AT16465U1 - Ammonium-free thermal insulation material - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Wärmedämmstoff mit Flammschutz umfassend - 85 – 95 Gew.-% Altpapier als Dämmstoff und - 5 bis 15 Gew.-% pulverförmiges Flammschutzmittel, wobei das Flammschutzmittel kein Bor und keine borhaltigen Verbindungen enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Flammschutzmittel enthält - 15 – 100 Gew.-% Perlit, - 0 bis 85 Gew.-% einen oder mehrere synergistische(n) Zusatzstoff(e) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus phosphorhaltigen Verbindungen, stickstoffhaltigen organischen Verbindungen, organischen Phosphor-Stickstoffverbindungen und Magnesiumsulfat, Natriumbicarbonat, Lysinsulfat, Calciumcarbonat, Natriumcarbonat, Natriumcitrat, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Zinksulfid, Natriumphosphinat, Magnesiumchlorid, Calciumsulfat, Calciummagnesiumcarbonat, und das Flammschutzmittel frei von Ammoniumverbindungen ist und der Wärmedämmstoff aus 85 bis 90 Gew.-% Altpapier und 5 bis 15 Gew.-% Flammschutzmittel besteht, wobei sich die Komponenten zu 100 Gew.-% ergänzen.The invention relates to a thermal insulation material with flame retardant comprising - 85 - 95 wt .-% waste paper as insulation and - 5 to 15 wt .-% powdered flame retardant, wherein the flame retardant contains no boron and no boron compounds, characterized in that the flame retardant contains - 15-100% by weight of perlite, 0-85% by weight of one or more synergistic additives selected from the group consisting of phosphorus-containing compounds, nitrogen-containing organic compounds, organic phosphorus-nitrogen compounds and magnesium sulfate, sodium bicarbonate, Lysine sulfate, calcium carbonate, sodium carbonate, sodium citrate, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc sulfide, sodium phosphinate, magnesium chloride, calcium sulfate, calcium magnesium carbonate, and the flame retardant is free of ammonium compounds and the thermal insulation material from 85 to 90 wt .-% waste paper and 5 to 15 wt .-% flame retardant exists, with the components to 100 Add% by weight.
Description
[0001] Gegenstand der Erfindung ist ein Wärmedämmstoff mit Flammschutz umfassend 80 - 95 Gew.-% Altpapier als Dämmstoff und 5 bis 15 Gew.-% pulverförmiges Flammschutzmittel, wobei das Flammschutzmittel kein Bor und keine borhaltigen Verbindungen enthält.The invention relates to a thermal insulation material with flame retardant comprising 80 - 95 wt .-% waste paper as insulation and 5 to 15 wt .-% powdered flame retardant, wherein the flame retardant contains no boron and no boron-containing compounds.
[0002] Zur Erhöhung der Energieeffizienz wird bei Bauwerken in den vergangenen Jahren ein besonderes Augenmerk auf eine gute Wärmedämmung gelegt. Zur Wärmedämmung werden anorganischen Werkstoffen wie Glas- und Steinwolle oder organische Materialien wie Styropor und Schafwolle oder zellulosehaltige Materialien wie Sägemehl, Kork oder Filz verwendet. Aus Recyclingprozessen wird zerfasertes Zeitungspapier gewonnen, das als Wärmedämmstoff eingesetzt wird. Ein Nachteil bei Dämmstoffen aus Altpapier ist die Brennbarkeit und die hohe Entzündungsgefahr.To increase the energy efficiency is placed in buildings in recent years, a special attention to a good thermal insulation. For thermal insulation inorganic materials such as glass and rock wool or organic materials such as polystyrene and sheep's wool or cellulosic materials such as sawdust, cork or felt are used. Recycled paper is used to produce shredded newsprint, which is used as a thermal insulation material. A disadvantage of insulating materials from waste paper is the flammability and the high risk of ignition.
[0003] Aus diesem Grund müssen Wärmedämmstoffe aus Altpapier mit einem Flammschutz so ausgestattet sein, dass sie den Anforderungen, der an ein solches Produkt gestellten Brandschutzklasse erfüllen. Als Flammschutzmittel finden heutzutage hauptsächlich Borsalze Verwendung. Diese sind jedoch als reproduktionstoxisch eingestuft worden und sind als „subject of very high concern“ in die Kandidatenliste der Reach-Verordnung aufgenommen worden. Sie gelten somit als nicht wünschenswert in einem ökologischen Produkt, wie es die alternative Dämmung mit Zelluloseflocken aus Altpapier darstellt.For this reason, heat insulation materials from waste paper must be equipped with a flame retardant so that they meet the requirements of the demand for such a product fire protection class. Boron salts are mainly used today as flame retardants. However, these have been classified as toxic to reproduction and have been included in the Candidate List of the REACH Regulation as subject of very high concern. They are therefore considered undesirable in an ecological product, as it is the alternative insulation with cellulose flakes from waste paper.
