DE3502372A1 - Brandhemmender schutzstoff fuer kunststoffe - Google Patents
Brandhemmender schutzstoff fuer kunststoffeInfo
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
HANS TRAPPENBERG · patenting enieur . Karlsruhe
EUROPÄISCHER PATENTVERTRETER
24.01.1985 n27 KU 1041
KATAFLOX Patent-Verwaltungsgesellschaft mbH
Erasmusstr. 9, 7500 Karlsruhe 1
Die Erfindung betrifft einen Schutzstoff zur brandhemmenden
und Brandfolgen mindernden Ausrüstung von Kunststoffen, insbesondere
von Thermoplasten, und hier insbesondere von Polyvinylchlorid und Polyethylen.
Alle organischen Werkstoffe, und damit auch die Kunststoffe, sind brennbar. Manche Kunststoffe sind von ihrem
chemischen Aufbau her schwer entflammbar oder können durch eingebaute und/oder eingearbeitete zusätzliche Flammschutzmittel
schwer entflammbar eingestellt werden. Trotzdem tragen auch derartige Kunststoffe im Brandfalle zur Brandlast bei. Hierbei ist zu beachten, daß nicht nur die Brennbarkeit
oder Entflammbarkeit maßgebend für das Brandverhalten
von Kunststoffen sind, sondern auch noch die Brandnebenerscheinungen beachtet werden müssen, wie beispiels-
-2-
weise die im Brandfalle entstehende Rauchentwicklung, das Abspalten schädlicher oder giftiger Gase oder das brennende
Abtropfen des Kunststoffmaterials.
Nach DIN 4102, Teil 1, können die Kunststoffe hinsichtlich
ihres Brandverhaltens in die Klassifizierung Bl "schwer"
oder B2 "normal entflammbar" eingeordnet werden. Verbundbaustoffe
mit geringem Kunststoffanteil können auch die Prüfgruppe A2 "nicht brennbar" erreichen. Maßgebend ist
auch noch die DIN 53438, die die Entflammbarkeits- und
Flammenausbreitungs-Prüfverfahren beschreibt. In dieser
Norm sind auch Hinweise über die zulässige Rauchentwicklung
beziehungsweise das "brennende Abtropfen" enthalten. Besondere Vorschriften hinsichtlich des Brandverhaltens gelten
schließlich auch noch für Kunststoffe, die für die Ausstattung
von Straßen- und Schienenfahrzeugen, von Schiffen und
Flugzeugen sowie auch für den Bergbau bestehen.
Zum Erreichen der in diesen verschiedenen Vorschriften gekennzeichneten
Werte dienen die bereits oben erwähnten Flammschutzmittel, die in die Kunststoffe eingebaut oder
nachträglich eingearbeitet werden. So sind Chlor oder Brom enthaltende organische Verbindungen bekannt, die bei Flammeneinwirkung
Produkte abspalten, die den Sauerstoffzutritt erschweren, damit das Brandverhalten günstig beeinflussen
und auch weitere Brandreaktionen chemisch abbremsen. Anorganische Füllstoffe, die auch zu diesem Zweck eingesetzt
werden, verdünnen den brennbaren Stoffanteil im Kunststoff und wirken damit ebenfalls günstig auf das Brandverhalten
ein. Gleiches gilt für Wasserglas (Natriumsilikat). Festzustellen ist allerdings, daß verschiedene dieser genannten
Additive das Gebrauchsverhalten der damit ausgestatteten Kunststoffe ungünstig beeinflussen können; dies trifft insbesondere
für viele anorganische Füllstoffe zu.
-3-
Um das Abtropfen der Kunststoffe, insbesondere das
brennende Abtropfen zumindest zu mindern, sind Versuche bekannt geworden, den Kunststoffen Asbestfasern beizumengen.
Abgesehen von den gesundheitsgefährdenden Einwirkungen
dieser Asbestfaser erbrachten diese Versuche auch keine befriedigenden Ergebnisse.
