DE102006052819A1

DE102006052819A1 - Feste, pulverförmige Flammschutzmittelmischung

Info

Publication number: DE102006052819A1
Application number: DE200610052819
Authority: DE
Inventors: Achim Hennemann; Volker Dipl.-Ing. Thewes; Rolf Zimmer; Hans-Matthias Dr. Deger
Original assignee: Clariant International Ltd
Current assignee: Clariant International Ltd
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2008-05-15
Also published as: EP2092027A2; WO2008055622A2; WO2008055622A3

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine feste, pulverförmige Flammschutzmittelmischung, enthaltend mindestens eine feste Komponente 1 und eine flüssige Komponente 2, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.

Description

Die Erfindung betrifft eine feste, pulverförmige Flammschutzmittelmischung, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.
Dämmschichtbildende Brandschutzbeschichtungen, auch Intumeszenzbeschichtungen genannt, zeichnen sich dadurch aus, dass sie im Brandfall unter entsprechender Temperatureinwirkung aufschäumen und durch dieses Aufschäumen der vorgenannten Brandschutzbeschichtung der Wärmedurchtritt auf Stahlkonstruktionen, Decken, Wände, Kabel, Rohre und dergleichen verhindert oder zumindest behindert wird.
Die US-A-4,965,296 beschreibt ein flammhemmendes Material, das sich aus einem flammhemmenden Beschichtungsmaterial und einem elektrisch leitfähigen Material zusammensetzt. Das flammhemmende Beschichtungsmaterial besteht dabei aus schaum- und kohlenstoffbildenden Substanzen, einer gaserzeugenden Verbindung, einem filmbildenden Bindemittel und entsprechenden Lösemitteln. Fakultativ können übliche, weitere Inhaltsstoffe anwesend sein.
In der US-A-4,879,320 wird eine ähnliche flammhemmende Zusammensetzung beschrieben, der jedoch anstelle eines leitfähigen Materials ein keramisches Fasermaterial zugesetzt ist.
Die US-A-5,225,464 beschreibt eine wässrige Intumeszenz-Formulierung auf Basis eines Reaktionsproduktes aus Phosphorsäure, Melamin und Monoammoniumphosphat, welche mit Pentaerythritol, chlorierten Kohlenwasserstoffen und weiteren Verbindungen, insbesondere Polyvinylacetat, ein verbessertes Intumeszenz-Beschichtungsmaterial liefern soll.
Die DE-A-42 18 184 beschreibt ein wässriges Bindemittelgemisch, bestehend aus einer wässrigen Lösung und/oder Dispersion einer Kombination aus a) mindestens einem in Gegenwart der Komponente b) in Wasser löslichen und/oder dispergierbaren, Urethangruppen aufweisenden NCO-Vorpolymer mit blockierten Isocyanatgruppen und b) einer Polyamin-Komponente, bestehend aus mindestens einem (cyclo)aliphatischen Polyamin mit mindestens zwei primären und/oder sekundären Aminogruppen.
Die DE-A-43 43 668 beschreibt aufblähbare, flammhemmende Überzugsmassen, bestehend mindestens aus 4 bis 25 Gew.-% eines filmbildenden Bindemittels, 10 bis 40 Gew.-% Ammoniumpolyphosphat, 8 bis 40 Gew.-% mindestens einer bei Hitzeeinwirkung carbonisierenden Substanz, 6 bis 25 Gew.-% eines Treibmittels, 0 bis 5 Gew.-% Dispergiermittel und 0 bis 25 Gew.-% Füllstoffe.
Das Ziel der vorgenannten Brandschutzbeschichtungen aus dem Stand der Technik ist es, mit möglichst geringen Auftragsmengen möglichst lange Feuerwiderstandszeiten zu erreichen.
Nachteilig bei den vorgenannten Brandschutzbeschichtungen ist insgesamt, dass die Lagerstabilität der Brandschutzbeschichtungen gering und auf einen Temperaturbereich von 0 bis 35°C, meistens sogar nur von 5 bis 30°C limitiert ist. Insbesondere der Transport, die Lagerung und die Applikation von auf Wasser basierenden Brandschutzbeschichtungen in Regionen mit sehr kalten und sehr warmen Temperaturen ist teilweise ausgeschlossen oder nur unter unrentablem Aufwand möglich, da diese Systemen energieaufwendig temperiert werden müssen, um später direkt aufgetragen werden zu können.