[0004] Bisher wurden als Alternative deshalb Ammoniumsalze als Flammschutzmittel in Altpapier eingesetzt. Eine weitere wichtige Einschränkung ergibt sich jetzt aus einer neuen EUVerordnung 2016/1017 vom 23.06.2016, die ein Verbot von Ammoniumsalzen als Flammschutzkomponente in Zellulosedämmstoffen vorsieht.So far, as an alternative therefore ammonium salts have been used as flame retardants in waste paper. Another important restriction now arises from a new EU Regulation 2016/1017 of 23.06.2016, which provides for a ban on ammonium salts as a flame retardant component in cellulose insulating materials.
[0005] Die Mehrzahl der verwendeten konventionellen Brandschutzmittel sind aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung in Bezug auf Toxizität, Umweltverträglichkeit sowie Abbaubarkeit somit als kritisch zu betrachten.The majority of conventional fire retardants used are therefore considered critical due to their chemical composition in terms of toxicity, environmental compatibility and degradability.
[0006] Aufgabe war es daher, einen umweltfreundlichen Wärmedämmstoff aus Altpapier mit einem Flammschutzmittel bereitzustellen, dass die vorgenannten Nachteile umgeht und das insbesondere toxikologisch unbedenklich und gesetzlich zulässig ist.Task was therefore to provide an environmentally friendly thermal insulation paper with a flame retardant that circumvents the aforementioned disadvantages and in particular toxicologically safe and legally permitted.
[0007] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Wärmedämmstoff gemäß Schutzanspruch 1.The object is achieved by a thermal insulation according to protection claim. 1
[0008] Weitere Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche oder nachfolgend beschrieben.Further embodiments are subject of the dependent claims or described below.
[0009] Der erfindungsgemäße Wärmedämmstoff mit Flammschutz umfasstThe thermal insulation material according to the invention with flame retardancy comprises
- 85 bis 95 Gew.-% Altpapier als Dämmstoff und- 85 to 95 wt .-% waste paper as insulation and
- 5 bis 15 Gew.-% pulverförmiges Flammschutzmittel.- 5 to 15 wt .-% powdered flame retardant.
Das Flammschutzmittel enthält erfindungsgemäß kein Bor, keine borhaltigen Verbindungen und ist frei von Ammoniumsalzen. Das Flammschutzmittel im erfindungsmäßen Wärmedämmstoff enthält bis 100 Gew.-% Perlit, bis 85 Gew.-% eines oder mehrerer synergistische(r) Zusatzstoff(e) ausgewählt aus der Gruppe bestehend ausThe flame retardant according to the invention contains no boron, no boron-containing compounds and is free of ammonium salts. The flame retardant in the inventive thermal insulation material contains up to 100 wt .-% pearlite, to 85 wt .-% of one or more synergistic additive (s) selected from the group consisting of
- phosphorhaltigen Verbindungen,- phosphorus compounds,
- stickstoffhaltigen organischen Verbindungen,nitrogenous organic compounds,
- organischen Phosphor-Stickstoffverbindungen und- organic phosphorus-nitrogen compounds and
- Magnesiumsulfat, Natriumbicarbonat, Lysinsulfat, Calciumcarbonat, Natriumcarbonat, Natriumcitrat, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Zinksulfid, Natriumphosphinat, Magnesiumchlorid, Calciumsulfat, Calciummagnesiumcarbonat.Magnesium sulfate, sodium bicarbonate, lysine sulfate, calcium carbonate, sodium carbonate, sodium citrate, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc sulfide, sodium phosphinate, magnesium chloride, calcium sulfate, calcium magnesium carbonate.
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AT16 465U1 2019-10-15 österreichischesAT16 465U1 2019-10-15 Austrian
Patentamt [0010] Der erfindungsgemäße Wärmedämmstoff enthält bevorzugt 85 bis 95 Gew.-% Altpapier und 5 bis 15 Gew.-% Flammschutzmittel, besonders bevorzugt 85 bis 95 Gew-% Altpapier und 5 bis 15 Gew.-% Flammschutzmittel, wobei sich die Komponenten zu 100 Gew.-% ergänzen.Patent Office The thermal insulation material according to the invention preferably contains 85 to 95 wt .-% waste paper and 5 to 15 wt .-% flame retardant, more preferably 85 to 95 wt% recovered paper and 5 to 15 wt .-% flame retardant, wherein the components to 100 wt .-% complete.