Damit stellt sich für die Erfindung die Aufgabe, einen
Schutzstoff anzugeben, der in die verschiedensten Kunststoffe, insbesondere in Thermoplaste - Polyolefine, Styrol-Polymerisate,
Vinylchlorid-Polymerisate, fluorhaltige Polymere, Polyacryl- und Polymethacryl-Kunststoffe,
Polyamide, Polyester, Polyethylen, Polyimide und deren Verbundwerkstoffe
- eingearbeitet werden kann und hierbei das Brandverhalten günstig beeinflußt. Zur günstigen Beeinflussung
des Brandverhaltens zählt hierbei sowohl Hemmung der Entflammbarkeit und des Abbrennverhalten, wie auch Minderung
der Rauchentwicklung und des Abtropfens. Hierzu gehört jedoch auch die Unterbindung der Bildung von schädlichen
oder gar giftigen Brandprodukten, insbesondere von schädlichen oder giftigen Brandgasen, wie auch die Abspaltung ;
von Salzsäure, die regelmäßig hohe Schäden in der Umgebung
des Brandes verursacht.
Nach der Erfindung wird diese Aufgbe gelöst durch ein
Mischungsprodukt aus organischen Fasern mit Oxiden, Hydroxiden, Hydrogencarbonaten und/oder Carbonaten der
Erdalkalimetalle mit Phosphorsäure (Orthophosphorsäure).
Die Praxis hat gezeigt, daß ein derartiger Schutzstoff nicht nur die Entflammbarkeit, wie auch das Abbrennverhalten günstig beeinflußt, sondern auch das Abtropfen, wie
auch die Rauchentwicklung beziehungsweise die Entwicklung von schädlichen oder giftigen Gasen mindert. Dies mag einmal
darauf zurückzuführen sein, daß die anorganischen Füllstoffe den brennbaren Stoffanteil "verdünnen", also die
-4-
Brandlast insgesamt verringern, wie auch die Entflammbarkeit
herabsetzen, aber auch darauf, daß durch eine chemische
Reaktion die sonst entstehenden Gase und Dämpfe umgesetzt oder deren Entwicklung abgebremst werden. Insbesondere
dürften auch die dem Mischungsprodukt beigegebenen organischen Fasern das Abtropfen verhindern, wie dies bei
den praktischen Versuchen festgestellt werden konnte. Insgesamt wird also das Brandverhalten eines mit diesem Schutzstoff
ausgerüsteten Kunststoffs äußerst günstig beeinflußt, so daß die meisten Kunststoffe durchaus in die oben angeführte
DIN-Prüfgruppe A2 "nicht brennbar" eingereiht werden
können.
Überraschenderweise ergab sich zudem noch, daß trotz des verhältnismäßig großen anorganischen Anteils dieses Schutzstoffes
die Gebrauchseigenschaften der damit versehenenen
Kunststoffe nicht oder praktisch nicht gemindert wurden, was wohl auch auf die Beifügung der organischen Fasern zurückzuführen
ist. Zu bemerken ist, daß diese organischen Fasern, die ja selbst brennbar sind, im Brandfalle innerhalb
des Kunststoffes lediglich pyrolisieren, also ihre verfestigenden
Eigenschaften auch noch im Brandfalle beibehalten. Günstig für die Anwendung dieses Schutzstoffes ist
auch, daß sein Schüttgewicht mit dem Schüttgewicht praktisch aller oben angeführter Kunststoffe etwa gleich ist,
daß also auch bei starken Vibrationen eine Entmischung zwischen Kunststoffpartikeln und Schutzstoff nicht zu
befürchten ist.
Insgesamt ergibt sich damit ein Schutzstoff, der geeignet ist, die meisten bekannten Kunststoffe, insbesondere die
Thermoplaste, hinsichtlich ihres Brandverhaltens äußerst günstig zu beeinflussen, ohne deren Gebrauchseigenschaften
wesentlich zu mindern.
Die Herstellung des Schutzstoffes nach der Erfindung kann
auf nassem oder trockenem Wege erfolgen.
