DE102008003120A1

DE102008003120A1 - Brandschutz-Kabeldurchführung

Info

Publication number: DE102008003120A1
Application number: DE102008003120A
Authority: DE
Inventors: Volker Rodenberg
Original assignee: Volker Rodenberg
Current assignee: HARALD KUHN, DE
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2008-01-02
Publication date: 2009-05-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brandschutz-Kabeldurchführung (1) zur Abschottung von Wand- oder Deckendurchbrüchen für Kabel, Rohre und dergleichen, aufweisend ein beidseitig geöffnetes Gehäuse (2) mit einem einen Kabelkanal bildenden Innenraum (3). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß wenigstens zwei voneinander beabstandete und auf der Innenseite des Gehäuses (2) an dem Gehäuse (2) befestigte Brandschutzstreifen (5) aus einem bei großer Wärme bzw. im Brandfall expandierenden intumeszenten Brandschutzmaterial vorgesehen sind, wobei die Brandschutzstreifen (5) den Innenraum (3) des Gehäuses (2) bei großer Wärme bzw. im Brandfall im wesentlichen vollständig in Kabelrichtung (X) abschotten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brandschutz-Kabeldurchführung zur Abschottung von Wand- oder Deckendurchbrüchen für Kabel, Rohre und dergleichen, aufweisend ein beidseitig geöffnetes Gehäuse mit einem einen Kabelkanal bildenden Innenraum.
Brandschutz-Kabeldurchführungen der vorgenannten Art werden zum präventiven Brandschutz innerhalb von Bauwerken eingesetzt. Dabei wird die Brandschutz-Kabeldurchführung in das Mauerwerk eingesetzt und die Kabel durch den vorgesehenen Innenraum hindurchgeführt. Die Kabeldurchführungen bestehen aus einem Gehäuse aus verzinktem Stahlblech, das mit Brandschutzpaketen, beispielsweise sogenannten Palusol-Paketen, ausgekleidet ist. Die Brandschutzpakete enthalten ein intumeszentes Brandschutzmaterial. Im Falle eines Brandes, der mit einer Erwärmung der Brandschutz-Kabeldurchführung einhergeht, schäumt das Brandschutzmaterial auf und verschließt den Innenraum der Kabeldurchführung weitgehend vollständig. Hierdurch wird eine Luftzufuhr durch die Kabeldurchführung vermieden und das Feuer passiv bekämpft. Eine Kabeldurchführung der vorbeschriebenen Art ist beispielsweise aus der DE 20 2004 011 259 U1 bekannt.
Innerhalb des Gehäuses sind an den Seitenwänden des Gehäuses Palusol-Pakete vorgesehen, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Gehäuses erstrecken. Im Bereich der Gehäuseöffnung ist ein Dämmstoff-Paket angeordnet, dessen Form mit der Form des Gehäuseinnenraums korrespondiert. Das Dämmstoff-Paket ist mit einer Bohrung ausgestattet, die zum einen der Kabeldurchführung und zum anderen der Handhabung dient, so daß das Dämmstoff-Paket leicht ergriffen und entfernt werden kann. Das Dämmstoff-Paket hat den Zweck, in einer Kabelabschottung, die im Brandfall zuschäumt, eine funktionssichere Abdichtung gegenüber kaltem und heißem Rauchgas zu gewährleisten, die auch bei einseitiger Zugänglichkeit anwendbar ist, ohne den Innenraum der Abschottung vollständig ausstopfen zu müssen. Sie hat weiter den Zweck, die Rauchgasabdichtung funktionell von der Abdichtung gegen Feuer zu trennen, wobei das Dämmstoff-Paket selbst keine intumeszenten Eigenschaften besitzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brandschutz-Kabeldurchführung der vorgenannten Art weiterzubilden und eine Kabeldurchführung zur Verfügung zu stellen, die sich durch einen einfachen Aufbau und geringe Herstellungskosten auszeichnet und die im Brandfall einen sicheren Verschluß des Innenraums der Kabeldurchführung ermöglicht.
Die vorgenannte Aufgabe ist bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung dadurch gelöst, daß wenigstens zwei voneinander beabstandete und auf der Innenseite des Gehäuses an dem Gehäuse befestigte Brandschutzstreifen aus einem bei großer Wärme bzw. im Brandfall expandierenden intumeszenten Brandschutzmaterial vorgesehen sind, wobei die Brandschutzstreifen den Innenraum des Gehäuses bei großer Wärme bzw. im Brandfall im wesentlichen vollständig in Kabelrichtung abschotten.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß bei geeigneter Wahl des Brandschutzmaterials eine vollständige unterbrechungslose Auskleidung des Gehäuses der Kabeldurchführung mit einem Brandschutzmaterial, wie es aus der DE 20 2004 011 259 U1 bekannt ist, nicht erforderlich ist, um im Brandfall eine vollständige Abschottung des Innenraums der Kabeldurchführung zu gewährleisten. Vorzugsweise ist es so, daß im Brandfall jeder der wenigstens zwei voneinander beabstandeten Brandschutzstreifen bereits zu einer vollständigen Abschottung des Innenraums führt. Es versteht sich, daß dies einen entsprechend hohen Expansionsgrad des Brandschutzmaterials im Brandfall erfordert.
Bei geeigneter Wahl des Brandschutzmaterials können mehrere Brandschutzstreifen vorgesehen sein, wobei die Brandschutzstreifen beabstandet voneinander auf der Innenseite des Gehäuses an der Gehäusewand bzw. den Gehäusewänden befestigt sind. Dadurch läßt sich der Materialbedarf bei der erfindungsgemäßen Kabeldurchführung im Zusammenhang mit der Brandschutzauskleidung deutlich gegenüber dem Stand der Technik verringern, was zu geringen Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Kabeldurchführung beiträgt. Die bandförmige Ausbildung der Bandschutzstreifen vereinfacht im übrigen das nachträgliche Einsetzen der Brandschutzbeschichtung und deren Befestigung an dem Gehäuse.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Brandschutzstreifen quer zur Kabelrichtung. Um im Brandfall einen vollständigen Raumabschluß des Innenraums bzw. dessen Abschottung sicherzustellen, können die Brandschutzstreifen an Innenwänden eines quaderförmigen Gehäuses bzw. an einer inneren Mantelfläche eines zylindrischen Gehäuses umlaufend angeordnet sein, so daß jeder Brandschutzstreifen einen durchgehenden, unterbrechungslosen rahmen- oder ringförmigen Brandschutzbereich auf der Innenseite des Gehäuses bildet. Der Brandschutzstreifen erstreckt sich dabei entlang der gesamten Innenkontur des Gehäuses. Um ein gleichmäßiges Zuschäumen des Innenraums im Brandfall zu gewährleisten, können die Brandschutzstreifen im übrigen parallel zueinander und/oder symmetrisch zur Mittelquerachse des Gehäuses angeordnet sein.
Vorzugsweise sind die Brandschutzstreifen in einem gegenseitigen Abstand von wenigstens 0,5 cm, vorzugsweise von wenigstens 1,0 cm, angeordnet. In Abhängigkeit von der Wahl des Brandschutzmaterials kann es dabei im Brandfall dazu kommen, daß die beiden Brandschutzstreifen zumindest bereichsweise "zusammenwachsen", so daß sich in Kabelrichtung ein durchgehend ausgeschäumter Bereich bildet. Für die Abschottung des Gehäuses in Kabelrichtung ist jedoch das Zusammenwachsen der benachbarten Brandschutzstreifen im Brandfall nicht zwingend notwendig. Es reicht grundsätzlich bereits aus, wenn im Brandfall von einem Brandschutzstreifen eine vollständige Abschottung des Kabelkanals bewirkt wird.
Wenigstens ein Brandschutzstreifen, vorzugsweise beide Brandschutzstreifen, können einen im wesentlichen gleichbleibenden Abstand zum Außenrand des Gehäuses von mehr als 2 cm, insbesondere von mehr als 3 cm, aufweisen. Dies ermöglicht es, einen Brandschutzstopfen aus einem Dämmstoff oder einem Brandschutzmaterial, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, in das Gehäuse einzusetzen, und zwar auf wenigstens einer Öffnungsseite des Gehäuses.
Der Brandschutzstreifen selbst kann eine Dicke von ca. 0,5 bis 1 cm und eine Breite von ca. 2 bis 6 cm, insbesondere von ca. 4 cm, aufweisen. Es versteht sich, daß dies abhängt von der Art des Brandschutzmaterials und dessen Intumeszenzeigenschaften. Die vorgenannten Angaben beziehen sich auf das nachfolgend noch näher spezifizierte Brandschutzmaterial, aus dem die erfindungsgemäß vorgesehenen Brandschutzstreifen vorzugsweise bestehen.
Der Brandschutzstreifen kann mehrteilig ausgebildet sein, nämlich aus einer Mehrzahl von Streifenstücken. Ist der Brandschutzstreifen umlaufend auf der Innenseite des Gehäuses vorgesehen, so kann sich der Brandschutzstreifen aus vier Streifenstücken zusammensetzen, die an den Stirnseiten jeweils miteinander verbunden sind, so daß sich ein unterbrechungsloser Verlauf entlang der Innenkontur der Gehäuses ergibt. Die mehrteilige Ausbildung des Brandschutzstreifens vereinfacht das Einsetzen in das Gehäuse und ermöglicht die Anpassung an den Oberflächenverlauf bzw. die Topographie der Gehäuseinnenwände. Um einen sicheren Halt der Brandschutzstreifen am Gehäuse zu gewährleisten und einen vollständigen Abschluß des Kabelkanals im Brandfall zu ermöglichen, weisen die Brandschutzstreifen bzw. die die Brandschutzstreifen bildenden Streifenstücke dabei eine Größe und Formgebung auf, die eine im wesentlichen vollflächige Anlage gegen das Gehäuse auf dessen Innenseite zuläßt.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Brandschutz-Kabeldurchführungen mit Palusol-Paketen ist von Nachteil, daß eine Schutzummantelung erforderlich ist, da Palusol CO₂-sensitiv und hydrophil ist. Die Schutzumhüllung trägt zu höheren Herstellungskosten bei. Ohne Versiegelung der Palusol-Pakete kommt es zu einem Verlust der Brandschutzwirkung aufgrund der Wasserempfindlichkeit von Palusol, so daß beim Einsetzen der in eine Schutzummantelung eingesetzten Palusol-Pakete in die Kabeldurchführung große Vorsicht geboten ist, um eine Beschädigung der Ummantelung und damit einen Wirkungsverlust des Brandschutzmaterials zu vermeiden. Die Erfindung sieht an dieser Stelle die Verwendung eines nicht-CO₂-sensitiven und hydrophoben Brandschutzmaterials vor, so daß die Brandschutzstreifen ummantelungsfrei, d. h. unverpackt und ohne Schutzhülle, an den Innenwänden des Gehäuses angebracht werden können. Dadurch werden die Montage der erfindungsgemäßen Kabeldurchführung vereinfacht und die Herstellungskosten gesenkt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist an wenigstens einer Wandung des Gehäuses eine Lochung mit einer Mehrzahl von Löchern vorgesehen. Zweckmäßigerweise sollten alle Wandungen des Gehäuses, also die Seitenwände, die Deckelwand und die Bodenwand jeweils mit einer Vielzahl von Löchern versehen sein. Die Lochung hat jeweils den Sinn, den Wärmedurchgang durch das Gehäuse zu reduzieren. Die die Lochung bildenden Löcher weisen vorzugsweise einen gleichen Durchmesser auf und sind bevorzugt in einem regelmäßigen Muster angeordnet. Die Querschnittsfläche eines Lochs kann zwischen 10 und 100 mm² betragen. Der Gesamtflächenanteil der Löcher an der Grundfläche einer Wandung kann bevorzugt zwischen 5 und 25% betragen. Dadurch sind zum einen eine hohe Biegesteifigkeit der betreffenden Wandung und zum anderen ein hoher Wärmedurchgang durch das Gehäuse gewährleistet.
Bei der aus der DE 20 2004 011 259 U1 bekannten Brandschutz-Kabeldurchführung sind Brandschutzstopfen vorgesehen, die die Kabeldurchführung im Brandfall gegen Rauchgase abdichten sollen. Bei den Brandschutzstopfen handelt es sich um Dämmstoffpakete aus Mineralwolle oder Schaumstoff. Von Nachteil bei den bekannten Kabeldurchführungen ist jedoch, daß nach mehrmaligem Einsetzen und Herausnehmen der Brandschutzstopfen, was im Zusammenhang mit der Montage der Kabeldurchführungen notwendig sein kann, ein Rauchgasabschluß des Kabelkanals im Brandfall nicht mehr gewährleistet ist.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe ist bei einer Brandschutz-Kabeldurchführung der eingangs genannten Art dementsprechend vorgesehen, daß wenigstens ein Brandschutzstopfen aus einem bei großer Wärme bzw. im Brandfall expandierenden intumeszenten Brandschutzmaterial vorgesehen ist, wobei der Brandschutzstopfen von außen in eine Gehäuseöffnung des Gehäuses einsetzbar ist und wobei der Brandschutzstopfen die Gehäuseöffnung bei großer Wärme bzw. im Brandfall zumindest im wesentlichen vollständig in Kabelrichtung abschottet. Es versteht sich, daß es grundsätzlich auch möglich und von Vorteil ist, beide Gehäuseöffnungen mit Brandschutzstopfen der zuvor beschriebenen Art abzudichten. Wesentlich dabei ist, daß der Brandschutzstopfen eine im Brandfall aufschäumende bzw. expandierende Wirkung aufweist. Durch das Aufschäumen im Brandfall wird in jedem Fall sichergestellt, daß der Kabelkanal an den Gehäuseöffnungen vollständig verschließbar ist. Bei der Erfindung ist der Brandschutzstopfen abweichend zum Stand der Technik für die Rauchgasabdichtung und die Abdichtung gegen Flammen gleichermaßen ausgebildet und erfüllt somit eine Doppelfunktion. Es versteht sich, daß bei einer Brandschutz-Kabeldurchführung der vorbeschriebenen Art auch die eingangs beschriebenen Brandschutzstreifen vorgesehen sein können, so daß im Brandfall eine Abschottung der Kabeldurchführung im Inneren und an den Gehäuseöffnungen gleichermaßen sichergestellt ist. Vorzugsweise wird im Brandfall durch den oder die Brandschutzstopfen und die Brandschutzstreifen ein vollständiges Ausschäumen des Innenraums über dessen gesamte Länge gewährleistet, was eine entsprechende Dimensionierung der Brandschutzstreifen und der Brandschutzstopfen erfordert.
Das Brandschutzmaterial kann bei der erfindungsgemäßen Brandschutz-Kabeldurchführung mindestens ein wärmeexpandierbares Intumeszenzmittel, mindestens ein Kunststoffmaterial und/oder dessen Vorläufer und eine Mischung auf Basis mindestens eines Aluminiumsilikates (Alumosilikates) einerseits und mindestens eines Salzes andererseits enthalten. Das Brandschutzmaterial ist flamm- und/oder brandbeständig, wärmeexpandierbar und organisch-anorganisch basiert. Das zuvor beschriebene Brandschutzmaterial kann sowohl in den Brandschutzstreifen als auch in dem Brandschutzstopfen enthalten sein, wobei es auch möglich ist, eine andere Brandschutzzusammensetzung einzusetzen, wie sie beispielsweise in der DE 103 02 198 A1 beschrieben ist.
Unter dem Begriff der Intumeszenz versteht man im Rahmen des Brandschutzes ein "Schwellen" bzw. Aufschäumen von Materialien. Intumeszente Baustoffe nehmen unter Hitzeeinwirkung an Volumen zu und nehmen an Dichte ab. Im allgemeinen finden intumeszente Stoffe im vorbeugenden baulichen Brandschutz Anwendung, wo sie folgende Aufgaben haben können:

– Aufschäumen (d. h. Ausbildung einer leichten Isolierungsschicht als Hitzebremse): Beispielsweise in die Isolation eines Kabels eingebrachte Stoffe (z. B. expandierbares Graphit bzw. Blähgraphit) setzen bei Wärmeeinwirkung Gase frei, so daß zusammen mit einem geeigneten Kunststoffisolierungsmaterial eine geschäumte Schicht entsteht, welche die Sauerstoffzufuhr und somit die Flammausbreitung behindert.
– Endotherme Wirkung durch Hydrate, die kühlenden Dampf spenden.
– Aufbringen von Expansionsdruck (z. B. zur Versiegelung von Kunststoffrohren) in Durchbruchsbereichen (z. B. Rohrleitungsdurchgänge in Wänden oder Decken) im Brandfall.

Intumeszente Baustoffe und Intumeszenzmaterialien und -massen sind aus dem Stand der Technik bekannt. In diesen Materialien des Standes der Technik kommt als Intumeszenzmittel, welches unter Wärme- bzw. Hitzeeinwirkung expandiert, oftmals sogenannter Blähgraphit zum Einsatz. Wie Diamant, so ist Graphit eine reine Kohlenstoffmodifikation, wobei die hexagonalen Grundeinheiten des Graphits sehr stabile Flächengitter ausbilden, zwischen denen nur schwache Bindungskräfte wirken. Aus dieser Struktur heraus resultieren die besonderen Materialeigenschaften des Graphits, nämlich die gute elektrische und thermische Leitfähigkeit, hervorragende Schmiereigenschaften, eine extreme Temperatur- und Oxidationsresistenz sowie die Fähigkeit zur Ausbildung von Einlagerungsverbindungen. Aufgrund der Schichtgitterstruktur von Graphit können also Atome oder kleine Moleküle zwischen den Kohlenstoffschichten eingelagert bzw. interkaliert werden. Hierdurch entsteht sogenannter Blähgraphit, synonym auch als Blähsalz oder GIC (Graphite Intercalation Compound). Hochwertige Blähgraphite weisen einen großen Anteil interkalierter Schichten auf, wobei es sich bei den eingelagerten Molekülen meist um Schwefel- oder Stickstoffverbindungen handelt. Derartige Blähgraphite sind zahlreich im Handel.
Wenn dieser expandierbare Graphit hitzeausgedehnt wird, dehnt er sich volumetrisch stark aus und bildet dabei eine feuerfeste Kohlenstoffmatrix mit niedriger Dichte. Die expandierten Graphitpartikel behalten dabei die Eigenschaften des ursprünglichen Graphits, insbesondere seine Hitze- und Chemikalienbeständigkeit, so daß das Hauptanwendungsgebiet von Blähgraphit der Brandschutz ist. Unter Hitzeeinwirkung werden die Schichten des Blähgraphits durch Thermolyse sozusagen ziehharmonikaartig auseinandergetrieben, so daß die Graphitflocken expandieren. Die Temperatur der Expansion ist abhängig von der jeweiligen Blähgraphitsorte, wobei die Expansion nahezu schlagartig erfolgen kann. Bei freier Expansion kann das Endvolumen das Mehrhundertfache des Ausgangsvolumens erreichen, wobei die Eigenschaften des Blähgraphits, insbesondere die Starttemperatur und das Blähvermögen, hauptsächlich von der Interkalationsgüte und von der Interkalationsverbindung bestimmt werden.
Blähgraphit wird als Flammschutz bereits erfolgreich in Polyurethanschäumen, Polyolefinfolien, Beschichtungen oder Kautschuk- und Gummiprodukten eingesetzt. Für die jeweilige Anwendung stehen oftmals zahlreiche Produkte mit unterschiedlichen Kohlenstoffgehalten und Partikelgrößen zur Verfügung.
So ist beispielsweise aus der EP 0 192 888 A2 ein flammwidriger elastischer Polyurethanschaumstoff bekannt, welcher aus einem Schaumstoffreaktionsgemisch mit einem Polyol und einem organischem Polyisocyanat hergestellt wird, wobei dem Reaktionsgemisch ein Blähgraphit beigemischt wird. Bei dem dort beschriebenen Verfahren besteht jedoch die Gefahr, daß bei der Einlagerung des Blähgraphits die Zellstruktur des aufschäumenden Schaumstoffs gestört wird, so daß sich dadurch schlechtere Dauergebrauchseigenschaften des Schaumstoffs ergeben. Auch wird im Fall der Expansion unter Hitzeeinwirkung (z. B. im Brandfall) infolge der starken Expansion des Blähgraphits eine nur noch unzureichende Strukturstabilisierung des aufgeschäumten Materials erreicht.
Weiterhin betrifft die WO 90/11318 A1 einen flammwidrigen elastischen Polyurethanschaum, wobei der dort beschriebene Schaumstoff unveränderte Dauergebrauchseigenschaften aufweisen soll. Zu diesem Zweck wird bei der Herstellung dem Schaumstoffreaktionsgemisch aus Polyol und Polyisocyanat ein Anteil von Blähgraphit in Plättchenform als flammhemmendes Mittel zugesetzt, wobei die Plättchen des Blähgraphits die Größenordnung der entstehenden Schaumstoffzellwände aufweisen, so daß sie in den aufschäumenden Schaumstoff derart eingelagert werden, daß sie zumindest einen Teil der Zellwände ausbilden können. Auch bei dem dort beschriebenen Schaumstoffsystem besteht der entscheidende Nachteil, daß im Fall der Expansion des Blähgraphits, insbesondere im Brandfall, kein langzeitstabiles und strukturstabiles Material erhalten wird, was einer Brandbelastung über einen längeren Zeitraum standzuhalten vermag.
Das Brandschutzmaterial kann

(A) mindestens ein wärmeexpandierbares Intumeszenzmittel, insbesondere ein Blähsalz und/oder einen Blähgraphit;
(B) zumindest ein Kunststoffmaterial (z. B. Polyurethan) und/oder dessen Vorläufer (d. h. die Ausgangsverbindungen bzw. Edukte); und
(C) eine Mischung auf Basis mindestens eines Aluminiumsilikates (Alumosilikates) einerseits und mindestens eines Salzes andererseits;

Das flamm- bzw. brandbeständige Brandschutzmaterial enthält neben dem Intumeszenzmittel (z. B. Blähgraphit) und dem Kohlenstoffmaterial bzw. dessen Vorläufern (z. B. Polyurethan bzw. die entsprechenden Ausgangsverbindungen, d. h. Isocyanate und z. B. Polyole) zusätzliche eine Mischung aus Aluminiumsilikat (z. B. Zeolith) einerseits und Salz (z. B. Alkali-, Erdalkali- oder Aluminiumsalz einer organischen Säure, vorzugsweise Calciumstearat, und/oder aber ein Fettsäuresalz, insbesondere C₁₀-C₃₀-Fettsäuresalz) andererseits.
Infolge der zusätzlichen Inkorporierung der Aluminiumsilikat/Salz-Mischung in das erfindungsgemäße flamm- bzw. brandbeständige Brandschutzmaterial wird ein deutlich verbessertes Brandschutzverhalten erreicht: Unter Hitzeeinwirkung, insbesondere im Brandfall, sintert das Intumeszenzmittel, insbesondere der Blähgraphit, mit der Aluminiumsilikat/Salz-Mischung zusammen, so daß das Intumeszenzmittel, insbesondere der Blähgraphit, stabil gebunden wird und sich eine brand- bzw. flammresistente Verkrustung ausbildet. Dies führt dazu, daß eine verlängerte Brandresistenz bzw. Flammbeständigkeit erreicht wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist das wärmeexpandierbare Intumeszenzmittel (A) insbesondere ein Blähsalz und/oder ein Blähgraphit. Vorteilhafterweise weist der Blähgraphit einen Kohlenstoffgehalt von mindestens 90 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 95 Gew.-%, bezogen auf den Blähgraphit auf. In erfindungsgemäß bevorzugter Weise wird ein pH-neutrales Blähgraphit ausgewählt.
Üblicherweise ist das Intumeszenzmittel (A), insbesondere der Blähgraphit, teilchenförmig, vorzugsweise plättchenförmig, ausgebildet. Dabei weisen die Teilchen des Intumeszenzmittels (A) im allgemeinen Teilchengrößen von 0,01 bis 2 mm, vorzugsweise 0,05 bis 1,5 mm, vorzugsweise 0,1 bis 1 mm, auf. Vorteilhafterweise weisen mindestens 50%, insbesondere mindestens 60%, vorzugsweise mindestens 70%, besonders bevorzugt mindestens 80%, der Teilchen des Intumeszenzmittels (A) Teilchengrößen von mindestens 200 μm, vorzugsweise mindestens 300 μm auf.
Üblicherweise wird das Intumeszenzmittel (A) derart ausgewählt, daß die Wärmeexpansion des Intumeszenzmittels (A), insbesondere des Blähgraphits, ab Temperaturen von 120°C, insbesondere ab Temperaturen von 150°C, vorzugsweise ab Temperaturen von 160°C, einsetzt.
Üblicherweise wird ein Intumeszenzmittel (A), insbesondere ein Blähgraphit, eingesetzt, das eine Wärmeexpansion bei 600°C von mindestens 50 cm³/g, insbesondere mindestens 75 cm³/g, vorzugsweise mindestens 90 cm³/g, besonders bevorzugt mindestens 95 cm³/g, und/oder eine Wärmeexpansion bei 1.000°C von mindestens 100 cm³/g, insbesondere mindestens 200 cm³/g, vorzugsweise mindestens 250 cm³/g, besonders bevorzugt mindestens 300 cm³/g, aufweist.
Die Mengen an Intumeszenzmittel (A), insbesondere Blähgraphit, in dem erfindungsgemäßen Brandschutzmaterial kann in weiten Bereichen variieren. Im allgemeinen enthält das Brandschutzmaterial als Intumeszenzmittel (A), insbesondere Blähgraphit, in Mengen von 10 bis 50 Gew.-%, insbesondere 15 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Brandschutzmaterial.
Das Kunststoffmaterial und/oder dessen Vorläufer (B) können in dem erfindungsgemäßen Brandschutzmaterial gleichermaßen in stark variierenden Mengen vorhanden sein. Insbesondere kann das Kunststoffmaterial und/oder dessen Vorläufer (B) in dem erfindungsgemäßen Brandschutzmaterial, bezogen auf das Brandschutzmaterial, in Mengen von 20 bis 90 Gew.-%, insbesondere 30 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 70 Gew.-%, vorhanden sein.
Bei dem Kunststoffmaterial (B) kann es sich insbesondere um ein Matrix bildendes, insbesondere eine Schaumstruktur bildendes Polymer handeln. Beispielsweise kann das Kunststoffmaterial (B) ein Polyurethan sein.
Weiterhin kann die Komponente (B) eine Mischung mindestens eines Isocyanats zusammen mit mindestens einer isocyanatreaktiven Verbindung, insbesondere einem Polyol, und/oder mindestens ein durch Reaktion mindestens eines Isocyanats mit mindestens einer isocyanatreaktiven Verbindung, insbesondere einem Polyol, erhältliches Polyurethan umfassen. Zu weitergehenden Einzelheiten bezüglich dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auf die Ansprüche 9 bis 16 verwiesen werden.
Was die Menge an Mischung (C) in dem erfindungsgemäßen Brandschutzmaterial anbelangt, so kann diese gleichermaßen in weiten Bereichen variieren. Üblicherweise enthält das erfindungsgemäße Brandschutzmaterial die Mischung (C) in Mengen von 1 bis 30 Gew.-%, insbesondere 2 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 18 Gew.-%, bezogen auf das erfindungsgemäße Brandschutzmaterial.
Üblicherweise enthält die Mischung (C) das Aluminiumsilikat einerseits und das Salz anderseits in einem gewichtsbezogenen Aluminiumsilikat/Salz-Mengenverhältnis im Bereich von 0,1:1 bis 10:1, insbesondere 0,5:1 bis 2:1, vorzugsweise 0,75:1 bis 1,25:1, besonders bevorzugt etwa 1:1.
Wie bereits zuvor ausgeführt, ist das Aluminiumsilikat der Mischung (C) bevorzugtermaßen ein Zeolith.
Was das Salz der Mischung (C) anbelangt, so können hier Alkali-, Erdalkali- oder Aluminiumsalze, insbesondere Erdalkalisalze, bevorzugt Calciumsalze, insbesondere Salze von organischen Säuren, ganz besonders bevorzugt Calciumstearat, zum Einsatz kommen. Erfindungsgemäß bevorzugt sind Fettsäuresalze, insbesondere C₁₀-C₃₀-Fettsäuresalze. Insbesondere Calciumstearat ist außerdem im Hinblick auf die Verarbeitungseigenschaften des erfindungsgemäßen Brandschutzmaterials, insbesondere sein Gleit- und Fließverhalten, positiv.
Vorteilhafterweise weist das Salz der Mischung (C) einen Schmelzpunkt auf, welcher höchstens um 50°C, insbesondere höchstens um 30°C, vorzugsweise um 20°C, von der Temperatur abweicht, bei welcher die Wärmeexpansion des Intumeszenzmittels (A), insbesondere des Blähgraphits, einsetzt. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Schmelzpunkt unterhalb oder in etwa bei der Temperatur liegt, bei welcher die Wärmeexpansion des Intumeszenzmittels (A) einsetzt.
Im allgemeinen liegt der Schmelzpunkt des Salzes der Mischung (C) im Bereich von 100°C bis 200°C, insbesondere 120°C bis 180°C, vorzugsweise 130°C bis 160°C.
Vorteilhafterweise enthält das erfindungsgemäße Brandschutzmaterial das Aluminiumsilikat, insbesondere den Zeolith, und/oder das Salz teilchenförmig. Dabei kann das Aluminiumsilikat insbesondere einen mittleren Teilchendurchmesser D50 von höchstens 10 μm, insbesondere höchstens 5 μm, vorzugsweise höchstens 3 μm, und/oder einen mittleren Teilchendurchmesser D90 von höchstens 50 μm, insbesondere höchstens 20 μm, vorzugsweise höchstens 15 μm, aufweisen. Im allgemeinen weist das Salz der Mischung (C) Teilchengrößen im Bereich von 0,001 bis 2 mm, vorzugsweise 0,005 bis 1,5 mm, vorzugsweise 0,01 bis 1 mm, auf.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße Brandschutzmaterial außerdem mindestens ein Fasermaterial (D), insbesondere ein Kunststoff-Fasermaterial, vorzugsweise in Form von Polyacrylnitrilfasern, aufweisen. Dieses Fasermaterial dient zur zusätzlichen Steigerung der Festigkeit bzw. zu Zwecken der Armierung des erfindungsgemäßen Brandschutzmaterials, insbesondere nach Wärmeexpansion des Intumeszenzmittels. Die Mengen am inkorporierten Fasermaterial kann in weiten Bereichen variieren; insbesondere ist das Fasermaterial in Mengen von 0,5 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das erfindungsgemäße Brandschutzmaterial, vorhanden.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Brandschutzmaterials ist darin zu sehen, daß es frei von Halogenen und/oder Weichmachern ausgebildet ist. Weiterhin ist das erfindungsgemäße Brandschutzmaterial frei von Phosphorsäureestern, insbesondere frei von toxischen organischen Phosphorsäureestern, ausgebil det, da seine intrinsische Brandfestigkeit bzw. Flammbeständigkeit ausreichend groß ist, um ohne die vorgenannten Substanzen auszukommen.
Das erfindungsgemäße Brandschutzmaterial ist unter Normalbedingungen (20°C, 101325 Pa) fest ausgebildet, d. h. liegt im festen Aggregatzustand vor. Mit anderen Worten liegt das erfindungsgemäße Brandschutzmaterial unter Normalbedingungen als festes, insbesondere homogenes Gemisch der einzelnen Inhaltsstoffe vor.
Von weiterem Vorteil ist, daß das erfindungsgemäße Brandschutzmaterial selbstklebend und/oder eigenklebrig bzw. adhäsiv ausgebildet ist. Auf diese Weise kann es ohne weiteres auf die entsprechenden Materialien appliziert werden (z. B. Rohr- und Leitungssysteme), wo es dann aufgrund seiner Eigenadhäsion verbleibt. Dennoch ist es nicht ausgeschlossen, das erfindungsgemäße Brandschutzmaterial nachträglich unter Verwendung eines zusätzlichen Klebstoffs zu verkleben, auch wenn dies die weniger bevorzugte Ausführungsform ist.
Wie zuvor geschildert, ist das erfindungsgemäße Brandschutzmaterial bei Raumtemperatur fest und/oder formstabil ausgebildet, besitzt jedoch eine gewisse Elastizität.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Brandschutzmaterials ist darin zu sehen, daß es beständig gegenüber dem Einwirken von Wasser und/oder von Gasen, insbesondere Luft, Sauerstoff oder Kohlendioxid, und/oder von Chemikalien, insbesondere Wasserglas ist.
Ein weiterer Vorteil ist, daß das erfindungsgemäße Brandschutzmaterial zu Formkörpern und/oder Formteilen verarbeitbar ist (z. B. streifenförmige Materialien etc.). Zu diesem Zweck ist das erfindungsgemäße Brandschutzmaterial extrudierbar und/oder gießbar ausgebildet, wobei es zu diesem Zweck oberhalb seiner Fließtemperatur erwärmt werden muß, vorteilhafterweise aber unterhalb der Wärmeexpansionstemperatur des Intumeszenzmittels.
Gemäß einem besonders vorteilhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält das Brandschutzmaterial:

(A) Blähgraphit, insbesondere in Mengen von 10 bis 50 Gew.-%, insbesondere 15 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Brandschutzmaterial, vorzugsweise mit Teilchengrößen von mindestens 200 μm, vorzugsweise mindestens 300 μm, für 80% der Blähgraphitteilchen;
(B) mindestens ein matrixbildendes, insbesondere eine Schaumstruktur bildendes Polymer, vorzugsweise ein Polyurethan, insbesondere in Mengen von 20 bis 90 Gew.-%, insbesondere 30 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Brandschutzmaterial;
(C) eine Mischung auf Basis mindestens eines Zeoliths einerseits und mindestens eines Alkali-, Erdalkali- oder Aluminiumsalzes einer organischen Säure, besonders bevorzugt Calciumstearat, andererseits, insbesondere in Mengen von 1 bis 30 Gew.-%, insbesondere 2 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 18 Gew.-%, bezogen auf das Brandschutzmaterial, und/oder insbesondere mit einem gewichtsbezogenen Zeolith/Salz-Mengenverhältnis im Bereich von 0,1:1 bis 10:1, insbesondere 0,5:1 bis 2:1, vorzugsweise 0,75:1 bis 1,25:1, besonders bevorzugt etwa 1:1;
(D) gegebenenfalls mindestens ein Fasermaterial, insbesondere Kunststoff-Fasermaterial, vorzugsweise in Form von Polyacrylnitrilfasern, insbesondere in Mengen von 0,5 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Brandschutzmaterial.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die erfindungsgemäße Verwendung des zuvor beschriebenen flamm- und/oder brandbeständigen, wärmeexpandierbaren organisch-anorganisch basierten Brandschutzmaterials nach der vorliegenden Erfindung, insbesondere der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Intumeszenzmasse, wie sie in den entsprechenden Verwendungsansprüchen definiert ist.
So läßt sich das erfindungsgemäße Brandschutzmaterial beispielsweise zur Ausrüstung von Hohlräumen, von Öffnungen, von Rohr- und Leitungssystemen (z. B. Kabelkanälen, Kabelrohren, Kabelschächten, Lüftungskanälen, Lüftungsrohren, Lüftungsschächten oder dergleichen), von Türen (z. B. für Dichtungen oder Füllmaterialien für Türen), von Fenstern oder von Fugen einsetzen.
So ermöglicht das erfindungsgemäße Brandschutzmaterial beispielsweise ein flamm- und/oder brandbeständiges Verschließen bzw. ein wenigstens partielles Ausfüllen von Hohlräumen von Öffnungen, von Rohr- und Leitungssystemen, insbesondere Kabelkanälen, Kabelrohren, Kabelschächten, Lüftungskanälen, Lüftungsrohren, Lüftungsschächten oder dergleichen, von Türen, von Fenstern oder von Fugen im Brandfall.
Eine mögliche Anwendung bzw. Applikation erfolgt dadurch, daß das Brandschutzmaterial im fließfähigen Zustand (vorzugsweise unterhalb der Wärmeexpansionstemperatur) auf das Gehäuse aufgetragen, insbesondere gegossen, extrudiert oder dergleichen, wird, woran sich ein Abkühlvorgang anschließt, so daß das aufgetragene Brandschutzmaterial infolge seiner Eigenadhäsion auf den Gehäuseflächen zum Haften kommt.
Gemäß einer alternativen, erfindungsgemäß weniger bevorzugten Ausführungsform kann aber auch das Brandschutzmaterial zunächst in den fließfähigen Zustand überführt werden, und zu einem Formteil verarbeitet werden, insbesondere mittels Gießen, Extrusion oder dergleichen, wobei dies vorteilhafterweise bei Temperaturen unterhalb der Wärmeexpansionstemperatur des Brandschutzmaterials erfolgt, woran sich ein Abkühlvorgang anschließt. Abschließend wird das so erhaltene Formteil aus dem erfindungsgemäßen Brandschutzmaterial auf oder in das zu behandelnde Material aufgebracht bzw. appliziert, beispielsweise mittels Verkleben.
Versuche der Anmelderin mit dem erfindungsgemäßen Brandschutzmaterial haben gezeigt, daß das erfindungsgemäße Brandschutzmaterial im Brandfall gezielt und ausreichend stark selbsttätig aufschäumt und im Rahmen von Brandtests mehr als 90 Minuten lang stabil bleiben und auf diese Weise zuverlässig die betreffenden Bereiche, welche es zu schützen gilt, von dem eigentlichen Brandherd abschirmt.
Weitere Ausgestaltungen, Abwandlungen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann beim Lesen der Beschreibung ohne weiteres erkennbar und realisierbar, ohne daß er dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung verläßt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen veranschaulicht, welche die vorliegende Erfindung jedoch keinesfalls beschränken.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE:
Beispiele 1 und 2:

Zwei erfindungsgemäße Brandschutzmaterialien werden entsprechend den folgenden Spezifikationen hergestellt:

Bestandteil	Brandschutzmaterial I Menge in Gew.-%	Brandschutzmaterial II Menge in Gew.-%
Polyol 1	24,846	22,203
Polyol 2	24,846	22,203
Isocyanat (MDI)	16,399	14,636
Katalysator (TEDA)	0,068	0,060
Blähgraphit pH = 7	27,629	24,690
Zeolith	2,485	7,549
Calciumstearat	2,485	7,549
Polyacrylnitrilfasern	1,242	1,110
Summe	100	100

Die vorgenannten Brandschutzmaterialien werden wie folgt hergestellt: Alle Mischungsbestandteile mit Ausnahme des Isocyanats, wie sie in der vorstehenden Tabelle spezifiziert worden sind, werden in einem Rührkessel vorgelegt und bei Raumtemperatur homogenisiert und nachfolgend auf Temperaturen von 30 bis 40°C erwärmt. Anschließend wird das Isocyanat (MDI) zugegeben und weiter gerührt. Es setzt die Additionsreaktion zwischen den Polyolen und dem Isocyanat zum Polyurethankunststoff ein, in den die übrigen Inhaltsstoffe eingelagert sind. Auf diese Weise werden die erfindungsgemäßen Brandschutzmaterialien I und II erhalten.
Beispiel 3:
In einem ersten Ansatz werden die Brandschutzmaterialien I und II unterhalb ihrer Wärmeexpansionstemperatur zu flachen Streifen (ca. 2 bis 4 cm Dicke) gegossen und erkalten gelassen. Anschließend werden die Streifen zur Innenauskleidung des Kabelkanals verwendet und hierin flächendeckend, d. h. vollflächig, appliziert.
In einem zweiten Ansatz werden die erfindungsgemäßen Brandschutzmaterialien direkt in den Kabelkanal gegossen und dort erkalten gelassen, so daß gleichermaßen eine vollflächige Innenbeschichtung mit den erfindungsgemäßen Brandschutzmaterialien resultiert.
Beispiel 4:
Die in den vorangehenden Beispielen beschichteten Kabelkanäle werden unter Einsatzbedingungen getestet. Hierzu wird in einem Brandschutztest die Wärmeexpansion der Materialien ausgelöst, welche bei Temperaturen von ca. 180 bis 200°C einsetzt. Bei allen erfindungsgemäßen Brandschutzmaterialien erfolgt in allen vier Ausführungsbeispielen eine gezielte und starke Expansion unter Flammeinwirkung, welche zu einem Verschließen des Kabelkanals führt, wobei der Brandtests über 90 Minuten durchgeführt wird und die erfindungsgemäßen Brandschutzmaterialien über diesen Zeitraum stabil bleiben und einen zuverlässigen Brandschutz liefern. Insbesondere bleibt das ausgeschäumte Material formstabil über diesen Zeitraum erhalten und verschließt dicht den Kabelkanal.
Durch die gezielte Inkorporierung einer Mischung aus Aluminiumsilikat, insbesondere Zeolith, einerseits und Salz, insbesondere Calciumstearat, andererseits (vorzugsweise in etwa gleichen Mengen) kann eine gezielte Verbesserung im Brandschutzverhalten von Blähgraphit enthaltenden Kunststoffmaterialien, insbesondere Polyurethanmaterialien, erreicht werden kann, insbesondere eine verlängerte Brandfestigkeit und erhöhte Formstabilität, was sich möglicherweise (ohne sich auf eine bestimmte Theorie festlegen zu wollen) durch Sintervorgänge in den erfindungsgemäßen Intumeszenzmaterialien erklären läßt (d. h. Versintern von Zeolith und Calciumstearat zusammen mit dem Blähgraphit), so daß es im Brandfall zu gewünschten Erhärtungen, insbesondere Verkrustungen, in den erfindungsgemäßen Materialien kommt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter beschrieben. In der Zeichnung zeigen
1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Kabeldurchführung in einer Explosionsdarstellung und
2 eine Querschnittsansicht des Gehäuses der in 1 dargestellten Kabeldurchführung.
In 1 ist eine Brandschutzkabeldurchführung 1 zur Abschottung von Wand- oder Deckendurchbrüchen für Kabel, Rohre und dergleichen darge stellt, die ein beidseitig geöffnetes Gehäuse 2 mit einem einen Kabelkanal 3 bildenden Innenraum 3 aufweist. Die Kabeldurchführung 1 weist zwei voneinander beabstandete und auf der Innenseite 4 des Gehäuses 2 an dem Gehäuse 2 befestigte Brandschutzstreifen 5 aus einem intumeszenten Brandschutzmaterial auf, wobei die Brandschutzstreifen 5 den Innenraum 3 des Gehäuses 2 bei großer Wärme bzw. im Brandfall im wesentlichen vollständig abschotten, um den Übertritt von Rauchgas und/oder Flammen über den Kabelkanal 3 in Kabelrichtung X zu verhindern. Darüber hinaus weist die Kabeldurchführung 1 zwei Brandschutzstopfen 6 auf, deren Form mit der Gehäusekontur korrespondiert. Hierdurch wird eine optimale Abschottung und Abdichtung zwischen den Brandschutzstopfen 6 und dem Gehäuse 2 gewährleistet, wobei die Brandschutzstopfen 6 in das Gehäuse 2 einsteckbar sind und entsprechende Öffnungen zum Hindurchführen von Kabeln aufweisen.
Die beiden Brandschutzstreifen 5 sind im nicht-expandierten Grundzustand durch einen Spalt 7 voneinander getrennt. Kommt es im Brandfall zu einem Aufschäumen bzw. Expandieren der Brandschutzstreifen 5, führt dies zum einen dazu, daß jeder Brandschutzstreifen 5 den Innenraum 3 vollständig zuschäumt bzw. ausschäumt und in Kabelrichtung X verschließt, so daß im Ergebnis an zwei Stellen I, II ein Raumabschluß und eine Abschottung des Kabelkanals bewirkt wird. Dadurch wird der Übertritt von Rauchgasen und Flammen im Brandfall wirkungsvoll verhindert. Je nach Wahl des Brandschutzmaterials kann es dazu kommen, daß die Brandschutzstreifen 5 beim Expandieren im Bereich der benachbarten Längsseiten 8 zusammenwachsen, so daß sich in Kabelrichtung X eine im wesentlichen über die Bereiche I, II und den Spalt 7 erstreckende unterbrechungslose Ausschäumung des Innenraums 3 ergibt.
Wie sich insbesondere aus 2 ergibt, wird das Gehäuse 2 durch ein oberes Gehäuseteil 9 und ein unteres Gehäuseteil 10 gebildet. Das obere Gehäuseteil 9 ist U-förmig ausgebildet und mit nach innen abgewinkelten streifenförmigen Randabschnitten 11, 12 der Seitenwände 13, 14 auf das den Boden bildende untere Gehäuseteil 10 aufgesetzt und mit dem unteren Gehäuseteil 10 verschraubt. Das untere Gehäuseteil 10 weist nach oben abgewinkelte Randabschnitte 15, 16 auf, die die Seitenwände 13, 14 im Bereich der unteren Längskanten umgreifen.
Die Brandschutzstreifen 5 sind auf der Innenseite 4 des Gehäuses 2 an dem Gehäuse 2 befestigt, wobei die Brandschutzstreifen 5 an den Seitenwänden 13, 14, der Deckelwand 17 und der Bodenwand 18 umlaufend angeordnet verklebt sind, so daß von jedem Brandschutzstreifen 5 eine unterbrechungslose Brandschutzbeschichtung gebildet wird, die sich entlang der gesamten Innenkontur des Gehäuses 2 erstreckt. Die beiden Brandschutzstreifen 5 sind dabei parallel zueinander und symmetrisch zur Mittelquerachse des Gehäuses 2 angeordnet. Es versteht sich, daß bei zylindrischer Ausbildung des Gehäuses 2 der Brandschutzstreifen 5 auch umlaufend an der inneren Mantelfläche angeordnet sein kann.
Wie sich aus 2 ergibt, ist der Brandschutzstreifen 5 mehrteilig ausgebildet und wird durch insgesamt sechs Streifenstücke 19 gebildet. Im Bereich des unteren Gehäuseteils 10 sind drei unterschiedlich breite Streifenstücke 19 vorgesehen. Die Streifenstücke 19 liegen unmittelbar gegeneinander an, so daß sich eine unterbrechungslose Beschichtung des Gehäuses 2 im Bereich der Brandschutzstreifen 5 ergibt. Durch die dreiteilige Ausbildung des Brandschutzstreifens 5 im Bereich des unteren Gehäuseteils 10 ist es möglich, eine vollflächige Anlage des Brandschutzstreifens 5 auch im Bereich der Bodenwand 18 einerseits und der beiden die Bodenwand 18 überlappenden Randabschnitte 11, 12 zu gewährleisten. Im Ergebnis erstreckt sich jeder Brandschutzstreifen 5 unterbrechungslos über die gesamte Länge der Innenkontur des Gehäuses 2 und liegt im wesentlichen vollflächig an jeder Stelle der Innenkontur gegen das Gehäuse 2 an. Durch die Mehrstückigkeit wird sichergestellt, daß sich die Brandschutzstreifen 5 in einfacher Weise an dem Gehäuse 2 befestigen lassen. Im übrigen verbleiben im Brandfall keine Spalte oder dergleichen zwischen den Streifenstücken 19 und dem Gehäuse 2, was den Durchtritt von Rauchgasen ermöglichen könnte.
Die Brandschutzstreifen 5 enthalten wenigstens ein wärmeexpandierbares Intumeszenzmittel, wenigstens ein nicht aufgeschäumtes Kunststoffmaterial und/oder dessen Vorläufer und eine Mischung auf Basis von wenigstens einem Aluminiumsilikat einerseits und wenigstens einem Salz andererseits. Die Brandschutzstopfen 6 enthalten neben dem Intumeszenzmittel und der Mischung auf Basis eines Aluminiumsilikates und eines Salzes ein aufgeschäum tes, eine Schaumstruktur aufweisendes Kunststoffmaterial. Insbesondere handelt es sich bei dem Kunststoffmaterial um einen Polyurethanschaum.
Die Brandschutzstreifen 5 sind somit im Gegensatz zu dem Brandschutzstopfen 6 als nicht-aufgeschäumte Brandschutzpakete ausgebildet, die eine nur geringe Elastizität und eine hohe Steifigkeit aufweisen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 202004011259 U1 [0002, 0006, 0015]
- DE 10302198 A1 [0017]
- EP 0192888 A2 [0022]
- WO 90/11318 A1 [0023]

Claims

Brandschutz-Kabeldurchführung (1) zur Abschottung von Wand- oder Deckendurchbrüchen für Kabel, Rohre und dergleichen, aufweisend ein beidseitig geöffnetes Gehäuse (2) mit einem einen Kabelkanal bildenden Innenraum (3), dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei voneinander beabstandete und auf der Innenseite des Gehäuses (2) an dem Gehäuse (2) befestigte Brandschutzstreifen (5) aus einem bei großer Wärme bzw. im Brandfall expandierenden intumeszenten Brandschutzmaterial vorgesehen sind, wobei die Brandschutzstreifen (5) den Innenraum (3) des Gehäuses (2) bei großer Wärme bzw. im Brandfall im wesentlichen vollständig in Kabelrichtung (X) abschotten.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brandschutzstreifen (5) quer zur Kabelrichtung (X) verlaufend angeordnet sind.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brandschutzstreifen (5) auf der Innenseite des Gehäuses umlaufend angeordnet sind.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brandschutzstreifen (5) parallel zueinander angeordnet sind.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brandschutzstreifen (5) symmetrisch zur Mittelquerachse des Gehäuses (2) angeordnet sind.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brandschutzstreifen (5) einen gegenseitigen Abstand von wenigstens 0,5 cm, vorzugsweise von wenigstens 1,0 cm, aufweisen.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Brandschutzstreifen (5) einen im wesentlichen gleichbleibenden Abstand zum Außenrand des Gehäuses (2) von mehr als 2 cm, insbesondere von mehr als 3 cm, aufweist.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brandschutzstreifen (5) eine Dicke von ca. 0,5 bis 1 cm und eine Breite von ca. 2 bis 6 cm, insbesondere von ca. 4 cm, aufweisen.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Brandschutzstreifen (5) mehrteilig ausgebildet ist.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brandschutzstreifen (5) im wesentlichen vollflächig gegen die Gehäusewände (13, 14, 17, 18) anliegen.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brandschutzmaterial (5) nicht CO₂-sensitiv und hydrophob ist und daß die Brandschutzstreifen (5) ummantelungsfrei an dem Gehäuse (2) angebracht sind.
Brandschutz-Kabeldurchführung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einer Wandung des Gehäuses eine Lochung mit einer Vielzahl von Löchern vorgesehen ist und daß, vorzugsweise, der Gesamtflächenanteil der Löcher an der Gesamtfläche einer Wandung mehr als 5%, insbesondere mehr als 15%, beträgt.
Brandschutz-Kabeldurchführung (1) zur Abschottung von Wand- oder Deckendurchbrüchen für Kabel, Rohre und dergleichen, aufweisend ein beidseitig geöffnetes Gehäuse (2) mit einem einen Kabelkanal bildenden Innenraum (3), dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Brand schutzstopfen (6) aus einem bei großer Wärme bzw. im Brandfall expandierenden intumeszenten Brandschutzmaterial vorgesehen ist, wobei der Brandschutzstopfen (6) von außen in eine Gehäuseöffnung des Gehäuses (2) einsetzbar ist und wobei der Brandschutzstopfen (6) die Gehäuseöffnung bei großer Wärme bzw. im Brandfall im wesentlichen vollständig in Kabelrichtung (X) abschottet.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brandschutzmaterial enthält (A) mindestens ein wärmeexpandierbares Intumeszenzmittel, (B) mindestens ein Kunststoffmaterial und/oder dessen Vorläufer und (C) eine Mischung auf Basis mindestens eines Aluminiumsilikates (Alumosilikates) einerseits und mindestens eines Salzes andererseits.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeexpandierbare Intumeszenzmittel (A) ein Blähsalz und/oder ein Blähgraphit ist, insbesondere wobei der Blähgraphit einen Kohlenstoffgehalt von mindestens 90 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 95 Gew.-%, bezogen auf den Blähgraphit, aufweist und/oder insbesondere wobei der Blähgraphit pH-neutral ausgebildet ist und/oder einen pH-Wert von 7 aufweist.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Intumeszenzmittel (A), insbesondere der Blähgraphit, teilchenförmig, insbesondere plättchenförmig, vorliegt, insbesondere wobei die Teilchen des Intumeszenzmittels (A) Teilchengrößen im Bereich von 0,01 bis 2 mm, vorzugsweise 0,05 bis 1,5 mm, vorzugsweise 0,1 bis 1 mm, aufweisen und/oder insbesondere wobei mindestens 50%, insbesondere mindestens 60%, vorzugsweise mindestens 70%, besonders bevorzugt mindestens 80%, der Teilchen des Intumeszenzmittels (A) Teilchengrößen von mindestens 200 μm, vorzugsweise mindestens 300 μm, aufweisen.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeexpansion des Intu meszenzmittels (A), insbesondere des Blähgraphits, ab Temperaturen von 120°C, insbesondere ab Temperaturen von 150°C, vorzugsweise ab Temperaturen von 160°C, einsetzt.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Intumeszenzmittel (A), insbesondere der Blähgraphit, eine Wärmeexpansion bei 600°C von mindestens 50 cm³/g, insbesondere mindestens 75 cm³/g, vorzugsweise mindestens 90 cm³/g, besonders bevorzugt mindestens 95 cm³/g, aufweist und/oder daß das Intumeszenzmittel (A), insbesondere der Blähgraphit, eine Wärmeexpansion bei 1.000°C von mindestens 100 cm³/g, insbesondere mindestens 200 cm³/g, vorzugsweise mindestens 250 cm³/g, besonders bevorzugt mindestens 300 cm³/g, aufweist.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Intumeszenzmittel (A), insbesondere der Blähgraphit, in Mengen von 10 bis 50 Gew.-%, insbesondere 15 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Brandschutzmaterial, vorhanden ist.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial und/oder dessen Vorläufer (B) in Mengen von 20 bis 90 Gew.-%, insbesondere 30 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Brandschutzmaterial, vorhanden ist.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial (B) ein matrixbildendes, insbesondere eine Schaumstruktur bildendes Polymer ist und/oder daß das Kunststoffmaterial (B) ein Polyurethan ist.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (B) eine Mischung mindestens eines Isocyanats zusammen mit mindestens einer isocyanatreaktiven Verbindung, insbesondere einem Polyol, und/oder mindestens ein durch Reaktion mindestens eines Isocyanats mit mindestens einer isocyanatreaktiven Verbindung, insbesondere einem Polyol, erhältliches Polyurethan umfaßt.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brandschutzmaterial das Isocyanat in Mengen von 5 bis 25 Gew.-%, insbesondere 10 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Brandschutzmaterial, enthält und/oder daß das Brandschutzmaterial die isocyanatreaktive Verbindung, insbesondere das Polyol, in Mengen von 20 bis 80 Gew.-%, insbesondere 30 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 35 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Brandschutzmaterial, enthält.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mischung von Isocyanat und isocyanatreaktiver Verbindung, insbesondere Polyol, das Verhältnis isocyanatreaktiven Verbindung/Isocyanat derart ist, daß ein Überschuß an NCO-Gruppen vorliegt, insbesondere mit der Maßgabe, daß das Verhältnis von Anzahl der NCO-Gruppen des Isocyanats zu isocyanatreaktiven Gruppen, insbesondere OH-Gruppen, der isocyanatreaktiven Verbindung, insbesondere des Polyols, mindestens 0,90, vorzugsweise mindestens 1, beträgt und insbesondere im Bereich zwischen 1:1 bis 1,5:1, vorzugsweise 1,05:1 bis 1,2:1, variiert, und/oder insbesondere mit der Maßgabe, daß der Gehalt an freien, vorzugsweise endständigen NCO-Gruppen in dem erhaltenen Additionsprodukt, insbesondere Polyurethan, 0,01 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Additionsprodukt, beträgt.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Isocyanat ausgewählt ist aus Diisocyanaten und Polyisocyanaten, vorzugsweise aliphatischen und/oder aromatischen Diisocyanaten und/oder Polyisocyanaten, insbesondere mit freien, vorzugsweise endständigen NCO-Gruppen
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Isocyanat ausgewählt ist aus der Gruppe von Diisocyanatodiphenylmethanen (MDIs), insbesondere 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan und 2,4'-Diisocyanatodiphenylmethan, sowie Mischungen verschiedener Diisocyanatodiphenylmethane; 1,5-Diisocyanatonaphthalin (NDI); Diisocyanatotoluolen (TDIs), insbesondere 2,4-Diisocyanatotoluol, sowie TDI-Urethdionen, insbesondere dimerem 1-Methyl-2,4-phenylen-diisocyanat (TDI-U), und TDI-Harnstoffen; 1-Isocyanato-3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan (IPDI) und dessen Isomeren und Derivaten, insbesondere Di-, Tri- und Polymerisaten, sowie IPDI-Isocyanurat (IPDI-T); 3,3'-Dimethylbiphenyl-4,4'-diisocyanat (TODI); 3,3'-Diisocyanato-4,4'-dimethyl-N,N'-diphenylharnstoff (TDIH); sowie Mischungen und Prepolymeren der zuvor genannten Verbindungen.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die isocyanatreaktive Verbindung mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktive Gruppen je Molekül aufweist, insbesondere Hydroxyl-, Amino-, Carboxyl-, Carbonsäureanhydrid-, Mercapto- und/oder gegebenenfalls substituierte Silylgruppen, vorzugsweise Hydroxylgruppen, und/oder daß die isocyanatreaktive Verbindung mindestens zwei gegenüber Isocyanaten und/oder Polyisocyanaten reaktive Wasserstoffatome je Molekül aufweist und/oder daß die isocyanatreaktive Verbindung eine gewichtsmittlere Molekularmasse im Bereich von 500 bis 10.000 g/mol, vorzugsweise 750 bis 5.000 g/mol, besonders bevorzugt 800 bis 2.000 g/mol, aufweist.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die isocyanatreaktive Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe von isocyanatreaktiven, insbesondere hydroxyfunktionellen Polyestern, Polycaprolactonpolyestern, Polyethern, Polyurethanen, Polyamiden, Polytetrahydrofuranen, Polyacrylaten und Polymethacrylaten, jeweils mit mindestens zwei isocyanatreaktiven Wasserstoffatomen, vorzugsweise mindestens zwei Hydroxylgruppen, je Molekül und/oder daß die isocyanatreaktive Verbindung ein Polyol ist, insbesondere mit einer mittleren Funktionalität im Bereich von 2 bis 10, insbesondere 2,2 bis 5, vorzugsweise 2,5 bis 4 und/oder daß die isocyanatreaktive Verbindung eine Hydroxylzahl von mindestens 25 mg KOH/g, insbesondere mindestens 50 mg KOH/g, vorzugsweise mindes tens 75 mg KOH/g, besonders bevorzugt mindestens 100 mg KOH/g, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 100 bis 300 mg KOH/g, aufweist.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus Isocyanat und isocyanatreaktiver Verbindung, insbesondere Polyol, außerdem einen Katalysator enthält, insbesondere wobei der Katalysator ein in der Polyurethanchemie üblicher Katalysator ist und/oder insbesondere wobei der Katalysator ausgewählt ist der Gruppe von (i) organischen Eisen-, Blei-, Cobalt-, Wismuth-, Antimon-, Zinn- und Zinkverbindungen; (ii) Katalysatoren auf Aminbasis, insbesondere tertiären Aminen, vorzugsweise Triethylendiamin (TEDA); sowie Kombinationen der zuvor genannten Verbindungen, und/oder insbesondere wobei der Katalysator in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Mischung, eingesetzt ist.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brandschutzmaterial die Mischung (C) in Mengen von 1 bis 30 Gew.-%, insbesondere 2 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 18 Gew.-%, bezogen auf das Brandschutzmaterial, enthält.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung (C) in Mengen von 1 bis 30 Gew.-%, insbesondere 2 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 18 Gew.-%, bezogen auf das Brandschutzmaterial, enthält.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung (C) das Aluminiumsilikat einerseits und das Salz anderseits in einem gewichtsbezogenen Aluminiumsilikat/Salz-Mengenverhältnis im Bereich von 0,1:1 bis 10:1, insbesondere 0,5:1 bis 2:1, vorzugsweise 0,75:1 bis 1,25:1, besonders bevorzugt etwa 1:1, enthält.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumsilikat der Mischung (C) ein Zeolith ist.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz der Mischung (C) ein Alkali-, Erdalkali- oder Aluminiumsalz, insbesondere Erdalkalisalz, bevorzugt Calciumsalz, insbesondere ein Salz einer organischen Säure, besonders bevorzugt Calciumstearat, ist und/oder daß das Salz der Mischung (C) Fettsäuresalz, insbesondere C₁₀-C₃₀-Fettsäuresalz, ist und/oder daß das Salz der Mischung (C) einen Schmelzpunkt im Bereich von 100°C bis 200°C, insbesondere 120°C bis 180°C, vorzugsweise 130°C bis 160°C, aufweist und/oder daß der Schmelzpunkt des Salzes höchstens um 50°C, insbesondere höchstens um 30°C, vorzugsweise um 20°C, von der Temperatur abweicht, bei welcher die Wärmeexpansion des Intumeszenzmittels (A) einsetzt und vorzugsweise unterhalb dieser Temperatur liegt.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumsilikat, insbesondere der Zeolith, und/oder das Salz teilchenförmig vorliegen, insbesondere wobei das Aluminiumsilikat einen mittleren Teilchendurchmesser D50 von höchstens 10 μm, insbesondere höchstens 5 μm, vorzugsweise höchstens 3 μm, und/oder einen mittleren Teilchendurchmesser D90 von höchstens 50 μm, insbesondere höchstens 20 μm, vorzugsweise höchstens 15 μm, aufweist und/oder insbesondere wobei das Salz Teilchengrößen im Bereich von 0,001 bis 2 mm, vorzugsweise 0,005 bis 1,5 mm, vorzugsweise 0,01 bis 1 mm, aufweist.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brandschutzmaterial weiterhin mindestens ein Fasermaterial (D) enthält, insbesondere Kunststoff-Fasermaterial, vorzugsweise in Form von Polyacrylnitrilfasern, insbesondere wobei das Fasermaterial in Mengen von 0,5 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Brandschutzmaterial, vorhanden ist.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brandschutzmaterial halogenfrei und/oder weichmacherfrei ausgebildet ist und/oder das Brandschutzmaterial frei von Phosphorsäureestern, insbesondere frei von organischen Phosphorsäureestern, ausgebildet ist.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brandschutzmaterial unter Normalbedingungen (20°C, 101325 Pascal) fest ausgebildet ist und/oder daß das Brandschutzmaterial unter Normalbedingungen (20°C, 101325 Pa) als festes Gemisch der einzelnen Inhaltsstoffe ausgebildet ist.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brandschutzmaterial selbstklebend und/oder eigenklebrig und/oder adhäsiv ausgebildet ist.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brandschutzmaterial bei Raumtemperatur fest und/oder formstabil ausgebildet ist und/oder daß das Brandschutzmaterial beständig gegenüber dem Einwirken von Wasser und/oder von Gasen, insbesondere Luft, Sauerstoff oder Kohlendioxid, und/oder von Chemikalien, insbesondere Wasserglas, ist.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brandschutzmaterial extrudierbar und/oder gießbar ist.
Brandschutz-Kabeldurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brandschutzmaterial enthält: (A) Blähgraphit, insbesondere in Mengen von 10 bis 50 Gew.-%, insbesondere 15 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Brandschutzmaterial, vorzugsweise mit Teilchengrößen von mindestens 200 μm, vorzugsweise mindestens 300 μm, für 80% der Blähgraphitteilchen; (B) mindestens ein matrixbildendes, insbesondere eine Schaumstruktur bildendes Polymer, vorzugsweise ein Polyurethan, insbesondere in Mengen von 20 bis 90 Gew.-%, insbesondere 30 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Brandschutzmaterial; (C) eine Mischung auf Basis mindestens eines Zeoliths einerseits und mindestens eines Alkali-, Erdalkali- oder Aluminiumsalzes einer organischen Säure, besonders bevorzugt Calciumstearat, andererseits, insbesondere in Mengen von 1 bis 30 Gew.-%, insbesondere 2 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 18 Gew.-%, bezogen auf das Brandschutzmaterial, und/oder insbesondere mit einem gewichtsbezogenen Zeolith/Salz-Mengenverhältnis im Bereich von 0,1:1 bis 10:1, insbesondere 0,5:1 bis 2:1, vorzugsweise 0,75:1 bis 1,25:1, besonders bevorzugt etwa 1:1; (D) gegebenenfalls mindestens ein Fasermaterial, insbesondere Kunststoff-Fasermaterial, vorzugsweise in Form von Polyacrylnitrilfasern, insbesondere in Mengen von 0,5 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Brandschutzmaterial.