CS197520B1 - Protipožární ochranná vrstva - Google Patents

Description

V současné době je známa řada různých způsobů, kterými se chrání hořlavé materiály více nebo méně účinné proti ohni. Jsou to především různé typy protipožárních nátěrů a to jak nátěrů zábranovýoh, tak i zpěňovatelných. Tyto nátěry mají však vedle svých kladných vlastností i značné nevýhody vzhledem ke své špatné odolnosti proti vlhkosti a vodě, nízké odolnosti proti povětrnostním vlivům, mechanickému poškození atd. Mimo to většina těchto nátěrů po vypěnění lpí poměrně špatně na podkladu a po krátké době ztrácí účinnost. To platí o všech nátěrech na bázi křemiČitanů, organických solí atd.

Velmi dobré vlastnosti z hlediska protipožární ochrany poskytují různé typy povrchově upravených komposic, různým způsobem armovaných. Tak jsou například v některých státech a v poslední době i v CSSIfcvyráběny zpěňovatelné ochranné folie, ať již na bázi křemičitanů, popřípadě na bázi různých organických solí, vyztužené skleněnými nebo kovovými vlákny a povrchově chráněné nebo upravované kovevými nebo termoplastickými fóliemi. Tyto fólie, popřípadě desky však mají i řadu nevýbed, z nichž nejpodstatnější je otázka kotvení těchto

197 520

197 520 fólií na chráněný materiál, požadavky na povrchovou úpravu a snadná zranitelnost takto upraveného povrchu mechanickými vlivy. Mimo to je většina těchto fólií opět použitelné především v interiéru a nesnese dlouhodobé působení vlhkosti nebo povětrnostních vlivů.

Některé materiály, především plastické hmoty, jsou dále upravovány pomooí nejrůznějších reaktivních ěi aditivních retardérů hoření, které mají za úkol zvýšit odolnoát hmoty proti ohni. Tak například je řadu let používán pro snížení hořlavosti u polyesterových pryskyřic anhydrid kyseliny hexachlorendometylentetrahydroftalové, pro polystyren a některé další polymery je užíván tetrabromxylen, případně kombinace nejrůznějších aditivních přísad. Základním nedostatkem všech těohto úprav je především velmi vysoká cena používaných aditiv nebo materiálů, obvykle značné snížení fyzikálně mechanických vlastností a ne vždy je dosaženo úplné samozhášivosti nebo nehořlavosti daného materiálu.

Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje protipožární ochranná vrstva podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tato vrstva sestává ze 100 hmotných dílů polyesterového nebo epoxydového pojivá na bázi orto-nebo iso-nebo tereftalu, bisfenolu, vinylesteru, epoxypolyesteru a 5 až 30 hmotných dílů melaminu, 5 až 30ti hmotných dílů pentaerytritolu, 8 až 35 hmotných dílů fosforečnanu amonného, 3 až 25 hmotných dílů dextrinu nebo škrobu a nejvýše 5 hmotných dílů kolidního gelu kyseliny ortokřemiřité. Takto upravená směs může být vyztužena jednou nebo několika vrstvami orientovaných nebo neorientovaných skleněných vláken na bázi E popřípadě C skla, minerálními nebo azbestovýmivlákny, popřipádě vlákny z povrchově upravených termoplastů, o hmotnosti 10 až 900 g/m /1 vrstvu.

Vrstvu je možno vyrábět jednoduchou homogenizaci všech výše uvedených složek v předem stanovených poměrech hmotností na kterémkoliv homogenizačním zařízení, nejlépe'třecí, válcové nebo talířové stolici. Po dokonalé homogenizaci se těsně před zpracováním přidají příslušné iniciátory a vrstva se pokládá pomocí štětce, válečku nebo stěrky, popřípadě dalšími strojními způsoby jako je olonování, zkrápění, polévání, stříkání nebo štěrkování válcovou raklí na odmaštěný podklad. Důležité je, aby se inioiátory do základního pojivá přidávaly až po dokonalé homogenizaci směsi, vzhledem k tomu, že by mohlo v opačném případě dojít k rozkladu některých použitých složek. Iniciátory bývají totiž obvykle látky silně oxidačního charakteru, popřípadě reagenoie silně alkalické. Vrstvu je možno nanášet libovolně silnou, obvykle několikrát po sobě, vždy po předchozí polymeraci nánosu předcházejícího. Při použití silnějších vrstev lze doporučit vyztužení jednou nebo několika výztužemi ze skleněných vláken nebo dalších, výše uvedených materiálů. Vyztužení se provádí buá ručně, tzv. kontaktním způsobem, pomooí štětce, stěrky a válečku, případně dalšími strojními způsoby, poúžívanými pro výrobu polyesterových skelných laminátů - např. pomooí strojního stříkání, přesného navíjení lisování za studená, odstředivého lití atd.

Po dokončení ochranné vrstvy je možno pro urychlení hotový nános tepelně dotvrdit, nejvýše však do teploty 80 °C, aby nedocházelo k předčasnému tepelnému rozkladu ochranné vrstvy.

Protipožární ochranná vrstva podle vynálezu má velký význťun pro snížení hořlavosti především polymerních materiálů a dřeva. Po zahřátí nad 100 až 12Q °C dojde nejprve ke

187 S20 změknutí, při 150 až 180 °C k vypěňování nanesené hmoty. Vzniklá pěna o výšce cca 6 až 10 mm velmi dobře tepelně Izoluje a chrání proti sálavému i přímému ohni a spolehlivě zabrání i prohoření, zapálení nebo vznícení jinak středně nebo lehce hořlavého materiálu. Tato vrstva je značně kompaktní a dobře lpí na podkladu. Tak například na polyesterovém skelném laminátu, pro který byla původně navržena a aplikována, lze pomocí jednoduchého, cca 0,6 mm silného gelooatového nátěru při použití stejného pojivá jako· pro vlastní laminát dosáhnout nehořlavosti i při žíhání propan-butanovým plamenem o teplotě až 1 100 °C po dobu delší než 20 až 30 minut. Ani po této době však nedojde k zapálení, ale v plameni pouze vyžhne bezprostředně žíhané místo. V případě lze i celý laminát zhotovit z modifikovaného pojivá, podle vynálezu. Tím se zcela zamezí jakémukoliv hoření.

Velkou výhodou takto aplikované ochrany je především spolehlivé a vysoce pevné kotvení této vrstvy do laminátu vzhledem k tomu, že se jedná o tentýž materiál, možnost výroby nehořlavých sklolaminátů pouze nepatrnou technologickou úpravou bez narušení běžně používané výrobní technologie kteréhokoliv typu a při velmi nízkých výrobních nákladech. Mimo to odpadá prakticky úplně nutnost používání vysoce nákladných modifikovaných polyesterových nebo epoxidových pryskyřic, aí již na bázi hexachlorendometylentetrahydroftalové kyseliny, popřípadě dalších reaktivních retardérů. Ochranou polyesterového nebo epoxidového sklolaminátů pomocí oboustranné takto koncipované ochranné vrstvy, gelcoatu, lze mimo to zajistit i velmi dobré fyzikálně-mechanické vlastnosti, protože vlastní konstrukční vrstvy sklolaminátů zůstávají beze změny a modifikace povrchového gelcoatu není z hlediska fyzikálně-mechanických vlastností funkční.

Velmi podstatným význakem protipožární ochrany podle vynálezu je i velmi dobrá odolnost ochranné vrstvy proti povětrnostním vlivům a vodě. Tuto odolnost lze ještě zvýšit kombinací gelcoatových tenkých vrstev na bázi chemicky odolných pryskyřic a vrstvy podle vynálezu. To v řadě případů umožňuje využití takto provedených sklolaminátových dílců i pro chemicky agresivní prostředí.

Protipožární ochrannou vrstvu je však možno užívat velmi úspěšně i na další hořlavé materiály. Velmi výhodné je například použití vrstvy pro ochranu dřeva a dřevěných konstrukcí. Vrstva, aplikovaná ve formě jednoduchého, případně laminovaného nátěru chrání dřevo nejenom proti ohni, ale zároveň i proti povětrnostním vlivům, proti plísni, dřevokazným houbám a podobně. Mimo to zamezí spolehlivě jakémukoliv dalšímu navlhání nebo vysychání dřeva a prodlužuje tak odolnost konstrukce.

Další, a to velmi podstatnou výhodou takto koncipované ochranné vrstvy je i možnost kombinace části pojivá, popřípadě célého pojivá s polyesterovými nebo epoxidovými nebo i polyuretanovými barvami a laky. To umožňuje dosažení dokonalé povrchové úpravy takto chráněného předmětu veškerými běžně používanými technologiemi. Je zřejmé, že navržený způsob protipožární ochrany bude možno použít i pro protipožární ochranu ocelových konstrukcí, totiž povrchovou ochranu proti korozi.

Složení vrstvy je udáno v poměrně širokém rozpětí jednotlivých poměrů hmotnosti složek. Toto rozpětí je nutné s ohledem na to, že je třeba jednotlivé směsi upravovat podle

197 S20 druhu použitého pojivá, iniciátoru, chemického a povětrnostního namáhání, pochopitelně i podle typu chráněného materiálu. Pro některé aplikace je uvedeno optimální složení ochranné vrstvy v následujících příkladech:

Příklad 1

Protipožární ochranná vrstva je provedena jako oboustranný gelooatový nátěr na polyesterovém skelném laminátu ortoftalového typu. Na přípravu gelcoatové ochranné směsi se použije 100 hmotných dílů polyesterové pryskyřice na bázi kyseliny ortoftalové, 16 hmotných dílů melaminu, 14 hmotných dílů pentaerytritolu, 8 hmotných dílů bramborového škrobu a 20 hmotných dílů fosforečnanu amonného. Směs se dokonale homogenisuje na třecí válcové stolici, společně s 1,5 % přídavkem aerosilu. Po homogenlsaci se do směsi přidají 3 hmotné díly metylcyklohexanonperoxydu a cca 1 až 1,5 hmotného dílu Co-naftenátu. Směs se opět řádně rozmíchá. Aplikuje se štětcem na laminátovou výrobní formu ve vrstvě o tloušloe cca 0,6 mm. Po částečné polymeraci je možno pokračovat v laminování kontaktním způsobem až do dosažení potřebné tloušlky eklolaminátu běžnou nemodifikovanou ortoftalovou pryskyřicí bez plniv. Po oříznutí hotového dílce se povrch laminátu opět natře cca 0,6 mm silnou ochrannou vrstvou stejného složení jako prve. Vše se ponechá k polymeraci.

Příklad 2

Protipožární ochranná vrstva je použita jako laminační směs pro polyesterový skelný laminát, určený pro výrobu pláětě protipožárních dveří. Vzhledem k požadavku na protipožární odolnost konstrukce dveří podle ÍSN 73 0852 60 až 90 minut je třeba, aby byl laminát zhotoven tímto způsobem celý.

Na přípravu taminační směsi se užije isoftalový typ polyesterové pryskyřice v množství 100 hmotných dílů a jednotlivé složky v následujícím poměru:

melamin ... ............

pentaerytritol ...........

dextrin ...............

fosforečnan amonný .........

kysličník křemičitý...... . . .

hmotných dílů 20 hmotných dílů 14 hmotných dílů 35 hmotných dílů 0,5 hmotných dílů

Po homogenizaci a iniciaci pomoci met yletylketonperoxydu v množství 3 % hmotných dílů a CO-naftenátu v množství 1,5 % hmotných dílů se laminát zhotoví běžným laminačním postupem bez jakákoliv další technologické změny.