Dienasse Herstellung des Schutzstoffes hat den Vorteil,
daß feuchte Holzspäne oder auch organische Fasern von Klärschlämmen
ohne deren Trocknung verwendet werden können. Bei der Herstellung werden diese organischen Fasern mit einer
Feuchte von 0 bis 80 % einer Mischeinrichtung eingegeben, dann die Erdalkalimetalle zugegeben und sodann die Phosphorsäure,
im etwa stöchiometrischen Verhältnis, bei zu trockenen Ausgangsmaterialien unter gleichzeitiger Beigabe von
Wasser, zugedüst. Das Mischgut kann sodann nach e.in.er
kurzen Mischzeit einer Abdampfstrecke und sodann einer
Vereinzelungseinrichtung (Mühle) zugeleitet werden.
Die trockene Anlagerung, die den Vorteil einer einfacheren Herstellung hat, geht von tertiären Erdalkaliphosphaten
aus, die zusammen mit den organischen Fasern einem mit Praileinbauten versehenen Mahlwerk zugeleitet werden, wobei
sich durch atomare Kräfte das Erdalkaliphosphat punktförmig an den organischen Fasern anlagert.
In beiden Fällen sollte das Verhältnis von organischen Fasern zu Mineralien etwa 10:100 bis 40:100 betragen. Bei
der Behandlung mit Phosphorsäure wird ein Molverhältnis von Erdalkalimetallen zu Phosphorsäure von 1,5:1,0 bis 4,0:1,0
vorgeschlagen.
Claims (8)
1. Schutzstoff zur brandhemmenden und Brandfolgen mindern den Ausrüstung von Kunststoffen, insbesondere von Thermoplasten,
hier insbesondere von Polyvinylchlorid und
Polyethylen,
gekennzeichnet
durch ein Mischungsprodukt aus organischen Fasern mit
Oxiden, Hydroxiden, Hydrogencarbonaten und/oder Carbonaten
der Erdalkalimetalle mit Phosphorsäure (Orthophosphorsäure ) .
2. Schutzstoff nach Anspruch 1,
gekennzeichnet
gekennzeichnet
durch ein Molverhältnis von Erdalkalimetallen zu Phosphorsäure von 1,5:1,0 bis 4,0:1,0.
-2- ■ - - j
3. Schutzstoff nach Anspruch 1,
gekennzeichnet
gekennzeichnet
durch das Verhältnis von organischen Fasern zu Mineral von 10:100 bis 40:100.
4. Schutzstoff nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die organischen Fasern feine Holzspäne oder Sägemehl
5. Schutzstoff nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die organischen Fasern die fasrigen Restbestandteile
von Klärschlämmen aus Papierfabriken sind.
6. Verfahren zum Herstellen des Schutzstoffes
nach den Ansprüchen 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die organischen Fasern mit einer Feuchte von 0 bis 80 %
einer Mischeinrichtung eingegeben, dann die Erdalkalimetalle zugegeben und sodann die Phosphorsäure im etwa
stöchiometrischen Verhältnis, bei zu trockenen Ausgangsmaterialien
unter gleichzeitiger Beigabe von Wasser, zugedüst wird.
7. Verfahren nah Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Mischgut einer Abdampfstrecke und sodann einer
Vereinzelungseinrichtung (Mühle) zugeleitet wird.
-3-
UC:
8. Verfahren zum Herstellen der Schutzstoffe
nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß tertiäres Alkaliphosphat zusammen mit organischen Fasern einem mit Pralleinbauten versehenen Mahlwerk
zugeleitet werden.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853502372 DE3502372A1 (de) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | Brandhemmender schutzstoff fuer kunststoffe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853502372 DE3502372A1 (de) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | Brandhemmender schutzstoff fuer kunststoffe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3502372A1 true DE3502372A1 (de) | 1986-07-31 |
Family
ID=6260685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19853502372 Withdrawn DE3502372A1 (de) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | Brandhemmender schutzstoff fuer kunststoffe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3502372A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4033116A1 (de) * | 1990-10-18 | 1992-04-23 | Inst Priloschna Mineralogia Ba | Polymermasse |
-
1985
- 1985-01-25 DE DE19853502372 patent/DE3502372A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4033116A1 (de) * | 1990-10-18 | 1992-04-23 | Inst Priloschna Mineralogia Ba | Polymermasse |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |