5-30% wagowych, pod warunkiem, że suma ilości tych składników jest równa 100% wagowych.

PL 198 084 B1
3. Nabrzmiewający laminat według zastrz. 1, znamiennytym, że jako składnikb) zawiera związek melaminy z grupy obejmującej melsminę, sześciometoksymetylomelaminę, pirofosforsn dimelaminy, polifosforan melaminy, fosforan melaminy.
4. Nabrzmiewający laminaa według zas^z. 1, znamienny tym, że lako składnik cy nieorganiczny związek szkieletotwórczy z grupy obejmującej dwutlenek tytanu, krzemian glinowy, glinę, boran cynkowy, boran wapniowy, fosforan lub krzemian sodowy, zeolit, wollastonit, fosforan borowy, serpentyn, kaolin, talk, sepiolit, wapniowce i plagioklazy, takie jak albit i anoptyt.
5. Nabrzmiewający laminaa według z^j^si·^. 1, znamienny tym, że 1 ako stadnik aa zawiera częściowy ester kwasu fosforowego z glikolem etylenowym i pentaerytrytem.