[0011] Das Flammschutzmittel im erfindungsgemäßen Wärmedämmstoff besteht bevorzugt aus bis zu 100 Gew.-% Perlit oder wird durch synergistisch wirkende Zusatzstoffe im Bereich von 20 bis 50 Gew.-% ergänzt. Das Flammschutzmittel kann in einer weiteren Ausführungsform aus 15 und 100 Gew.-% Perlit bestehen und kann zusätzlich durch geeignete Zusatzstoffe im Bereich 20 bis 85 Gew.-% ergänzt werden. Bevorzugt werden Mengen von 30 - 50 % an Zusatzstoffe zugesetzt und 70 bis 50 Gew.-% Perlit eingesetzt.The flame retardant in the thermal insulation material according to the invention preferably consists of up to 100 wt .-% pearlite or is supplemented by synergistic additives in the range of 20 to 50 wt .-%. The flame retardant may consist of 15 and 100 wt .-% pearlite in a further embodiment and may be supplemented in addition by suitable additives in the range 20 to 85 wt .-%. Preferably, amounts of 30-50% of additives are added and 70 to 50 wt .-% perlite used.
[0012] In einer Ausführungsform enthält das Flammschutzmittel erfindungsgemäß 1 bis 100 ppm einer oder mehrerer biozidwirkenden Substanzen. Die biozidwirkenden Substanzen werden zugesetzt, um den fertigen Dämmstoff vor Pilzbefall zu schützen. Diese Stoffe werden bevorzugt in äußerst geringer Dosierung von 1-100 ppm zugegeben. Besonders bevorzugt sind hier die Silbersalze zu nennen.In one embodiment, the flame retardant according to the invention contains 1 to 100 ppm of one or more biocidal substances. The biocidal substances are added to protect the finished insulation against fungal attack. These substances are preferably added in extremely low dosage of 1-100 ppm. Particular preference is given here to mention the silver salts.
[0013] Das Flammschutzmittel enthält erfindungsgemäß bevorzugt 20 - 85 Gew.-%, besonders bevorzugt 30 bis 50 Gew.-% synergistische Zusatzstoffe und 15-80 Gew.-% Perlit, besonders bevorzugt 45 - 70 Gew.-%.The flame retardant according to the invention preferably contains 20 to 85 wt .-%, particularly preferably 30 to 50 wt .-% synergistic additives and 15-80 wt .-% pearlite, more preferably 45 - 70 wt .-%.
[0014] In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmedämmstoffs ergänzen sich die Bestandteile Perlit, synergistische Zusatzstoffe und ggf. Biozid des Flammschutzmittels zu 100 Gew.-%.In one embodiment of the thermal insulation according to the invention, the ingredients perlite, synergistic additives and possibly biocide of the flame retardant supplement to 100 wt .-%.
[0015] Besonders bevorzugt hat das Flammschutzmittel erfindungsgemäß eine der folgenden Zusammensetzungen:The flame retardant according to the invention particularly preferably has one of the following compositions:
A: 100 Gew.-% Perlit oderA: 100% by weight of perlite or
B: 50 - 70 Gew.-% Perlit undB: 50-70% by weight of perlite and
- 30 Gew.-% Anorganische Phosphorverbindungen und30% by weight of inorganic phosphorus compounds and
10-20 Gew.-% Organischen Phosphor-Stickstoffverbindungen.10-20% by weight of organic phosphorus nitrogen compounds.
[0016] Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die Verwendung eines Altpapiers enthaltend ein pulverförmiges Flammschutzmittel, das enthältThe invention further relates to the use of a waste paper containing a powdered flame retardant containing
- 100 Gew.-% Perlit, bis 85 Gew.-% einen oder mehrere synergistische(n) Zusatzstoff(e) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus phosphorhaltigen Verbindungen, stickstoffhaltigen organischen Verbindungen, organischen Phosphor-Stickstoffverbindungen und Magnesiumsulfat, Natriumbicarbonat, Lysinsulfat, Calciumcarbonat, Natriumcarbo-nat, Natriumcitrat, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Zinksulfid, Natriumphosphinat, Magnesiumchlorid, Calciumsulfat, Calciummagnesiumcarbonat,100% by weight of perlite, up to 85% by weight of one or more synergistic additive (s) selected from the group consisting of phosphorus-containing compounds, nitrogen-containing organic compounds, organic phosphorus-nitrogen compounds and magnesium sulfate, sodium bicarbonate, lysine sulfate, calcium carbonate , Sodium carbonate, sodium citrate, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc sulfide, sodium phosphinate, magnesium chloride, calcium sulfate, calcium magnesium carbonate,
- keine Ammoniumverbindungen und- no ammonium compounds and
- kein Bor und keine borhaltigen Verbindungen als Wärmedämmstoff.- no boron and no boron compounds as thermal insulation.