Es ist daher versucht worden, Brandschutzbeschichtungen in feste Form zu bringen. So beschreibt die WO 02/096 996 A1 eine Intumescent Coating Mischung in fester Form, bestehend aus mindestens 20 bis 80 Volumen-% eines polymeren Harzsystems und von 15–75 Volumen-% intumeszierender Bestandteile, welche unter der Einwirkung von Hitze eine Säure, Kohlenstoff- und Treibmittelquelle darstellen. Die intumeszierenden Bestandteile bestehen zu 25–80 Gew.-% aus einer Säurequelle, von 1–50 Gew.-% aus einer Kohlenstoffquelle und zu 1–50 % aus einem Treibmittel.
Nachteilig bei der vorgenannten Intumescent Coating Mischung ist, dass diese Mischung nur unter Verwendung von Hilfsmitteln, nämlich Lackadditiven, in den Lösungsmitteln dispergiert werden kann. Des Weiteren eignet sich die vorgenannte intumescent Coating Mischung hauptsächlich nur für die Anwendung als Pulverlack und sie trocknet bzw. vernetzt nur unter Einfluss von größeren Wärmemengen. Die Mischung wird elektrostatisch aufgesprüht, wobei das zu besprühende Objekt eine Temperatur von 80 bis 100°C oder höher aufweisen muss. Ein solches Verfahren lässt sich in der Praxis oft gar nicht anwenden.
Es ist daher Aufgabe der nachfolgenden Erfindung, Brandschutzbeschichtungen – inklusive dem Herstellverfahren – zur Verfügung zu stellen, welche eine verbesserte Lagerstabilität gewährleistet und mindestens die gleichen Brandschutzleistungen wie die Brandschutzbeschichtungen nach dem Stand der Technik aufweist. Des Weiteren ist es die Aufgabe der nachfolgenden Erfindung, dass die Brandschutzbeschichtung in fester Form vorliegt und direkt – ohne Verwendung zusätzlicher Hilfsstoffe – im Lösungsmittel dispergiert werden kann. Nach erfolgter Applikation erfolgt die Trocknung physikalisch ohne Zuhilfenahme externer Wärmequellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine feste pulverförmige "Instant"-Mischung, welche vor der Applikation nur noch in das entsprechende Lösungsmittel dispergiert werden muss, so dass eine applizierfähige Brandschutzbeschichtung entsteht.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine feste, pulverförmige Flammschutzmittelmischung enthaltend mindestens eine feste Komponente 1 und eine flüssige Komponente 2.
Bevorzugt handelt es sich bei der Komponente 1 um mindestens

a) eine Kohlenstoffquelle,
b) einen Säurespender,
c) ein Treibmittel,
d) ein Bindemittel,
e) ein reaktives Metallsalz,
f) ein Zusatzstoff und/oder
g) ein rheologisches Additiv.

Die vorgenannte Auflistung beinhaltet, dass mindestens 1 der Komponenten a) bis g) vorhanden sein muss, aber auch alle genannten Komponenten a) bis g) gleichzeitig anwesend sein können.
Bevorzugt handelt es sich bei der Kohlenstoffquelle um Polyalkohole.
Bevorzugt handelt es sich bei den Polyalkoholen um Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Tripentaerythrit und/oder Polykondensate des Pentaerythrits.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Säurespender um Ammoniumsalze von Phosphorsäuren und/oder Polyphosphorsäuren.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Treibmittel um Stickstoffsynergisten des Typs Melamin und/oder Guanidin sowie deren Salze und/oder Dicyandiamide und/oder Piperazinsalze von Phosphorsäuren und Polyphosphorsäuren.
Bevorzugt handelt es sich bei den stickstoffhaltigen Synergisten um Benzoguanamin, Tris(hydroxyethyl)isocyanurat, Allantoin, Glycouril, Melamin, Piperazin, Harnstoffcyanurat, Dicyandiamid, Guanidin.
Bevorzugt handelt es sich bei den Stickstoff-Synergisten um Kondensationsprodukte des Melamins. Kondensationsprodukte des Melamins sind z.B. Melem, Melam oder Melon bzw. höher kondensierte Verbindungen dieses Typs sowie Gemische derselben und können z.B. durch ein Verfahren hergestellt werden, wie es in WO-A-96/16948 beschrieben ist.
Bevorzugt handelt es sich bei den Melaminsalzen um Melaminphosphat, Melaminpyrophosphat, Melaminpolyphosphat, Melamincyanurat, Melaminborat, Melaminsilikat und bei dem Guanidinsalz um Guanidinphosphat und bei dem Piperazinsalz um Piperazinphosphat, Piperazinpyrophosphat und/oder Piperazinpolyphosphat.
Bevorzugt liegen die Bindemittel in fester Form vor.
Bevorzugt handelt es sich bei den filmbildenden Bindemitteln um
Homopolymerisate auf Basis Vinylacetat,
Copolymerisate auf Basis Vinylacetat, Ethylen und Vinylchlorid,
Copolymerisate auf Basis Vinylacetat und dem Vinylester einer langkettigen, verzweigten Carbonsäuren,
Copolymerisate auf Basis Vinylacetat und Vinylversatat und Acrylat,
Copolymerisate auf Basis Vinylacetat und Vinylversatat,
Copolymerisate auf Basis Vinylacetat und Maleinsäure-di-n-Butylester,
Copolymerisate auf Basis Vinylacetat und Acrylsäureester,
Copolymerisate auf Basis Styrol und Acrylsäureester und/oder
Copolymerisate auf Basis Acrylsäureester,
Terpolymerisate auf Basis Vinylacetat, Ethylen und Vinylester,
Vinyltoluol/Acrylat-Copolymer,
Styrol/Acrylat-Copolymer,
Vinyl/Acrylat-Copolymer und/oder
selbstvernetzende Polyurethan-Dispersionen.
Bevorzugt handelt es sich bei dem reaktiven Metallsalz um Gasruß, Pigmente, insbesondere Phthalocyaninpigmente und Metalloxide. Bevorzugt wird als Metalloxid Titandioxid verwendet.
Bevorzugt handelt es sich beim Zusatzstoff um expandierbarer Graphit, Borsäure, Phosphorsäureester, Quarz, Bolus Alba (China Clay), Kreide, Wollastonit, Talkum, Antimontrioxid, Glasfasern, Mineral- und/oder Glasfasern, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Fällungskieselsäuren und/oder Silikate.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Rheologieadditiv um pyrogene Kieselsäuren, modifizierte und nicht modifizierte Schichtsilikate, Fällungskieselsäuren, Celluloseether, Polysaccharide, PU- und Acrylatverdicker, Harnstoffderivate, Rizinusölderivate, Polyamide und Fettsäureamide und Polyolefine, so weit sie in fester Form vorliegen.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Rheologieadditiv um pulverisierte Cellulosen und/oder Suspensionsmittel wie z.B. Xanthan Gum.
Bevorzugt handelt es sich bei der flüssigen Komponente um mindestens

h) ein Biozid,
i) ein Oberflächenmittel,
j) ein Filmbildehilfsmittel,
k) ein Netz- und Dispergiermittel,
l) ein Entschäumer und/oder
m) ein Entlüfter.

Die vorgenannte Auflistung beinhaltet, dass mindestens 1 der Komponenten h) bis m) vorhanden sein muss, aber auch alle genannten Komponenten h) bis m) gleichzeitig anwesend sein können.
Damit enthält die erfindungsgemäße feste, pulverförmige Flammschutzmittelmischung mindestens eine feste Komponente 1 und mindestens eine flüssige Komponente 2, d.h. mindestens 1 der Komponenten a) bis g) und mindestens 1 der Komponenten h) bis m), wobei weitere Komponenten nicht ausgeschlossen sind.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Biozid um handelsübliche, käuflich erhältliche Konservierungsmittel für die Farben- und Lackindustrie, beispielsweise wässerige Zubereitungen von Isothiazolinonen oder 1,2-Benzisothiazolin-3-on oder Dichlorophen oder 1,6-Dihydroxy-2,5-dioxahexane oder Biozidzubereitungen mit Bronopol und Isothiazolinonen oder Mischungen von Na-Alkylklydroxybenzoaten oder wässrige Lösungen von 1,3,5-Triethylhexahydro-1,3,5-triazine und/oder Biozidzubereitungen basierend auf 1,6-Dihydroxy-2,5-dioxahexane und Isothiazolinonen. Bevorzugt werden Biozidzubereitungen basierend auf 1,6-Dihydroxy-2,5-dioxahexane und Isothiazolinonen verwendet.
Bevorzugt handelt es sich beim dem Oberflächenmittel um handelsübliche, käuflich erhältliche Lackadditive mit Oberflächenaktiven Substanzen, beispielsweise Netz- und Verlaufmittel, Gleit- oder Slip-additive und/oder Hydrophobierungsmittel, beispielsweise Polyethersiloxan-Copolymere, organisch modifizierte Polysiloxane, Emulsionen von hochmolekularen Dimethylpolysiloxanen, Emulsionen von Polymethylphenylsiloxanharzen und/oder Emulsionen von aminofunktionellen Polysiloxanen.
