DE102010011228A1

DE102010011228A1 - Fire-retardant molded body, useful e.g. in land vehicles, water vehicles, aircrafts and buildings, and as tube, pipe or covering body, comprises a thermoplastic material and an inorganic flame-retardant mixed with thermoplastic material

Info

Publication number: DE102010011228A1
Application number: DE201010011228
Authority: DE
Inventors: Uwe Stadter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2011-09-15

Abstract

Fire-retardant molded body comprises a thermoplastic material and an inorganic flame-retardant mixed with the thermoplastic material. The flame retardant comprises aluminum hydroxide or magnesium hydroxide in an amount of 10-90 wt.%, preferably 30-75 wt.%. An independent claim is also included for producing the fire-retardant molded body, comprising: mixing a molten thermoplastic material with aluminum hydroxide at a temperature below 350[deg] C, and/or magnesium hydroxide at a temperature below 500[deg] C; and applying the mass obtained by the mixing as the molded body.

Description

Die vorliegende Patentanmeldung ist eine Zusatzanmeldung zur deutschen Patentanmeldung DE 10 2009 055 635.4 .The present patent application is an additional application to the German patent application DE 10 2009 055 635.4 ,

Die Erfindung betrifft eine Verwendung eines brandhemmenden Formkörpers und Verfahren zur Herstellung eines brandhemmenden Formkörpers gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, 8 und 9.The invention relates to a use of a fire-retardant shaped article and to a method for producing a fire-retardant shaped article according to the preamble of claims 1, 8 and 9.

Verbreitet werden Brandschutzmittel oder brandverhütende Substanzen in Form einer flüssigen Mischung aus Aluminiumhydroxid bzw. Magnesiumhydroxid und einem granulierten Kunststoffmaterial auf Gegenstände aufgebracht, die zwar gute Flammen hemmende Eigenschaften besitzen, jedoch – abgesehen von der vergleichsweise aufwändigen Verarbeitung – nur eine geringe mechanische Festigkeit aufweisen und zudem eine längere Trockenzeit des Materials erfordern.Fire retardants or flame retardant substances in the form of a liquid mixture of aluminum hydroxide or magnesium hydroxide and a granulated plastic material are widely applied to articles which, although having good flame retardant properties, have only a low mechanical strength and, apart from the comparatively complex processing, a low mechanical strength require longer drying time of the material.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, weitere Verwendungen eines einen Flammen hemmenden Werkstoffaufweisenden Formkörpers bereitzustellen, wobei der Formkörper im Wesentlichen dieselben mechanischen Eigenschaften wie thermoplastischer Kunststoff besitzt und dazu in der Lage ist, offene Brände einzudämmen und/oder deren Ausbreitung zu verhindern.Accordingly, it is an object of the present invention to provide further uses of a flame retardant shaped article wherein the molded article has substantially the same mechanical properties as thermoplastic and is capable of containing open fires and / or preventing their spread.