[0017] Das erfindungsgemäß verwendete Flammschutzmittel entspricht dem im erfindungsgemäßen Wärmedämmstoff eingesetzten Flammschutzmittel. So enthält das erfindungsgemäß verwendete Flammschutzmittel in einer Ausführung eine oder mehrere phosphorhaltige Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mononatriumphosphat, Dinatriumphosphat, Trinatriumphosphat, Monokaliumphosphat, Dikaliumphosphat, Trikaliumphosphat, Monocalciumphosphat, Dicalciumphosphat, Tricalciumphosphat, Monomagnesiumphosphat, Dimagnesiumphosphat, Dinatriumdiphosphat, Trinatriumdiphosphat, Tetranatriumdiphosphat, Tetrakaliumdiphosphat, Dicalciumdiphosphat, Calciumdihydrogenphosphat, Pentanatriumtriphosphat, Pentakaliumtriphosphat, Natriumpolyphosphat, Kaliumpolyphosphat, Natriumcalciumpolyphosphat, Calciumpolyphosphat, Eisenphosphat, Magnesiumphosphat, Aluminiumphosphat und Mischungen hiervon. Ebenso enthält das erfindungsgemäß verwendete Flammschutzmittel in einer weiteren Ausführung eine oder mehrere stickstoffhaltigen organischen Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Melamin, Guanidin, Harnstoff und 1-Cyanoguanidin,The flame retardant used in the invention corresponds to the flame retardant used in the thermal insulation material according to the invention. Thus, in one embodiment, the flame retardant used in the present invention contains one or more phosphorus compounds selected from the group consisting of monosodium phosphate, disodium phosphate, trisodium phosphate, monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, tripotassium phosphate, monocalcium phosphate, dicalcium phosphate, tricalcium phosphate, monomagnesium phosphate, dimagnesium phosphate, disodium diphosphate, trisodium diphosphate, tetrasodium diphosphate, tetrapotassium diphosphate , Dicalcium diphosphate, calcium dihydrogen phosphate, pentasodium triphosphate, pentapotassium triphosphate, sodium polyphosphate, potassium polyphosphate, sodium calcium polyphosphate, calcium polyphosphate, iron phosphate, magnesium phosphate, aluminum phosphate, and mixtures thereof. Likewise, in a further embodiment, the flame retardant used according to the invention contains one or more nitrogen-containing organic compounds selected from the group consisting of melamine, guanidine, urea and 1-cyanoguanidine,
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AT16 465U1 2019-10-15 österreichischesAT16 465U1 2019-10-15 Austrian
PatentamtPatent Office
Benzoguanidin und Mischungen hiervon. Weiterhin enthält das erfindungsgemäß verwendete Flammschutzmittel in einer Ausführung eine oder mehrere stickstoffhaltige Phosphorverbindungen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Harnstoffphosphat, Melaminphosphat, Melaminpolyphosphat, Melamincyanuarat, Guanidinphosphat und Mischungen hiervon.Benzoguanidine and mixtures thereof. Furthermore, in one embodiment, the flame retardant used according to the invention comprises one or more nitrogen-containing phosphorus compounds selected from the group consisting of urea phosphate, melamine phosphate, melamine polyphosphate, melamine cyanurate, guanidine phosphate and mixtures thereof.
[0018] Alternativ oder zusätzlich enthält das erfindungsgemäß verwendete Flammschutzmittel in einer Ausführung als synergistische Zusatzstoffe eine oder mehrere Verbindungen enthält aus der Gruppe bestehend aus Magnesiumphosphat, Aluminiumphosphat, Dicalciumphosphat, Dinatriumphosphat, Dinatriumhydrogenphosphat, Natriumpolyphosphat, Calciummagnesiumphosphat, Melaminphosphat, Guanidinphosphat, Melaminpolyphosphat, Harnstoffphosphat, Melamincyanurat, Melamin, 1-Cyanoguanidin, Calciumcarbonat und Magnesiumsulfat.Alternatively or additionally, the flame retardant used in one embodiment contains as synergistic additives one or more compounds from the group consisting of magnesium phosphate, aluminum phosphate, dicalcium phosphate, disodium phosphate, disodium hydrogen phosphate, sodium polyphosphate, calcium magnesium phosphate, melamine phosphate, guanidine phosphate, melamine polyphosphate, urea phosphate, melamine cyanurate , Melamine, 1-cyanoguanidine, calcium carbonate and magnesium sulfate.
