DE3421863A1 - Intumeszenzmassen mit kontrollierter intumeszenzwirkung - Google Patents
Intumeszenzmassen mit kontrollierter intumeszenzwirkungInfo
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Description
-
- Intumeszenzmassen mit kontrollierter Intumeszenzwirkung
- Die Erfindung betrifft die Kontrolle der Intumeszenz von Intumeszenzbrandschutzmassen durch Zusätze von schmelzbaren Polymerpulvern.
- Die Funktionsweise der meisten Intumeszenzmassen beruht auf dem Ineinandergreifen folgender Prozesse bei Beflammung: 1. Unter Zersetzung bildet der Gerüstbildner (Carbonific) eine mehr oder weniger zähe und schäumfähige Schmelze, hierbei wirkt zumeist ein azider Katalysator mit; 2. unter Aufblähen der Schmelze beginnt die zumeist durch eine gleichzeitig anwesende, vielfach stickstoffhaltige, bzw. NH3 abspaltende Treibmittelkomponente bestimmte weitere Zersetzungsreaktion; 3. unter weiterer Zersetzung, bzw. Carbonisierung und weiterem Aufblähen erstarrt die gebildete Schmelze zu einem feuerwiderstandfähigen Intumeszenzschaum.
- Dieses Verhaltn bei Flammeinwirkung bzw. Hitzewirkung befähigt derartige Intumeszenzmassen zum Sichern von Fugen und Hohlräumen gegen den Durchtritt von Feuer und Brandgasen. Deshalb nehmen Intumeszenzmassen einen zunehmend wichtigeren Platz im Gebiet des vorbeugenden Brandschutzes ein, insbesondere dann, wenn sie selber quasi nicht brennen und z.B. keine sauren Dämpfen bilden.
- Oftmals ist die Intumeszenzwirkung von Intumeszenz-Brandschutzmassen so intensiv, daß der gebildete feuerwiderstandsfähige Schaum sehr leicht und mechanisch labil ist und der Flammenerosion wenig Widerstand bieten kann.
- Bisweilen ist ein geringeres Aufschäumen der Intumeszenzmasse in Kauf zu nehmen, wenn dafür aber der gebildete Intumeszenzschaum entsprechend stabiler ist. Es wäre wünschenswert, die Intumeszenzeigenschaften einer gegebenen Intumeszenzmasse durch einen Zusatzstoff hinsichtlich der Intensität der Intumeszenzschaumbildung steuern zu können, ohne die gesamte Rezepturierung wesentlich ändern zu müssen.
- Es wurde nun gefunden, daß kontrollierte Intumeszenzwirkung erhalten wird, wenn man den Intumeszenzmassen Polymerpulver als zusätzliche Komponente beifügt, wobei diese Polymerpulver, deren Korngrößen unter 3-5 mm Durchmesser, vorzugsweise unter 0,5 mm Durchmesser, liegen, bei Temperaturen unter 4000C, vorzugsweise unter 3000C, gege- benenfalls unter Zersetzung eine Schmelze bilden sollen.
- Die die Intumeszenz stoppende Wirkung dieser Zusätze ist im allgemeinen bei Zusatzmengen im Bereich von 0,1 bis 1 Gew.-% bzw. auf Gesamtgewicht, der Zusatzmenge annähernd proportional.
- Diese Wirkung der Zusätze von schmelzbaren Polymerpulvern tritt sowohl bei anorganischen, wie auch bei organisch basierten Intumeszenzmassen ein, die ihre Intumeszenzwirkung im Bereich von 200 bis 4000C entfalten.
- Gegenstand der Erfindung sind daher Intumeszenzmassen mit kontrollierter Intumeszenzwirkung, dadurch gekennzeichnet, daß man den in ihrer Intumeszenz zu kontrollierenden Intumeszenzmassen Polymere zusetzt, die bei Temperaturen von ca. 50 bis 4000C gegebenenfalls unter Zersetzung schmelzen.