Ehre weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines solchen Formkörpers.Another object of the invention is to provide a method for producing such a shaped body.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verwendung eines brandhemmenden Formkörpers mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 8 und ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert.This object is achieved by the use of a fire-retardant shaped body having the features of claim 1 and a method having the features of claim 8 and a method having the features of claim 9. Advantageous developments of the invention are characterized in the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Verwendung nutzt einen brandhemmenden Formkörper, insbesondere ein Rohr oder eine Leitung, der eine thermoplastische Kunststoffmasse und ein mit der thermoplastischen Kunststoffmasse vermischtes anorganisches Flammschutzmittel, das durch Abspaltung von Wasser wirkt, mit einem Anteil im Intervall von 10 Gewichts-% bis 90 Gewichts-% aufweist. In einer konkreten vorteilhaften Ausführungsform kann das anorganische Flammschutzmittel Aluminiumhydroxid oder bevorzugt Magnesiumhydroxid sein. Alternativ dazu kann auch ein Gemisch beider Substanzen zum Einsatz gelangen. Erfindungsgemäß wird der brandhemmende Formkörper als Brandschutzvorhang, als Verkleidung, als Rohr, als Leitung, als Abdeckkörper oder als Trägerplatte verwendet oder eingesetzt. Insbesondere können Ausführungen des brandhemmenden Formkörpers in entsprechender geometrischer Gestaltung, insbesondere hinsichtlich der Maße und der Formgebung, als Verkleidung für Stahlträger, als Verkleidung für Holzträger, als Verkleidungsfolie für Rohrleitungen, als Rohrleitung für Durchbrüche oder als Schutzrohr für Serviceleitungen verwendet werden.A use according to the invention makes use of a fire-retardant shaped body, in particular a pipe or a conduit, which comprises a thermoplastic plastic mass and an inorganic flame retardant mixed with the thermoplastic polymer mass, which acts by splitting off water, with a proportion in the interval from 10% by weight to 90% by weight. % having. In a specific advantageous embodiment, the inorganic flame retardant may be aluminum hydroxide or, preferably, magnesium hydroxide. Alternatively, a mixture of both substances can be used. According to the invention, the fire-retardant shaped body is used or used as a fire protection curtain, as a cladding, as a pipe, as a conduit, as a cover body or as a carrier plate. In particular, embodiments of the fire-retardant shaped body can be used in appropriate geometric design, in particular in terms of dimensions and shape, as a cladding for steel beams, as cladding for timber beams, as cladding film for pipelines, as a pipe for breakthroughs or as a protective tube for service lines.

In vorteilhafter Weise dient die thermoplastische Kunststoffmasse als ein Binder für das anorganische Flammschutzmittel.Advantageously, the thermoplastic resin composition serves as a binder for the inorganic flame retardant.

Mit dem erfindungsgemäßen brandhemmenden Formkörper lässt sich eine Brandschutzbarriere schaffen, die nach den bekannten einschlägigen Normen unbrennbar ist. Die Brandschutzbarriere verhindert brandübergreifende Ausbreitungen, und bei direkter Beflammung findet keine Feuerausbreitung und nahezu keine Wärmeausbreitung oder Weiterleitung statt. Der erfindungsgemäße Formkörper dient bevorzugt dem Schutz leichter entflammbarer Produkte. Insbesondere kann die Brandschutzbarriere als fertiges Produkt mit Brandschutzeigenschaften gemäß den Vorschriften der Automobilnorm, des europäischen Bauwesens und/oder den Brandschutzbestimmungen anderer nicht europäischer Länder hergestellt werden.The fire-retardant shaped body according to the invention makes it possible to create a fire-protection barrier which is incombustible according to the known relevant standards. The fire barrier prevents cross-fire propagation, and with direct flame treatment, there is no fire propagation and virtually no heat propagation or transmission. The shaped body according to the invention is preferably used to protect easily inflammable products. In particular, the fire barrier can be manufactured as a finished product with fire protection properties in accordance with the requirements of the automotive standard, the European construction industry and / or the fire safety regulations of other non-European countries.

In vorteilhafter Weise kann mit der erfindungsgemäßen Brandschutzbarriere verhindert werden, dass Kunststoffe, Holz oder Aluminium brennen. Des Weiteren kann die Hitzeausbreitung auf feste Stoffe, wie Mineralien, Kunststoffe, Holz oder Metall, verringert oder verzögert und damit aus Sicht des Brandschutzes verbessert werden.Advantageously, it can be prevented with the fire protection barrier according to the invention that plastics, wood or aluminum burn. Furthermore, the heat propagation to solids such as minerals, plastics, wood or metal can be reduced or retarded and thus improved from a fire safety point of view.

Der erfindungsgemäße brandhemmende Formkörper kann, insbesondere als Rohr oder Leitung, mit anderen Produkten durch mechanisches Befestigen und/oder durch Verkleben verbunden werden. Die Handhabung und Verarbeitung sind dabei einfach und können durch einen Handwerker oder auch einen handwerklich Begabten bewerkstelligt werden, der den brandhemmenden Formkörper an den zu schützenden Produkten insbesondere verlegt, verklebt oder befestigt. Dazu können Klebstoffe wie Polyurethane, lösungsmittel-basierte oder wasser-basierte Klebstoffe oder Zweikomponentenklebstoffe verwendet werden.The fire-retardant molding according to the invention can, in particular as a pipe or pipe, be connected to other products by mechanical fastening and / or by gluing. The handling and processing are simple and can be accomplished by a craftsman or a skilled craftsman who laid the flame retardant molding on the products to be protected in particular, glued or fixed. For this purpose, adhesives such as polyurethanes, solvent-based or water-based adhesives or two-component adhesives can be used.

Die Erfindung besitzt den Vorteil, dass bei der Beflammung des erfindungsgemäßen Formkörpers keine gesundheitsgefährdenden Fremdprodukte entstehen, wobei insbesondere auch der Formkörper selbst frei von krebserzeugenden Substanzen ist.The invention has the advantage that during the flame treatment of the molding according to the invention no harmful foreign products are formed, wherein in particular the molding itself is free of carcinogenic substances.

Während verbreitete brandhemmende Substanzen im Entsorgungsfalle nicht als Hausmüll sondern als Sondermüll beseitigt werden müssen, ist der erfindungsgemäße Formkörper in vorteilhafter Weise als Hausmüll einzustufen und nach einem Brand dementsprechend kostengünstig zu entsorgen.While common fire-retardant substances in the case of disposal must not be disposed of as domestic waste but as hazardous waste, the According to the invention, moldings are advantageously classified as domestic waste and accordingly disposed of inexpensively after a fire.

Die Abgase bei Beflammung enthalten keine oder nur sehr geringe Mengen von Spaltprodukten, so dass sie im Brandfalle keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen hervorrufen. Auch hat es sich in überraschender Weise gezeigt, dass es trotz des Kunststoffanteils in den brandhemmenden Formkörpern auch nach längerer direkter Beflammung nicht zum Austritt von leicht entzündlichen und mitunter giftigen Gasen kommt. Auch sind die bei einer direkten Beflammung entstehenden Rauchgase von sehr geringer Dichtigkeit und insbesondere frei von Chlor, Brom oder Schwermetallverbindungen.The flames on flaming contain no or only very small amounts of fission products, so that they do not cause any health problems in the event of fire. Also, it has surprisingly been found that despite the plastic content in the fire-retardant moldings, even after prolonged direct flame treatment, there is no escape of easily flammable and sometimes poisonous gases. Also, the flue gases resulting from direct flaming are of very low density and, in particular, free of chlorine, bromine or heavy metal compounds.

Die Wärmeleitfähigkeit bei Bestrahlung ist nicht gleich der Wärmeleitfähigkeit bei direkter Beflammung, da durch den stattfindenden Oxidationsprozess nur im Flammenbereich die erfindungsgemäße Brandschutzbarriere erweicht und auf der der Flamme abgewandten Seite die Temperatur nur gering ansteigt.The thermal conductivity during irradiation is not equal to the thermal conductivity in the case of direct flame treatment, since the fire protection barrier according to the invention only softens in the flame region due to the oxidation process taking place and the temperature on the side facing away from the flame rises only slightly.

In dem erfindungsgemäß verwendeten brandhemmenden Formkörper kann der thermoplastischen Kunststoffmasse ein mineralischer Füllstoff oder ein anorganischer Zuschlag aus der Gruppe der Stoffe Bariumsulfat, Kalksteinmehl, Kreide und Kalziumcarbonat beigefügt sein. Durch das Hinzufügen von anderen Mineralstoffen ergibt sich der Vorteil, dass diese Stoffe nicht brennen und als Füllstoffe wirken, die sich im Brandfalle neutral verhalten. Insbesondere können diese mineralischen Füllstoffe kostengünstiger als das anorganische Flammschutzmittel sein.In the fire-retardant shaped body used according to the invention, a mineral filler or an inorganic aggregate from the group of substances barium sulfate, limestone meal, chalk and calcium carbonate can be added to the thermoplastic polymer composition. The addition of other minerals has the advantage that these substances do not burn and act as fillers that behave neutral in case of fire. In particular, these mineral fillers may be cheaper than the inorganic flame retardant.