Příklad 3

Protipožární ochranné vrstva určená pro ochranu dřevěného domovního štítu s povrchovou úpravou a probarvením se zhotoví následujícím způsobem:

na 100 hmotných dílů bisfenolického typu polyesterové pryskyřice se přidá coa 5 hmotných dílů pigmentové pasty pro polyestery libovolného odstínu. Do směsi se dále přidá:

melamin .......... ..... 10 hmotných dílů pentaerytritol . ... . . . . . . . 8 hmotných dílů fosforečnan amonný ..... . ........

škrob .... ................

kysličník křemičitý .............

197 S hmotných dílů hmotné díly

2,5 hmotného dílu

Po homogenizaci se' přidá 3 % hmotných dílů na hmotnost pojivá, benzoylperoxydu a 1,5 % roztoku dimetyllanilinu ve styrenu . Ihned se aplikuje štětcem. Po dokončení je možno nátěr tepelně dotvrdit např. infražárovkami.

Příklad 4

Protipožární ochrana ocelového nosníku pomocí ochranné vrstvy podle vynálezu se zho toví takto:

epoxidová pryskyřice .............. 100 hmotných dílů prášk. pigment versálového typu ....... 5 hmotných dílů melamin ............ 18 hmotných dílů pentaerytritol ............... 16 hmotných dílů škrob .................... 5 hmotných dílů fosforečnan amonný .............. 20 hmotných dílů kysličník křemičitý ............. 5 hmotných dílů

Po homogenizaci se do připraveného nátěru přidá 10 hmotných dílů tužidla na bázi cykloalifatického polyaminu a ihned se aplikuje.

Příklad 5

Polyesterový skelný laminát se zvýšenou odolností proti agresivní vodě a zvýšenou požární ouolností se zhotoví následujícím způsobem:

Pomocí stříkacího aařízení Polyspray se nanese gelcoatová vrstva chemicky odolné pryskyřice vinylesterového typu.

Na tuto vrstvu se vylaminuje kontaktním způsobem 1 vrstva sklovýztuže o hmotnosti

135 g/m laminační smšsi o složení:

polyesterová prysk, isoftalového typu ...... 100 hmotných dílů melamin .............. 16 hmotných dílů pentaerytritol ................ 17 hmotných dílů škrob...................... 5 hmotných dílů fosforčnan amonný ................ 17 hmotných dílů metyletylketonperoxyd..............3 % hmotného dílu na hmotu pojivá

Co-naftenat ..... ....... ...... 1 % hmotných dílů na hmotu pojivá

Obě poslední reagencie musí být přidány až po homogenizaci laminační směsi.

Po částečné polymeraci výšeuvedené ochranné vrstvy je možno pokračovat v laminování běžným způsobem strojního stříkání. Jako poslední vrstvy se použije opět laminované protipožární ochranné vrstvy stejného složení. Ochrana vinylesterovým gelcoatem bývá již

197 920 zpravidla zbytečná vzhledem k tomu, že podobné dílce, například krytina, různé typy okapových svodů a podobně, jsou namáhány tímto prostředím pouze z jedné strany.

Claims (2)

1. Protipožární ochranná vrstva, vyznačená tím, že sestává ze 100 hmotných dílů polyesterového pojivá, například na bázi kyseliny ortoftalové, isoftalové nebo tereftalové, bisfenolu, vinylesteru, případně epoxypolyesterového nebp epoxidového pojivá a 5 až 30 hmotných dílů melaminu, 5 až 30 hmotných dílů penaterytritolu, 8 až 35 hmotných dílů fosforečnanu amonného, 3 až 25 hmotných dílů dextrinu a nejvýše 5 hmotných dílů koloid ního gelu kyseliny ortokřemičité.

2. Protipožární ochranná vrstva podle bodu 1, vyznačená tím, že je vyztužena jednou nebo víoe vrstvami orientovaných nebo neorientovaných skleněných, termoplastických nebo minerálních vláken, případně azbestovými vlákny o hmotnosti 10 až 900 g/m .