- Bezogen auf das Gesamtgewicht der Intumeszenzmasse soll das Polymer in Mengen von 0,05 bis 5, vorzugsweise 0,3 bis 3 Gew.-%, in der erfindungsgemäßen Intumeszenzmasse enthalten sein.
- Die zur Verwendung kommenden Polymeren können Polykondensations-, Polyadditions-, Polycyclisierungs- oder Doppelbindungspolymere sein. Der Vorzug wird solchen Polymeren gegeben, die kein Halogen enthalten.
- Beispiele solcher Polymeren sind Olefin- und Polyolefin- Polymere, Vinyl- und Allyl-Prolymere, Polyurethane, Polyamide, Polyester, Polyacetale, Polycarbonate, Polyether, Polyimide, und deren Mischungen. Die Molgewichte können von ca. 2000 bis zu vielen Millionen, vorzugsweise von ca. 6000 bis zu ca. 1 Mio., reichen.
- Beispielhaft seien folgende Polymertypen genannt: Adipinsäurepolyamide, Ethylen/Vinylacetat-Copolymerisate und deren Verseifungsprodukte, Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol und (Cc-Methyl) -Styrol-Copolymerisate mit z.B. Acrylnitril, Copolymerisate von Maleinanhydrid mit Ethylen, Propylen, Styrol, Vinylacetat, Vinylether, Isobutylen, Diisobutylen, ABS-Polymerisate, Polycaprolactam, Polycaprolacton, Polyester der Benzoldicarbonsäuren, Novolack- bzw. Phenolharz-Vorkondensate, Epxoydharze, Alkydharze, Collophoniumharze, hydrierte oder halogenierte Polymere.
- Die Intumeszenz-dämpfende Wirkung ist im allgemeinen unspezifisch und kann auch bei Harzen beobachtet werden, die ihrerseits gegebenenfalls als Matrix von intumeszierenden Zubereitungen in Betracht kommen können.
- Die Wirkung tritt vorzugsweise bei Zusatzmengen unter 10 Gew.-%, bezogen auf Gesamtgewicht der Intumeszenzmasse, auf.
- Der Einsatz der erfindungsgemäßen Zusätze zur Kontrolle der Intumeszenzwirkung ist immer dann technisch vorteilhaft, wenn eine an und für sich stark blähfähige Intumeszenzzubereitung zugunsten der Ausbildung eines festeren Schaumes in der Intumeszenz gebremst werden soll, oder dann, wenn eine schwer entflammbare Intumeszenzmasse auch im Brandfall nicht oder nur wenig aufschäumen soll, um gegebenenfalls einen mechanisch besonders stabilen Verschluß im Brandfalle zu erhalten.
- Beispiele Die angegebenen Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht, sofern nicht anders vermerkt ist.
- Es wurden folgenden Intumeszenzmischungen verwendet: Intum-zenzmischung 1: Beispielhaft konventionelle Intumeszenzmischung aus 1 Teil Kartoffelstärke 1 Teil Pentaerythrit 1 Teil Diammoniumphosphat 1 Teil Dicyandiamid Intumeszenzmischung 2: Entspricht Intumeszenzmischung 1 unter Zusatz von 0,2 Teilen eines auf Korngrößen unter 0,1 mm vermahlenen äquimolaren Copolymerisates aus Isobutylen und Maleinanhydrid.
- Intumeszenzmischung 10: Nicht konventionelles Intumeszenzmaterial Umsetzungsprodukt einer Mischung aus 100 Teile (C2H5O-)2 PO-CH2-N (-C2H4OH)2 50 Teile Dicyandiamid 10 Teile Aluminium-Oxyd-hydrat und 100 Teile technischem Polyisocyanat, erhalten über die Phosgenierung von Anilin-Formaldehyd-Kondensaten (Desmodur 44 V 40 R, BAYER AG).
- Intumeszenzmischung 11: Wie Intumeszenzmischung 10, jedoch unter Zusatz von 7,5 Teilen eines auf Korngrößen unter 0,1 mm vermahlenen Copolymerisates aus oC-Methylstyrol und 31 % Acrylnitril.
- In den folgenden Intumeszenzmischungen wurde anstelle des unter 3000C schmelzbaren Copolymerisates in gleicher Menge und Körnung das folgende, die Intumeszenz erfindungsgemäß vermindernde Material verwendet: Intumeszenzmischung 12: verseiftes Copolymerisat aus Ethylen und ca. 40 % Vinylacetat, 13: Polyvinylchlorid, 14: Chlorierter Naturkautschuk, 15: äquimolares Copolymerisat aus Maleinanhydrid und Styrol, 16: äquimolares Copolymerisat aus Maleinanhydrid und Vinylacetat, 17: äquimolares Copolymerisat aus Maleinanhydrid und Diisobutylen, 18: Copolymerisat aus Styrol und 30 Teilen Ethylacrylat, Intumeszenzmischung 19: Cellulose Acetobutyrat, 20: Polyethylen, 21: Polypropylen, 22: Thermoplastisches Polyurethan (Dsmopan , BAYER AG), 23: Polybutylentherephthalat, 24: Polyamid (Perlon Die Intumeszenzprüfung erfolgte dadurch, daß man aus den Intumeszenzmassen kreisrunde Plättchen von 3 mm Dicke schnitt, bzw. formte (bei Intumeszenzmasse 1 und 2 durch Anfeuchten und nachheriges Trocknen) und diese Testplättchen auf einem Drahtsieb liegend von der Oberfläche her 10 Minuten mit einem 6000C Heißluftgebläse beaufschlagte. Anschließend wurde die Volumenvergrößerung abgeschätzt: Volumenvergrö ßerung Benotung Vol.-% mehr als 300 1 300 - 200 2 200 - 100 3 100 - 50 4 weniger als 50 5 Die Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt: Intumeszenzverminderung durch verschiedene Zusätze Beispiel Nr. 1 Intumasse Nr. 1 Intumeszenzbenotung 1 2 2 3 3 10 1 4 11 5 5 12 4 6 13 5 7 14 5 8 15 4 9 16 4 10 17 5 11 18 4 12 19 3 13 20 4 14 21 4 15 22 3 16 23 3 17 24 4 In den folgenden Beispielen wird mittels der Intumeszenzmasse 10 die Wirkung verschiedener Zusatzmengen des Copolymerisatpulvers (analog Beispiel 10) aufgezeigt. Es wird deutlich, daß schon Zusatzmengen unter 1 %, bezogen auf den Gesamtansatz, vewertbare Effekte liefern: Die Beispiele werden tabellarisch aufgeführt. Intumeszenzverminderung bei verschiedenen Zusatzmengen analog Beispiel 10 Beipiel Nr. Zusatzmenge Intumeszenzbenotung Polymerpulver (Teile) 18 7,5 5 19 5 5 20 4 4 21 3 4 22 2 4 23 1 3 24 0,5 2 25 0 1 Beispiel 26 In eine Schaumbetonplatte von 50 x 50 cm bei einer Dicke von 10 cm wird zweimal eine 30 cm lange, senkrecht stehende durchgehende Fuge mit 2 cm Breite geschnitten.
- Die eine Fuge wird einmal mit Intumeszenzmasse 17 ausgegossen und zum Vergleich die andere mit Intumeszenzmasse 10 ausgegossen, bei der keine Intumeszenzregulierung erfolgt.
- Dann wird die Schaumbetonplatte in eine Kleinbrandkammer eingebaut, die nach der Einheitstemperaturkurve gemäß DIN 4102 befeuert werden kann, und 90 Min. der Befeuchtung ausgesetzt.
- Anschließend wird die Platte ausgebaut und die Fuge beurteilt: Nach 90 Min. war auf der der Flamme abgewandten Seite der Fugenoberfläche die Temperatur in beiden Fällen etwa bei 105°C.
- Die mit Intumeszenzmasse 10 gefüllte Fuge enthielt noch ca. 4 cm tief unverändertes Material, dann folgten ca.
- 2 cm gut aufgeschäumtes Material, dann ca. 1 cm sehr lockeres, z.T. aboxydiertes geschäumtes Material, der Rest der Fuge war durch die Flammerosion von geschäumtem Material freigeblasen worden, ca. 3 cm.
- Die mit Intumeszenzmasse 17 gefüllte Fuge enthielt noch ca. 5,5 cm unverändertes Material, dann folgten ca. 4 cm gut carbonisiertes poröses Material, die Fuge selbst war nur ca. 0,5 cm tief frei erodiert worden.
- Dieser Versuch macht deutlich, daß die Begrenzung der Intumeszenz gegebenenfalls von Vorteil sein kann, z.B.
- dann, wenn der Einfluß der Flammerosion vermindert werden soll.
Claims (5)
- Patentansprüche 1. Intumeszenzmassen mit kontrollierter Intumeszenzwirkung, dadurch gekennzeichnet, daß sie gegebenenfalls unter Zerstetzung bei Temperaturen zwischen 50 und 4000C schmelzende Polymere beigefügt enthalten.
- 2. Intumeszenzmassen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Carbonisierungsschäume bildenden Intumeszenzmassen zwischen 50 und 4000C schmelzende Polymerpulver beifügt.
- 3. Intumeszenzmassen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Isocyanatvernetzten Intumeszenzmassen zwischen 50 und 4000C schmelzende Polymerpulver beifügt.
- 4. Intumeszenzmassen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen 50 und 4000C schmelzenden Polymeren in Mengen unter 10 Gew.-% (bezogen auf Gesamtgewicht) enthalten sind.
- 5. Bau- und Formteile mit Funktionen für den vorbeugenden Brandschutz, die Konstruktionselemente unter Verwendung der Intumeszenzmassen gemäß Anspruch 1 aufweisen.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843421863 DE3421863A1 (de) | 1984-06-13 | 1984-06-13 | Intumeszenzmassen mit kontrollierter intumeszenzwirkung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843421863 DE3421863A1 (de) | 1984-06-13 | 1984-06-13 | Intumeszenzmassen mit kontrollierter intumeszenzwirkung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3421863A1 true DE3421863A1 (de) | 1985-12-19 |
| DE3421863C2 DE3421863C2 (de) | 1991-02-14 |
Family
ID=6238219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19843421863 Granted DE3421863A1 (de) | 1984-06-13 | 1984-06-13 | Intumeszenzmassen mit kontrollierter intumeszenzwirkung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3421863A1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0302987A1 (de) * | 1987-08-14 | 1989-02-15 | Dr. Wolman GmbH | Massen zur Herstellung intumeszierender Formkörper und Halbzeuge und deren Verwendung im baulichen Brandschutz |
| DE3906524A1 (de) * | 1989-03-02 | 1990-09-13 | Basf Ag | Feuerwiderstandsbarriere |
| WO1992015638A1 (en) * | 1991-02-28 | 1992-09-17 | Dsm N.V. | Process for preparing intrinsically foamed thermoplastic polymer |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3109352A1 (de) * | 1981-03-12 | 1982-09-23 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Gegebenenfalls geschaeumte intumeszenzmassen und ihre verwendung |
-
1984
- 1984-06-13 DE DE19843421863 patent/DE3421863A1/de active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3109352A1 (de) * | 1981-03-12 | 1982-09-23 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Gegebenenfalls geschaeumte intumeszenzmassen und ihre verwendung |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0302987A1 (de) * | 1987-08-14 | 1989-02-15 | Dr. Wolman GmbH | Massen zur Herstellung intumeszierender Formkörper und Halbzeuge und deren Verwendung im baulichen Brandschutz |
| DE3906524A1 (de) * | 1989-03-02 | 1990-09-13 | Basf Ag | Feuerwiderstandsbarriere |
| WO1992015638A1 (en) * | 1991-02-28 | 1992-09-17 | Dsm N.V. | Process for preparing intrinsically foamed thermoplastic polymer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3421863C2 (de) | 1991-02-14 |
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|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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