Des Weiteren oder alternativ dazu kann der thermoplastischen Kunststoffmasse im erfindungsgemäß verwendeten brandhemmenden Formkörper 0,5 Gewichts-% Ruß beigegeben sein. Durch die Hinzufügung von Ruß zur Mischung aus thermoplastischem Kunststoff und anorganischem Flammschutzmittel lässt sich die UV-Stabilität des erfindungsgemäßen Materials in überraschender Weise steigern und zusätzlich auch die Einfärbung neutral gestalten.Furthermore or alternatively, the thermoplastic polymer composition may be added in the fire-retardant molding used according to the invention 0.5% by weight of carbon black. The addition of carbon black to the mixture of thermoplastic material and inorganic flame retardant can increase the UV stability of the material according to the invention in a surprising manner and additionally also make the coloring neutral.

Die thermoplastische Kunststoffmasse der verwendeten brandhemmenden Folie kann ein Material aus der Gruppe der Stoffe Polyethylen (PE), Ethylenvinylacetat (EVA), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Engage, Polypropylen (PP) und Polyamid (PA) sein. Die folgenden einzelnen Kunststoffe schmelzen ohne die erfindungsgemäße Mischung mit einem anorganischen Flammschutzmittel bei unterschiedlichen Temperaturen: Polyethylen bei 120°C, EVA bei 180°C, Engage bei 200°C, Polypropylen bei 230°C und Polyamid bei 250°C. Es sei explizit erwähnt, dass bevorzugt kein Polyvinylchlorid (PVC) verwendet wird, da bei dessen Verbrennung aufgrund der Abspaltung von Chlor chemische Spaltprodukte entstehen, die chlorhaltig sind. Der thermoplastische Kunststoff kann auch ein Copolymerisat sein. Die erfindungsgemäße Brandschutzbarriere weist einen der genannten thermoplastischen Kunststoffe oder andere thermoplastische Olefine auf, welche üblicherweise als Extrudat eingesetzt werden. Des Weiteren kann sie synthetische Mineralöle beinhalten. In vorteilhafter Weise werden durch das Hinzufügen von Füllstoffen mit einem hohen spezifischen Gewicht, wie z. B. Bariumsulfat, zu den gewünschten Kunststoffen erfindungsgemäße Formkörper erhalten, die zusätzlich zu ihren spezifischen mechanischen Eigenschaften, die denen der eingesetzten Basiskunststoffe in überraschender Weise weitestgehend entsprechen, zusätzlich verbesserte schalldämmende oder schalldämpfende Eigenschaften erhalten.The thermoplastic resin composition of the fire-retardant film used may be a material from the group consisting of polyethylene (PE), ethylene-vinyl acetate (EVA), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), Engage, polypropylene (PP) and polyamide (PA). The following individual plastics melt without the inventive mixture with an inorganic flame retardant at different temperatures: polyethylene at 120 ° C, EVA at 180 ° C, Engage at 200 ° C, polypropylene at 230 ° C and polyamide at 250 ° C. It should be explicitly mentioned that preferably no polyvinyl chloride (PVC) is used, since its combustion due to the elimination of chlorine produces chemical cleavage products which are chlorine-containing. The thermoplastic material may also be a copolymer. The fire barrier according to the invention comprises one of said thermoplastics or other thermoplastic olefins, which are usually used as an extrudate. Furthermore, it may include synthetic mineral oils. Advantageously, by adding fillers having a high specific gravity, such as. B. barium sulfate, obtained according to the invention moldings to the desired plastics, which in addition to their specific mechanical properties, which largely correspond to those of the basic plastics used in a surprising manner, in addition, improved sound-absorbing or sound-absorbing properties.

Durch eine konkrete gezielte Auswahl des Kunststoffs für eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen brandhemmenden Formkörpers werden Biegeweichheit, Steifigkeit und/oder Temperaturverhalten beeinflusst. Beispielsweise kann bei der Verwendung von Polypropylen ein im Vergleich zu anderen Kunststoffen steifer Formkörper, insbesondere eine Platte, erhalten werden. Dabei wird das Brennverhalten nicht negativ beeinträchtigt. Durch die Biegeweichheit der erfindungsgemäßen Brandschutzbarriere hat diese auch in vorteilhafter Weise luftschalldämmende und körperschalldämpfende Eigenschaften.By a specific targeted selection of the plastic for an embodiment of the fire retardant molding according to the invention flexural softness, stiffness and / or temperature behavior are influenced. For example, when using polypropylene, a rigid body, in particular a plate, can be obtained in comparison to other plastics. The burning behavior is not adversely affected. Due to the flexural softness of the fire protection barrier according to the invention, this also has airborne sound deadening and structure-sound damping properties in an advantageous manner.

Die erfindungsgemäße Brandschutzbarriere hat als reine Folie einen Temperaturbereich, der je nach Wahl des Kunststoffes bis 250 Grad Celsius beträgt. Bei gleichem Flächengewicht hat die erfindungsgemäße Brandschutzbarriere analoge Schalldämmwerte wie herkömmliche Schwerfolien. Das spezifische Gewicht kann zwischen 1,2 und 4,5 kg/mm/m² und das Gewicht kann zwischen 2 und 14 kg/m² liegen. Die Härte kann bis zu 93 Shore A je nach Ausführungsform betragen. Insbesondere ist eine Steinschlagfestigkeit ausrüstbar und/oder einstellbar. Je nach Formulierung in einer konkreten Ausführungsform kann die Dehnung 50 bis 800% betragen. Die Dehnungs-Zugfestigkeit verhält sich gegenläufig. Die Kältefestigkeit kann –40 Grad Celsius betragen. Die vom verwendeten Kunststoff abhängige Wärmefestigkeit kann bis zu 250 Grad Celsius betragen. Die erfindungsgemäße Brandschutzbarriere kann tiefziehfähig sein.The fire barrier according to the invention has a pure film temperature range, which is up to 250 degrees Celsius depending on the choice of plastic. With the same basis weight, the fire protection barrier according to the invention has similar sound insulation values as conventional heavy films. The specific gravity may be between 1.2 and 4.5 kg / mm / m ² and the weight may be between 2 and 14 kg / m ² . The hardness can be up to 93 Shore A depending on the embodiment. In particular, a stone chip resistance can be equipped and / or adjusted. Depending on the formulation in a specific embodiment, the elongation may be 50 to 800%. The tensile elongation strength behaves in opposite directions. The cold resistance can be -40 degrees Celsius. The heat resistance depending on the plastic used can be up to 250 degrees Celsius. The fire barrier according to the invention can be deep drawable.

In vorteilhaften Ausführungsformen kann der erfindungsgemäß verwendete brandhemmende Formkörper eine Armierung in Form eines Vlieses, eines Gewebes oder eines Geleges aus einem metallischen oder mineralischen Werkstoff, aus Glasfasern, aus Kunststoff oder aus Holz und/oder einen Träger aus Stahl, Aluminium, Kunststoff, Holz oder einem mineralischen Werkstoff aufweisen. In vorteilhafter Weise können durch die Armierung höhere Temperaturanforderungen als 250 Grad Celsius erfüllt werden.In advantageous embodiments, the fire-retardant shaped body used according to the invention can be a reinforcement in the form of a fleece, a fabric or a fabric made of a metallic or mineral material, glass fibers, plastic or wood and / or a support made of steel, aluminum, plastic, wood or a mineral material. Advantageously, by the reinforcement higher temperature requirements than 250 degrees Celsius can be met.

Im Zusammenhang mit der Erfindung steht auch ein Verfahren zur Herstellung eines brandhemmenden Formkörpers. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein thermoplastisches Kunststoffmaterial, insbesondere in Form eines Granulats, mit einem Granulat eines anorganischen Flammschutzmittels gemischt, wobei das Flammschutzmittel einen Anteil im Intervall von 10 Gewichts-% bis 90 Gewichts-%, insbesondere 30 Gewichts-% bis 80 Gewichts-%, am Gesamtgewicht des fertigen Produkts aufweist. Die durch Mischung erhaltene Masse wird ausgebracht, indem der brandhemmende Formkörper als Rohr oder als Leitung für Wasser, Luft oder Kabel extrudiert wird.In connection with the invention is also a process for the preparation of a flame retardant molding. According to the method according to the invention, a thermoplastic plastic material, in particular in the form of a granulate, is mixed with a granulate of an inorganic flame retardant, the flame retardant having a proportion in the interval of 10% by weight to 90% by weight, in particular 30% by weight to 80% by weight. %, of the total weight of the finished product. The mixture obtained by mixing is applied by extruding the fire-retardant shaped body as a pipe or as a conduit for water, air or cable.

Des Weiteren steht mit der Erfindung ein alternatives Verfahren zur Herstellung eines brandhemmenden Formkörpers in Zusammenhang, in welchem ein thermoplastisches Kunststoffmaterial, insbesondere in Form eines Granulats, mit einem Granulat eines anorganischen Flammschutzmittels gemischt, wobei das Flammschutzmittel einen Anteil im Intervall von 10 Gewichts-% bis 90 Gewichts-%, insbesondere 30 Gewichts-% bis 80 Gewichts-%, am Gesamtgewicht des fertigen Produkts aufweist. Die durch Mischung erhaltene brandhemmende Masse wird ausgebracht und auf wenigstens eine Fläche eines Formkörpers aufgebracht. Dabei muss der Formkörper selbst nicht zwangsläufig auch aus einem brandhemmenden Material bestehen oder bereits ein solches aufweisen.Furthermore, the invention relates to an alternative process for producing a fire-retardant shaped body in which a thermoplastic plastic material, in particular in the form of granules, mixed with a granulate of an inorganic flame retardant, wherein the flame retardant in the interval of 10% by weight to 90% by weight, in particular 30% by weight to 80% by weight, of the total weight of the finished product. The fire-retardant mass obtained by mixing is applied and applied to at least one surface of a molded article. In this case, the molding itself does not necessarily consist of a fire-retardant material or already have such.

In konkreten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren ist das anorganische Flammschutzmittel entweder Aluminiumhydroxid, wobei bei der Herstellung des Rohres oder der Leitung beziehungsweise der Beschichtung, eine Temperatur unterhalb von 350 Grad Celsius eingehalten wird, oder Magnesiumhydroxid, wobei bei der Herstellung des Rohres oder der Leitung beziehungsweise der Beschichtung eine Temperatur unterhalb von 500 Grad Celsius eingehalten wird.In concrete embodiments of the inventive method, the inorganic flame retardant either aluminum hydroxide, wherein in the production of the pipe or the conduit or the coating, a temperature below 350 degrees Celsius is maintained, or magnesium hydroxide, wherein in the manufacture of the pipe or the conduit or the Coating a temperature below 500 degrees Celsius is maintained.

In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines brandhemmenden Formkörpers wird beim Ausbringen der brandhemmenden Masse die Masse im heißen Zustand in einem Arbeitsschritt mit einer oder mehreren Schichten eines von der Masse verschiedenen Materials laminiert. Die Laminierung kann bei erhöhter Temperatur erfolgen (Heißlaminierung).In an advantageous further development of the method according to the invention for producing a fire-retardant shaped body, when the fire-retardant mass is applied, the mass is hot-laminated in one working step with one or more layers of a material different from the mass. The lamination can be carried out at elevated temperature (hot lamination).

Die erfindungsgemäße Brandschutzbarriere kann in einem ununterbrochenen Herstellungsvorgang oder in mehreren Schritten als Granulat oder Fertigprodukt auf Extrudern, zum Beispiel einem Einschneckenextruder oder einem Doppelschneckenextruder, oder Kalandern als Einschichtprodukt oder Mehrschichtprodukt, insbesondere als Laminat mit einer oder mehrerer Schichten aus anderen Materialien, hergestellt werden. Das Material der erfindungsgemäßen Brandschutzbarriere kann als ein Granulat in einem Spritzgussverfahren und Blasverfahren eingesetzt werden. Bei der Herstellung als Mehrschichtprodukt werden die Laminierungen bevorzugt ohne zusätzliche Verbindungsprodukte vorgenommen. Zusätzliche Ausrüstungen der erfindungsgemäßen Brandschutzbarriere können auf die Oberfläche aufgebrachte Materialien wie Polyvinylchlorid (PVC), thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis (TPO), Aluminium, Stahl, Metalle, insbesondere in Form von Vliesen oder Geweben, sein. Durch eine Oberflächenausrüstung kann der erfindungsgemäße brandhemmende Formkörper gegen Öle, Fette, Diesel oder Benzine beständig gemacht werden. Alternativ dazu kann eine farbliche auch gemusterte, beispielsweise gemaserte, oder eine optisch gestaltete Schicht, zum Beispiel eine Folie, aufgebracht sein. Auf der anderen Seite der erfindungsgemäßen Brandschutzbarriere kann eine Armierung vorgesehen sein. Diese kann aus Fasern, Gelegen, einem Vlies oder einem Schaum, insbesondere aus einem Metall als Folie, Gelege oder Gewebe bestehen. Die erfindungsgemäße Brandschutzbarriere ist einlaminierbar in Polyurethan (PU) oder in Glasfaser verstärkten Kunststoff (GfK).The fire barrier according to the invention can be produced in an uninterrupted manufacturing process or in several steps as granules or finished products on extruders, for example a single-screw extruder or a twin-screw extruder, or calendering as a single-layer product or multi-layer product, in particular as a laminate with one or more layers of other materials. The material of the fire barrier according to the invention can be used as a granulate in an injection molding and blowing process. In the production as a multi-layer product, the laminations are preferably carried out without additional compound products. Additional equipment of the fire barrier of the present invention may be surface-applied materials such as polyvinyl chloride (PVC), olefin-based thermoplastic elastomers (TPO), aluminum, steel, metals, especially in the form of nonwovens or fabrics. By means of a surface finish, the fire-retardant shaped body according to the invention can be made resistant to oils, fats, diesel or gasoline. Alternatively, a color may also be patterned, for example, grained, or an optically designed layer, for example, a film applied. On the other side of the fire barrier according to the invention, a reinforcement may be provided. This may consist of fibers, layers, a fleece or a foam, in particular of a metal foil, scrim or fabric. The fire barrier according to the invention is einlaminierbar in polyurethane (PU) or in glass fiber reinforced plastic (GRP).

Der erfindungsgemäße brandhemmende Formkörper kann in einer Reihe von Anwendungen, insbesondere von brandabweisenden oder brandhemmenden Teilen, zum Einsatz gelangen, insbesondere für einen Brandschutz mit vorteilhaften akustischen Eigenschaften und bei negativer Wärmeleitung: Eine vorteilhafte Verwendung eines brandhemmenden Formkörpers mit einem oder mehreren Merkmalen gemäß dieser Darstellung erfolgt in Landfahrzeugen, Wasserfahrzeugen, Luftfahrzeugen, Gebäuden, an oder in Möbeln, in Motorräumen, als Plane zur Abdeckung von Gegenständen oder zur Verkleidung oder zur Ummantelung von Treppen, Decken, Wänden oder Böden.The fire-retardant shaped body according to the invention can be used in a number of applications, in particular fire-resistant or fire-retardant parts, in particular for fire protection with advantageous acoustic properties and negative heat conduction. An advantageous use of a fire-retardant shaped body having one or more features according to this representation in land vehicles, watercraft, aircraft, buildings, on or in furniture, in engine compartments, as a tarpaulin for covering objects or for covering or sheathing stairs, ceilings, walls or floors.