[0019] Bevorzugt enthält das erfindungsgemäß verwendete Flammschutzmittel 1 bis 100ppm einer oder mehrere biozidwirkenden Substanzen.The flame retardant used according to the invention preferably contains from 1 to 100 ppm of one or more biocidal substances.
[0020] Bevorzugt besteht das erfindungsgemäß verwendeten Flammschutzmittel aus Perlit, synergistischen Zusatzstoffe und ggf. Biozid, wobei sich diese Bestandteile des Flammschutzmittels zu 100 Gew.-% ergänzen.Preferably, the flame retardant used in the invention consists of perlite, synergistic additives and optionally biocide, with these components of the flame retardant supplement to 100 wt .-%.
[0021] Es gibt unterschiedliche Sorten von Perliten. Zum einen gibt es den sogenannten Rohperlit, der seinen Ursprung in vulkanischer Lava hat, bei der es im Kontakt mit Wasser(dampf) unter extremen Druck rasch abgekühlt ist. Es gehört zur Gruppe der Rhyolithe, früher auch als Quarzporphyr bezeichnet, und wird den Gesteinen zugerechnet. Rohperlit ist ein Aluminiumsilikat und weist mit über 70 Prozent einen außergewöhnlich hohen Anteil an Siliciumdioxid auf. Zum zweiten gibt es das geblähte Perlit. Rohperlit besitzt eine Schüttdichte von etwa 900 -1000 kg/m3, durch Glühen auf ca. 800 - 1000 °C bläht er sich auf das 15 bis 20fache seines Ursprungsvolumens auf und hat dann eine Schüttdichte von 50 bis 100 kg/m3. Für den Einsatz als Flammschutzmittel sind erfindungsgemäß Rohe und geblähte Perlitsorten gleichermaßen geeignet.There are different varieties of perlites. First, there is the so-called crude perlite, which has its origin in volcanic lava, where it is rapidly cooled in contact with water (steam) under extreme pressure. It belongs to the group of rhyolites, formerly known as quartz porphyry, and is attributed to the rocks. Crude perlite is an aluminum silicate and, at over 70 percent, has an exceptionally high level of silica. Second, there is the blown perlite. Crude perlite has a bulk density of about 900 -1000 kg / m 3 , by annealing to about 800 - 1000 ° C, it inflates to 15 to 20 times its original volume and then has a bulk density of 50 to 100 kg / m 3 . For use as flame retardants according to the invention, raw and expanded Perlite varieties are equally suitable.
Eine typische chemische Zusammensetzung von Perlit ist:A typical chemical composition of perlite is:
[0022] Erfindungsgemäß werden als synergistische Zusatzstoffe zu Perlit folgende Verbindungen eingesetzt:According to the invention, the following compounds are used as synergistic additives to perlite:
- Phosphorhaltige Verbindungen- Phosphorus-containing compounds
Es können sowohl anorganische sowie organische Phosphorverbindungen oder Mischungen beider eingesetzt werden. Beispiele für phosphorhaltige Zusatzstoffe des erfindungsgemäßen Flammschutzmittels sind:Both inorganic and organic phosphorus compounds or mixtures of both can be used. Examples of phosphorus-containing additives of the flame retardant according to the invention are:
Mononatriumphosphat, Dinatriumphosphat, Trinatriumphosphat, Monokalium-phosphat, Dikaliumphosphat, Trikaliumphosphat, Monocalciumphosphat, Dicalciumphosphat, Tricalciumphosphat, Monomagnesiumphosphat, Dimagnesiumphosphat, Dinatriumdiphosphat, Trinatriumdiphosphat, Tetranatriumdiphosphat, Tetrakaliumdiphosphat, Dicalciumdiphosphat, Calci3/8Monosodium phosphate, disodium phosphate, trisodium phosphate, monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, tripotassium phosphate, monocalcium phosphate, dicalcium phosphate, tricalcium phosphate, monomagnesium phosphate, dimagnesium phosphate, disodium diphosphate, trisodium diphosphate, tetrasodium diphosphate, tetrapotassium diphosphate, dicalcium diphosphate, Calci3 / 8
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Patentamt umdihydrogenphosphat, Pentanatriumtriphosphat, Pentakaliumtriphosphat, Natriumpolyphosphat, Kaliumpolyphosphat, Natriumcalciumpolyphosphat, Calciumpolyphosphat, Eisenphosphat, Ma-gnesiumphosphat, Aluminiumphosphat. Besonders bevorzugt Calcium- und Magnesiumphosphate.Patent Office for dihydrogen phosphate, pentasodium triphosphate, pentapotassium triphosphate, sodium polyphosphate, potassium polyphosphate, sodium calcium polyphosphate, calcium polyphosphate, iron phosphate, magnesium phosphate, aluminum phosphate. Particularly preferred calcium and magnesium phosphates.
Phosphorhaltige Verbindungen dienen der Bildung einer verfestigten, verkohlten Oberflächenschicht aus Phosphorverbindungen. Zusätzlich unterbrechen sie in bestimmten Fällen den Radikalkettenmechanismus des Verbrennungsprozesses innerhalb der Gasphase. Durch die thermische Zersetzung wird das Flammschutzmittel in Phosphorsäure umgewandelt und durch Pyrolyse dem Substrat Wasser entzogen. Dadurch bildet sich eine Schutzschicht von Polyphosphorsäuren und Kohlenstoff.Phosphorus compounds serve to form a solidified, charred surface layer of phosphorus compounds. In addition, in certain cases they interrupt the radical chain mechanism of the combustion process within the gas phase. Thermal decomposition converts the flame retardant into phosphoric acid and removes water from the substrate by pyrolysis. This forms a protective layer of polyphosphoric acids and carbon.
- Stickstoffhaltige Phosphorverbindungen- Nitrogen-containing phosphorus compounds
Als besonders geeignet haben sich organische Phosphorverbindungen erwiesen, die sowohl stickstoffhaltig als auch phosphathaltig sind. Zu diesen zählen insbesondere: Harnstoffphosphat, Melaminphosphat, Melaminpolyphosphat, Melamincyanuarat, Guanidinphosphat.Organic phosphorus compounds which are both nitrogen-containing and phosphate-containing have proven particularly suitable. These include in particular: urea phosphate, melamine phosphate, melamine polyphosphate, melamine cyanurate, guanidine phosphate.
- Stickstoffhaltige Verbindungen- Nitrogen-containing compounds
Geeignet sind auch organische Verbindungen die nur stickstoffhaltig sind. Zu diesen zählen insbesondere:Also suitable are organic compounds which are only nitrogenous. These include in particular:
Melamin, Guanidin, Harnstoffund 1-Cyanoguanidin, Benzoguanidin.Melamine, guanidine, urea and 1-cyanoguanidine, benzoguanidine.
[0023] Diese Verbindungen können in der Gasphase durch Abspaltung von inerten Gasen (Ammoniak, Stickstoff) wirken oder durch Kondensationsreaktionen Verkohlung/n der Festphase hervorrufen.These compounds can act in the gas phase by cleavage of inert gases (ammonia, nitrogen) or cause by condensation reactions charring / n the solid phase.
[0024] Als synergistisch wirkende Zusatzstoffe haben sich erfindungsgemäß auch noch folgende Stoffe bewährt:According to the invention, the following substances have also proven useful as synergistic additives:
[0025] Magnesiumsulfat, Natriumbicarbonat, Lysinsulfat, Calciumcarbonat, Natriumcarbonat, Natriumcitrat, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Zinksulfid, Natriumphosphinat, Magnesiumchlorid, Calciumsulfat, Calciummagnesiumcarbonat.[0025] magnesium sulfate, sodium bicarbonate, lysine sulfate, calcium carbonate, sodium carbonate, sodium citrate, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc sulfide, sodium phosphinate, magnesium chloride, calcium sulfate, calcium magnesium carbonate.
Diese Zusatzstoffe wirken durch den Energieverbrauch einer endothermen Zersetzung, beispielsweise durch Verdampfen von gebundenem Wasser, wodurch das Material gekühlt wird oder durch das Freisetzen von flammerstickenden Gasen (z.Bsp. Kohlendioxid).These additives act by the energy expenditure of an endothermic decomposition, for example, by evaporation of bound water, whereby the material is cooled or by the release of flammerstickenden gases (eg., Carbon dioxide).
[0026] Die synergistischen Zusatzstoffe werden einzeln oder in Mischung verschiedener Zusatzstoffe auch Mischung aus den verschiedenen Gruppen eingesetzt.The synergistic additives are used individually or in a mixture of different additives and mixture of the different groups.
[0027] Der erfindungsgemäße Wärmedämmstoff ist als umweltfreundliche Neuerung zu betrachten, die zusätzlich frei von Ammoniumsalzen sind und einen besseren Wirkungsgrad aufweist als Wärmedämmstoffe mit Flammschutzmitteln nach dem Stand der Technik.The thermal insulation material according to the invention is to be regarded as an environmentally friendly innovation, which are also free of ammonium salts and has a better efficiency than thermal insulation materials with flame retardants according to the prior art.
[0028] Das Flammschutzmittel kann nach bekannten Methoden auf das Altpapier aufgebracht werden. Beispielsweise kann das Flammschutzmittel dem Dämmstoff aus Altpapier beim Auffasern in entsprechenden Mühlen zugemischt werden. Das Flammschutzmittel liegt in diesem Fall als trockenes Pulver vor.The flame retardant can be applied to the waste paper by known methods. For example, the flame retardant can be added to the insulating material from waste paper when fattening in corresponding mills. The flame retardant is in this case as a dry powder.
[0029] Es ist überraschenderweise festgestellt worden, dass durch den Einsatz von Perlit (Vulkangestein) ein außerordentlich stark wirkender Flammschutz für Dämmstoffe aus Altpapier erreicht werden kann. Perlit ist ein natürliches nicht brennbares und schadstofffreies Vulkangestein, welches entsteht, wenn flüssiges Magma, unter Sauerstoffausschluss auf Wasser trifft. Durch geeignete Kombination unterschiedlicher synergistisch wirkender Zusatzstoffe können die Flammschutzeigenschaften zusätzlich noch verbessert werden. Hierdurch kann ein besserer und umweltfreundlicher Flammschutz erzielt werden als aus dem Stand der Technik bekannt. Dies war so nicht vorhersehbar, da die Hauptanwendungen von Perlit vor allem in den Anwendungsbereichen Bauindustrie zur Schalldämmung oder Leichtbauherstellung, Nahrungsmittelindustrie als Filterungsmaterial bei der Herstellung von Bier, Erfrischungsgetränken und Tafelöl, Pharmaindustrie zur Filterung von Antibiotika, Landwirtschaft zur Bodenverbesserung, Behandlung der flüssigen Dünger, Pflanzenschutzmittel und Umweltschutz zur Sammlung der Ölver4/8It has surprisingly been found that by the use of perlite (volcanic rock) an extremely strong-acting flame retardant for insulation materials from waste paper can be achieved. Perlite is a natural non-flammable and pollutant-free volcanic rock, which is formed when liquid magma, meets with exclusion of oxygen on water. By suitable combination of different synergistic additives, the flame retardancy can be further improved. As a result, a better and environmentally friendly flame retardant can be achieved as known from the prior art. This was unpredictable, since the main applications of perlite are mainly in the application sectors of construction industry for sound insulation or lightweight construction, food industry as filtering material in the production of beer, soft drinks and table oil, pharmaceutical industry for filtering antibiotics, agriculture for soil improvement, treatment of liquid fertilizers, Plant protection products and environmental protection for the collection of oil ver4 / 8
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Patentamt schmutzungen auf der Oberfläche des Wassers und Wasserfilterung in Schwimmbädern liegen. Es war nicht zu erwarten, dass Perlite für die Anwendung in Dämmstoffen aus Altpapier hervorragend geeignet ist.Patent Office dirt lying on the surface of the water and water filtration in swimming pools. It was not expected that Perlite would be ideal for use in recycled paper insulation.
[0030] Ein weiterer Vorteil von Perlite sind die relativ geringen Beschaffungskosten und das unerschöpfliche Vorkommen und Entstehung durch Vulkanaktivität auf der ganzen Welt. Da es sich um einen rein mineralischen Rohstoff handelt, ist es umweltschonend und nachhaltig und passt demnach hervorragend zu Dämmstoffen, die aus einem Recyclingprozess stammen. [0031] Beispiele:Another advantage of Perlite is the relatively low cost of procurement and the inexhaustible occurrence and genesis of volcanic activity around the world. As it is a purely mineral raw material, it is environmentally friendly and sustainable and therefore fits perfectly with insulating materials that originate from a recycling process. Examples:
[0032] Es wurden mehrere Flammschutzmittel hergestellt. Die einzelnen Komponenten wurden in einer Labormühle der Firma IKA® „Tube Mill bei 20000 UpM 25 Sekunden zu einem Pulver vermahlen. Die Flammschutzmittel hatten die folgenden Zusammensetzungen:Several flame retardants have been prepared. The individual components were ground in a laboratory mill from IKA® "Tube Mill at 20,000 rpm for 25 seconds to form a powder. The flame retardants had the following compositions:
[0033] Beispiel A: eine erfindungsgemäße Zusammensetzung Perlit 100Gew.-% [0034] Beispiel B: eine erfindungsgemäße ZusammensetzungExample A: a composition according to the invention perlite 100% by weight Example B: a composition according to the invention
Perlit 39 Gew.-%Perlite 39% by weight
Magnesiumphosphat 39 Gew.-%Magnesium phosphate 39% by weight
Guanidinphosphat 22 Gew.-% [0035] Beispiel C: eine erfindungsgemäße ZusammensetzungGuanidine phosphate 22% by weight Example C: a composition according to the invention
[0036] Beispiel E: eine erfindungsgemäße ZusammensetzungExample E: a composition of the invention
[0037] Beispiel F: eine erfindungsgemäße Zusammensetzung Perlit 50 Gew.-%Example F: a composition according to the invention perlite 50% by weight
Calciumcarbonat 35 Gew.-%Calcium carbonate 35% by weight
Melamincyanurat 15Gew.-%Melamine cyanurate 15% by weight
[0039] Beispiel H: eine erfindungsgemäße ZusammensetzungExample H: a composition of the invention
5/85.8
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Patentamt [0041] Beispiel J (Vergleichsbeispiel): eine Zusammensetzung nach Stand der Technik (Ammoniumhaltig)Patent Office Example J (Comparative Example): A Composition According to the Prior Art (Ammonium-Containing)
Ammoniumpolyphosphat 10Gew.-%Ammonium polyphosphate 10% by weight
Ammoniumsulfat 45 Gew.-%Ammonium sulfate 45% by weight
Aluminiumhydroxid 45 Gew.-% [0042] Zerfasertes Altpapier wurden mit 10 Gew.-% einer der vorstehend genannten ammoniumfreien erfindungsgemäßen Flammschutzmischungen gemischt oder der Flammschutzmittelzusammensetzung gemäß Vergleichsbeispiel J gemischt.Aluminum hydroxide 45% by weight Fibrous waste paper was mixed with 10% by weight of one of the abovementioned ammonium-free flame retardant mixtures according to the invention or mixed with the flame retardant composition according to Comparative Example J.
[0043] Brandprüfung [0044] Die Brandprüfungen wurden in einer Brennprüfeinrichtung nach DIN ISO 11925-2 zur Ermittlung der Baustoffklasse B2 (Normal entflammbar) durchgeführt. Die Wärmedämmstoffe mit Flammschutzzusammensetzungen A bis J wurden in den Probehalter (Körbchen für lose Stoffe) gefüllt und im Brennkasten an der Haltevorrichtung senkrecht fixiert. Anschließend wurde mit einem im Winkel von 45° geneigten Brenner 15 Sekunden lang beflammt. Gemessen wurde die Verkohlstrecke (Brandkegel, verkohltes Material), sowie ein eventuelles Nachglühen und Nachrauchen. Die Prüfung gilt als bestanden, wenn die Verkohlstrecke 15 cm nicht überschritten wird. Das Nachglühen und Nachrauchen wurde zusätzlich beobachtet, sind jedoch derzeit keine Parameter, die für das erfolgreiche Bestehen der Prüfung nach Baustoffklasse B2 erforderlich sind.Fire test The fire tests were carried out in a fire test device according to DIN ISO 11925-2 for the determination of the building material class B2 (normal flammability). The thermal insulation materials with flame retardant compositions A to J were filled in the sample holder (basket for loose materials) and fixed vertically in the combustion box on the holding device. The mixture was then ignited for 15 seconds with a burner inclined at an angle of 45 °. The charring distance was measured (burnt cones, charred material), as well as a possible afterglow and afterglow. The test is passed if the charring distance is not exceeded by 15 cm. Afterglow and afterglow were also observed, but are currently not parameters required to successfully pass the B2 class test.
[0045] Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:The results are summarized in the following table:
[0046] Somit konnten für alle erfindungsgemäßen ammoniumfreien Flammschutzmischungen auf Basis von Perlit die geforderte Einklassifizierung in die Baustoffklasse B2 erzielt werden.Thus, the required Einklassifizierung in the building material class B2 could be achieved for all ammonium-based flame retardant mixtures according to the invention based on perlite.
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