Bevorzugt handelt sich bei dem Filmbildehilfsmittel um handelsübliche, käuflich erhältliche Hochsieder, beispielsweise Ethylglykolether oder Propylenglykolether und/oder Butylglykolether von Monoalkoholen mit einem ggf. verzweigten Alkylrest von 1 bis 6 Kohlenstoffatomen.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Netz- und Dispergiermittel um handelsübliche, käuflich erhältliche Additive für die Farben- und Lackindustrie, beispielsweise Gemische bestehend aus hydrophilen und lipophilen Phosphoamino-Verbindungen oder Mischungen aus hochmolekularen Phosphoamino-Verbindungen und/oder modifizierten Sojalecithinen.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Entschäumer um handelsübliche, käuflich erhältliche Additive für die Farben- und Lackindustrie, beispielsweise Mineralölentschäumer und/oder kieselsäurehaltigen und kieselsäurefreien Emulsionen von Polyethersiloxan-Coploymeren.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Entlüfter um handelsübliche, käuflich erhältliche Additive für die Farben- und Lackindustrie, beispielsweise kieselsäurehaltige und kieselsäurefreie Emulsionen von Polyethersiloxan-Coploymere und/oder Lösungen von organisch modifizierten Polysiloxanen.
Bevorzugt enthält die feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung
5 bis 25 Gew.-% Komponente a)
10 bis 60 Gew.-% Komponente b)
5 bis 25 Gew.-% Komponente c)
5 bis 40 Gew.-% Komponente d)
0,1 bis 30 Gew.-% Komponente e)
0,1 bis 30 Gew.-% Komponente f)
0,001 bis 10 Gew.-% Komponente g)
0,001 bis 5 Gew.-% Komponente h)
0,001 bis 5 Gew.-% Komponente i)
0,001 bis 10 Gew.-% Komponente j)
0,001 bis 10 Gew.-% Komponente k)
0,001 bis 5 Gew.-% Komponente l)
0,001 bis 5 Gew.-% Komponente m)
enthält, wobei die Summe der Komponenten immer 100 Gew.-% beträgt.
Besonders bevorzugt enthält die feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung
7 bis 15 Gew.-% Komponente a)
15 bis 45 Gew.-% Komponente b)
7 bis 15 Gew.-% Komponente c)
7 bis 30 Gew.-% Komponente d)
1 bis 25 Gew.-% Komponente e)
1 bis 25 Gew.-% Komponente f)
0,1 bis 5 Gew.-% Komponente g)
0,01 bis 3 Gew.-% Komponente h)
0,01 bis 3 Gew.-% Komponente i)
0,01 bis 8 Gew.-% Komponente j)
0,01 bis 8 Gew.-% Komponente k)
0,01 bis 3 Gew.-% Komponente l)
0,01 bis 3 Gew.-% Komponente m)
enthält, wobei die Summe der Komponenten immer 100 Gew.-% beträgt.
Bei den vorgenannten gesamten Mengenangaben gilt, dass nicht immer alle Komponenten gleichzeitig anwesend sein müssen.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen pulverförmigen Flammschutzmischung, dadurch gekennzeichnet, dass man die Komponenten a) bis g) in einem geeigneten Mischer in Pulverform mischt, die Komponenten h) bis m) zugibt und die gesamte Mischung mit einem geeigneten Mischapparat homogenisiert.
Die festen Bestandteile der vorgenannten Zusammensetzung – Komponenten a bis g – werden bevorzugt in einem Taumelmischer homogenisiert und anschließend werden die flüssigen Bestandteile – Komponenten h bis m – aufgesprüht. Nach erfolgter Absorption der flüssigen durch die festen Bestandteile erfolgt eine abschließende Homogenisierung im Taumelmischer. Die Zugabe und Homogenisierung aller Bestandteile muss in der Form geschehen, dass die entstehende, erfindungsgemäße feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung mind. 6 Monate bei 60°C lagerstabil ist und anschließend klumpenfrei in das Lösungsmittel dispergiert werden kann.
Die Erfindung betrifft auch eine Brandschutzbeschichtung, enthaltend eine feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 und mindestens ein Lösungsmittel.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Lösungsmittel um Wasser und/oder organische Lösungsmittel.
Bevorzugt enthält die erfindungsgemäße Brandschutzbeschichtung 5 bis 95 Gew.-% feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 und 5 bis 95% Gew.-% Wasser.
Besonders bevorzugt enthält die erfindungsgemäße Brandschutzbeschichtung 25 bis 85 Gew.-% feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 und 15 bis 75 Gew.-% Wasser.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Brandschutzbeschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass man eine feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 und Wasser und/oder organische Lösungsmittel miteinander mischt.
Die Einarbeitung der festen pulverförmigen Flammschutzmittelmischung in das Lösungsmittel kann bevorzugt direkt auf der Baustelle mittels eines handelsüblichen Rückwerks erfolgen, wobei das Rührwerk eine Motorleistung von mindestens 0,3 kW und eine Drehzahl von mindestens 250 U/min, bevorzugt eine Motorleistung von mindestens 0,9 kW und eine Drehzahl von mindestens 500 U/min aufweist.
Bevorzugt wird bei diesem Verfahren 70 Gew.-% einer erfindungsgemäßen festen pulverförmigen Flammschutzmittelmischung und 30 Gew.-% Wasser miteinander vermischt.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Brandschutz von Substraten, dadurch gekennzeichnet, dass man eine feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 und Wasser miteinander mischt, bis sich eine auftragsfähige Konsistenz eingestellt hat, die so hergestellte Brandschutzbeschichtung auf ein Substrat aufträgt und trocknet bzw. trocknen lässt.
Bevorzugt gelangt die so hergestellte Brandschutzbeschichtung in Form eines streich-, spritz- oder rollfähigen Anstrichmittels zum Einsatz und wird bevorzugt mittels eines Airless-Verfahrens appliziert.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Substrat um Stahlträger, Holz, Textil, Papier, Kunststoffen, Elektrokabeln und Rohren aus Metall und/oder Kunststoffen.
Die vorgenannte feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung besteht mindestens aus einem filmbildenden Bindemittel in fester Form, einer schaumschichtbildenden Substanz, einer kohlenstoffbildenden Substanz, einem Treibmittel und/oder eines Stickstoffsynergisten sowie den üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen.
Die erfindungsgemäße feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung kann weiterhin optional ein Phosphinsäuresalz der Formel (I) und/oder ein Diphosphinsäuresalz der Formel (II) und/oder deren Polymere enthalten,
worin
R¹, R² gleich oder verschieden sind und C₁-C₆-Alkyl, linear oder verzweigt und/oder Aryl;
R³ C₁-C₁₀-Alkylen, linear oder verzweigt, C₆-C₁₀-Arylen, -Alkylarylen oder -Arylalkylen;
M Mg, Ca, Al, Sb, Sn, Ge, Ti, Zn, Fe, Zr, Ce, Bi, Sr, Mn, Li, Na, K und/oder eine protonierte Stickstoffbase;
m 1 bis 4;
n 1 bis 4;
x 1 bis 4
bedeuten.
Bevorzugt bedeutet M Calcium, Aluminium oder Zink.
Unter protonierten Stickstoffbasen werden bevorzugt die protonierten Basen von Ammoniak, Melamin, Triethanolamin, insbesondere NH₄ ⁺, verstanden.
Bevorzugt sind R¹, R² gleich oder verschieden und bedeuten C₁-C₆-Alkyl, linear oder verzweigt und/oder Phenyl.
Besonders bevorzugt sind R¹, R² gleich oder verschieden und bedeuten Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl und/oder Phenyl.
Bevorzugt bedeutet R³ Methylen, Ethylen, n-Propylen, iso-Propylen, n-Butylen, tert.-Butylen, n-Pentylen, n-Octylen oder n-Dodecylen; Phenylen oder Naphthylen; Methylphenylen, Ethylphenylen, tert.-Butylphenylen, Methylnaphthylen, Ethylnaphthylen oder tert.-Butylnaphthylen; Phenylmethylen, Phenylethylen, Phenylpropylen oder Phenylbutylen.
Bevorzugt enthält die erfindungsgemäße feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung 0,001 bis 20 Gew.-% ein Phosphinsäuresalz der Formel (I) und/oder ein Diphosphinsäuresalz der Formel (II) und/oder deren Polymere.
Besonders bevorzugt enthält die erfindungsgemäße feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung 0,01 bis 10 Gew.-% ein Phosphinsäuresalz der Formel (I) und/oder ein Diphosphinsäuresalz der Formel (II) und/oder deren Polymere.
In den folgenden Beispielen wurden im ersten Schritt die vorgenannten Brandschutzfarbe aus der festen pulverförmigen Flammschutzmittelmischung nach dem vorher beschriebenen Verfahren hergestellt und bei 20 und 60°C über einen Zeitraum von mindestens 6 Monaten gelagert. Im Anschluss daran wurde die feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung in Wasser dispergiert. Die so entstanden Brandschutzbeschichtungen wurden auf Normstahlplatten mit einer Trockenschichtdicke von 1mm aufgetragen und ihre Wirksamkeit ermittelt. Die Prüfung der Isolierfähigkeit erfolgte analog DIN 4102 Teil 8.
Typische Schichtdicken sind je nach Brandtestanforderungen und je nach verwendetem Substrat zwischen 100 μm und 5000 μm.
In den Beispielen wurden folgende Produkte eingesetzt:

^®Mowilith DM 2072 P (Celanese Emulsions) Es handelt sich um ein weichmacherfreies in Wasser redispergierbares Pulver auf Basis eines Vinylacetat – Vinylversatat – Acrylat – Copolymers, das als Schutzkolloid Polyvinylalkohol enthält.
^®Mowilith DM 230 (Celanese Emulsions) Es handelt sich um eine weichmacherfreie wässerige Copolymerisat Dispersion aus Vinylacetat und Versaticsäure – Vinylester.
^®Exolit AP 462 (Clariant GmbH) Es handelt sich um ein mikroverkapseltes Ammoniumpolyphosphat auf Basis ^®Exolit AP 422, das nach dem Verfahren der EP-B-0 180 795 hergestellt wurde und etwa 10 Masse-% Kapselmaterial, bestehend aus einem gehärteten Melamin/Formaldehyd-Harz, enthält.
^®Exolit AP 422 (Clariant GmbH) Es handelt sich um ein frei fließendes, pulverförmiges, in Wasser schwer lösliches Ammoniumpolyphosphat der Formel (NH₄PO₃) mit n = 20 bis 1000, insbesondere 500 bis 1000. Der Anteil der Teilchen mit einer Teilchengröße kleiner 45 μm beträgt mehr als 99 %.
^®Exolit OP1230 (Clariant GmbH) Bei ^®Exolit OP1230 handelt es sich um ein feinkörniges, nicht hygroskopisches und in Wasser und gängigen organischen Lösungsmitteln unlöslichen Pulvers auf Basis eines organischen Phosphinates.
Tronox^® R-KB-5 (Kerr Mc-Gee Chemical LLC) Es handelt sich um eine Titandioxid Rutil Type, welche mit Al₂O₃ stabilisiert wurde und die Oberfläche mit Al- und Zr-Komponenten behandelt wurde.
Charmor DP 40 (Perstorp) Es handelt sich um ein mikronisiertes Di-Pentaerythritol.
Charmor PM 40 (Perstorp) Es handelt sich um ein mikronisiertes Mono-Pentaerythritol.
Melamin Typ 003 (DSM) Es handelt sich um ein mikronisiertes 2,4,6-triamin-1,3,5-triazin der Formel C₃H₆N₆.
Rhodopol 50 MD Es handelt sich um Xanthan Gum, ein natürliches Polysaccharide mit einer hochwirksamen Supsensionstabilisierung und strukturviskosen Verdickungseigenschaften.

Beispiel (Vergleich)
Es wurden die folgenden Substanzen nacheinander vermischt und anschließend entsprechend auf die zu prüfende Platte aufgetragen:
38 Gewichtsteile ^®Exolit AP 422
10 Gewichtsteile ^®Mowilith DM 230
8 Gewichtsteile Melamin Typ 003
8 Gewichtsteile Charmor PM 40
8 Gewichtsteile Tronox^® R-KB-5
ad 100 Gewichtsteile Verdicker, Weichmacher, Lösungsmittel.
Die Brandprüfung der beschichteten Platte analog DIN 4102 ergab eine Feuerwiderstandszeit von > 60 Minuten nach 6 Monaten Lagerung bei T = 20°C und eine Feuerwiderstandszeit von > 30 und < 40 Minuten nach 6 Monaten Lagerung bei T = 60°C.
Beispiel 2 (Erfindung)
Es wurden die folgenden Substanzen nacheinander vermischt und anschließend in Wasser dispergiert und die so entstandene Brandschutzfarbe auf die zu prüfende Platte aufgetragen:
32 Gewichtsteile ^®Exolit AP 462
15 Gewichtsteile ^®Mowilith DM 2072 P
13 Gewichtsteile Melamin Typ 003
8 Gewichtsteile Charmor DP 40
8 Gewichtsteile Tronox^® R-KB-5
5 Gewichtsteile Exolit OP 1230
0,7 Gewichtsteile Rhodopol 50 MD
ad 100 Gewichtsteile Hilfs- und Zusatzstoffe.
Die Brandprüfung der beschichteten Platte analog DIN 4102 ergab eine Feuerwiderstandszeit von > 60 Minuten nach 6 Monaten Lagerung bei T = 20°C und eine Feuerwiderstandszeit von > 60 Minuten nach 6 Monaten Lagerung bei T = 60°C.
Beispiel 3 (Erfindung)
Es wurden die folgenden Substanzen nacheinander vermischt und anschließend in Wasser dispergiert und die so entstandene Brandschutzfarbe auf die zu prüfende Platte aufgetragen:
28 Gewichtsteile ^®Exolit AP 422
22 Gewichtsteile ^®Mowilith DM 2072 P
10 Gewichtsteile Melamin Typ 003
10 Gewichtsteile Charmor PM 40
8 Gewichtsteile Tronox^® R-KB-5
5 Gewichtsteile Mineralfasern
0,5 Gewichtsteile Rhodopol 50 MD
ad 100 Gewichtsteile Hilfs- und Zusatzstoffe.
Die Brandprüfung der beschichteten Platte analog DIN 4102 ergab eine Feuerwiderstandszeit von > 60 Minuten nach 6 Monaten Lagerung bei T = 20°C und eine Feuerwiderstandszeit von > 60 Minuten nach 6 Monaten Lagerung bei T = 60°C.
Beispiel 4 (Erfindung)
Es wurden die folgenden Substanzen nacheinander vermischt und anschließend in Wasser dispergiert und die so entstandene Brandschutzfarbe auf die zu prüfende Platte aufgetragen:
35 Gewichtsteile ^®Exolit AP 422
20 Gewichtsteile ^®Mowilith DM 2072 P
10 Gewichtsteile Melamin Typ 003
10 Gewichtsteile Charmor PM 40
5 Gewichtsteile Exolit OP1230
0,6 Gewichtsteile Rhodopol 50 MD
ad 100 Gewichtsteile Hilfs- und Zusatzstoffe.
Die Brandprüfung der beschichteten Platte analog DIN 4102 ergab eine Feuerwiderstandszeit von > 60 Minuten nach 6 Monaten Lagerung bei T = 20°C und eine Feuerwiderstandszeit von > 60 Minuten nach 6 Monaten Lagerung bei T = 60°C.

Claims

Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung, enthaltend mindestens eine feste Komponente 1 und eine flüssigen Komponente 2.
Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Komponente 1 um mindestens a) eine Kohlenstoffquelle, b) einen Säurespender, c) ein Treibmittel, d) ein Bindemittel, e) ein reaktives Metallsalz f) einen Zusatzstoff und/oder g) ein rheologisches Additiv handelt.
Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kohlenstoffquelle um Polyalkohole handelt.
Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Polyalkoholen um Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Tripentaerythrit und/oder Polykondensate des Pentaerythrits handelt.
Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Säurespender um Ammoniumsalze von Phosphorsäuren und/oder Polyphosphorsäuren handelt.
Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Treibmittel um Stickstoffsynergisten des Typs Melamin und/oder Guanidin sowie deren Salze und/oder Dicyandiamide und/oder Piperazinsalze von Phosphorsäuren und Polyphosphorsäuren handelt.
Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel in fester Form vorliegt und es sich dabei um Homopolymerisate auf Basis Vinylacetat, Copolymerisate auf Basis Vinylacetat, Ethylen und Vinylchlorid, Copolymerisate auf Basis Vinylacetat und dem Vinylester einer langkettigen, verzweigten Carbonsäure, Copolymerisate auf Basis Vinylacetat und Vinylversatat und Acrylat, Copolymerisate auf Basis Vinylacetat und Vinylversatat, Copolymerisate auf Basis Vinylacetat und Maleinsäure-di-n-Butylester, Copolymerisate auf Basis Vinylacetat und Acrylsäureester, Copolymerisate auf Basis Styrol und Acrylsäureester und/oder Copolymerisate auf Basis Acrylsäureester, Terpolymerisate auf Basis Vinylacetat, Ethylen und Vinylester, Vinyltoluol/Acrylat-Copolymer, Styrol/Acrylat-Copolymer, Vinyl/Acrylat-Copolymer und/oder selbstvernetzende Polyurethan-Dispersionen handelt.
Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem reaktiven Metallsalz um Gasruß, Pigmente, Phthalocyanin-Pigmente und/oder Metalloxide handelt.
Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Zusatzstoff um expandierbarer Graphit, Borsäure, Phosphorsäureester, Quarz, Bolus Alba (China Clay), Kreide, Wollastonit, Talkum, Antimontrioxid, Glasfasern, Mineral- und/oder Glasfasern, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Fällungskieselsäuren und/oder Silikate handelt.
Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Rheologieadditiv um pyrogene Kieselsäuren, modifizierte und nicht modifizierte Schichtsilikate, Fällungskieselsäuren, Celluloseether, Polysaccharide, PU- und Acrylatverdicker, Harnstoffderivate, Rizinusölderivate, Polyamide und Fettsäureamide und/oder Polyolefine handelt.
Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Rheologieadditiv um pulverisierte Cellulosen und/oder Suspensionsmittel handelt.
Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der flüssigen Komponente um mindestens h) ein Biozid, i) ein Oberflächenmittel, j) ein Filmbildehilfsmittel k) ein Netz- und Dispergiermittel l) einen Entschäumer und/oder m) einen Entlüfter handelt.
Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Biozid um Konservierungsmittel, wie wässerige Zubereitungen von Isothiazolinonen, Dichlorophen, 1,6-Dihydroxy-2,5-dioxahexan, Bronopol, Mischungen von Na-Alkylklydroxybenzoaten, wässrige Lösungen von 1,3,5-Triethylhexahydro-1,3,5-triazine und/oder Mischungen davon handelt.
Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Oberflächenmittel um Lackadditive mit oberflächenaktiven Substanzen, wie Netz- und Verlaufmittel, Gleit- oder Slip-additive und/oder Hydrophobierungsmittel handelt.
Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Filmbildehilfsmittel um Ethylglykolether, Propylenglykolether, Butylglykolether von Monoalkoholen mit einem ggf. verzweigten Alkylrest von 1 bis 6 Kohlenstoffatomen handelt.
Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Netz- und Dispergiermittel um Gemische aus hydrophilen und lipophilen Phosphoamino-Verbindungen oder Mischungen aus hochmolekularen Phosphoamino-Verbindungen und/oder modifizierten Sojalecithinen handelt.
Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Entschäumer um Mineralölentschäumer und/oder kieselsäurehaltigen und kieselsäurefreien Emulsionen von Polyethersiloxan-Coploymeren handelt.
Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Entlüfter um kieselsäurehaltige und kieselsäurefreie Emulsionen von Polyethersiloxan-Coploymere und/oder Lösungen von organisch modifizierten Polysiloxanen handelt
Feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin 0,001 bis 20 Gew.-% eines Phosphinsäuresalzes der Formel (I) und/oder eines Diphosphinsäuresalzes der Formel (II) und/oder deren Polymere
worin R¹, R² gleich oder verschieden sind und C₁-C₆-Alkyl, linear oder verzweigt und/oder Aryl; R³ C₁-C₁₀-Alkylen, linear oder verzweigt, C₆-C₁₀-Arylen, -Alkylarylen oder -Arylalkylen; M Mg, Ca, Al, Sb, Sn, Ge, Ti, Zn, Fe, Zr, Ce, Bi, Sr, Mn, Li, Na, K und/oder eine protonierte Stickstoffbase; m 1 bis 4; n 1 bis 4; x 1 bis 4 bedeuten, enthält.
Verfahren zur Herstellung einer pulverförmigen Flammschutzmischung, dadurch gekennzeichnet, dass man die Komponenten a) bis g) in einem geeigneten Mischer in Pulverform mischt, die Komponenten h) bis m) zugibt und die gesamte Mischung mit einem geeigneten Mischapparat homogenisiert.
Brandschutzbeschichtung, enthaltend eine feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 und mindestens ein Lösungsmittel.
Brandschutzbeschichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Lösungsmittel um Wasser und/oder organische Lösungsmittel handelt.
Brandschutzbeschichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass sie 5 bis 95 Gew.-% feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 und 5 bis 95 Gew.-% Wasser enthält.
Brandschutzbeschichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass sie 25 bis 85 Gew.-% feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 und 15 bis 75 Gew.-% Wasser enthält.
Verfahren zur Herstellung einer Brandschutzbeschichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass man eine feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 und Wasser und/oder organische Lösungsmittel miteinander mischt.
Verfahren zum Brandschutz von Substraten, dadurch gekennzeichnet, dass man eine feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 und Wasser und/oder organische Lösungsmittel miteinander mischt, bis sich eine auftragsfähige Konsistenz eingestellt hat, die so hergestellte Brandschutzbeschichtung auf ein Substrat aufträgt und trocknet bzw. trocknen lässt.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass man die Brandschutzbeschichtung in Form eines streich-, spritz- oder rollfähigen Anstrichmittels aufträgt oder mittels eines Airless Verfahrens appliziert.
Verfahren nach Anspruch 27, dass es sich bei dem Substrat um Stahlträger, Holz, Textil, Papier, Kunststoffen, Elektrokabeln und Rohren aus Metall und/oder Kunststoffen handelt.
Verwendung einer feste pulverförmige Flammschutzmittelmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 zur Herstellung einer Brandschutzbeschichtung.