Konkret ist die erfindungsgemäße Brandschutzbarriere besonders geeignet für Anwendungen im Bauwesen, insbesondere in Bezug auf den Innenausbau (zum Bespiel Hausbau oder Dachausbau), für Möbel, für Schienenfahrzeuge, für PKW, für LKW, für Busse, im Maschinenbau, im Schiffsbau, für Nutzfahrzeuge, für Militärfahrzeuge, für Flugzeuge, für Motorräume, für Trennwände. Als Aufnahmeuntergrund können zu schützende Gegenstände aus Holz, Kunststoff, mineralischen Stoffen oder auch aus Metall etc. dienen. Die erfindungsgemäße Brandschutzbarriere kann auch als Plane zur Abdeckung von Gegenständen, Fahrzeugen, Gebäuden und Gebäudeteilen eingesetzt werden, wobei durch mechanisches oder thermoplastisches Verbinden einzelner erfindungsgemäßer brandhemmender Folien auch großflächige Teile entstehen können.Specifically, the fire barrier according to the invention is particularly suitable for applications in construction, especially in terms of interior design (for example, house building or loft conversion), for furniture, for rail vehicles, for cars, for trucks, for buses, in engineering, in shipbuilding, for commercial vehicles, for military vehicles, for aircraft, for engine compartments, for partitions. As a support surface can be used to protect objects made of wood, plastic, mineral materials or metal etc. The fire barrier according to the invention can also be used as a tarp to cover Objects, vehicles, buildings and parts of buildings are used, and by mechanical or thermoplastic bonding of individual inventive fire-retardant films and large-scale parts may arise.

Besonders bedeutsam ist die Anwendung der extrudierten brandhemmenden Rohre oder brandhemmenden Leitungen für Rohrleitungen, beispielsweise Abwasserrohre oder Lüftungsrohre, Versorgungsleitungen oder Anschlussleitungen. Zusätzlich benötigte Formkörper oder Verbindungsteile können im Spritzgussverfahren oder Blasverfahren hergestellt werden.Particularly important is the use of extruded fire-retardant pipes or fire-retardant pipes for pipelines, such as sewage pipes or ventilation pipes, supply lines or connecting lines. Additionally required moldings or connecting parts can be produced by injection molding or blow molding.

Hinsichtlich der Anwendung in Form einer brandhemmenden Beschichtung oder als brandhemmender aufgebrachter Körper oder Fläche auf einem Träger ist festzuhalten, dass der Träger ein D-Produkt sein kann. In vorteilhafter Weise erreicht der Verbundkörper beziehungsweise der beschichtete Körper eine A2 Klassifikation bei einer Dicke der brandhemmenden Schicht von 4,5 mm. Typische Träger können dabei Stahl, Aluminium, Holzträger oder Balken und Streben, Lüftungsleitungen, Wasserleitungen, Serviceleitungen oder Versorgungsleitungen sein.With regard to the use in the form of a fire-retardant coating or as a fire retardant applied body or surface on a support, it should be noted that the support may be a D-product. Advantageously, the composite body or the coated body reaches an A2 classification with a thickness of the fire-retardant layer of 4.5 mm. Typical carriers may be steel, aluminum, timber beams or beams and struts, ventilation ducts, water pipes, service lines or supply lines.

Eine weitere besondere Anwendung ist die Ummantelung von Batterien oder Akkumulatoren. Dabei kommen die besonderen Eigenschaften des erfindungsgemäßen brandhemmenden Formkörpers bei offener Flamme und/oder deren Körperschalldämmung und/oder Luftschalldämmung zur Geltung.Another special application is the sheathing of batteries or accumulators. The special properties of the fire-retardant shaped body according to the invention in open flame and / or their structure-borne sound insulation and / or airborne sound insulation are brought to bear.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform in Form einer brandhemmenden Folie, auch als Brandschutzfolie bezeichnet, dargestellt:
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung des brandhemmenden Formkörpers, konkret einer Brandschutzfolie, wird ein thermoplastisches Kunststoffmaterial, beispielsweise in Form eines Granulats, aufgeschmolzen. In einer Mischschnecke wird eine Menge zwischen 10 und 80 Gewichts-% Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid zugeführt. Die Zuführung erfolgt über in der Kunststoffverarbeitung bekannte Sidefeeder, die nacheinander bevorzugt auch noch ein weiteres Material, insbesondere einen Füllstoff zuführen können.Further advantages and advantageous developments of the invention will be described with reference to the following description of an exemplary embodiment in the form of a fire-retardant film, also referred to as a fire protection film:
In an advantageous embodiment of the method according to the invention for producing the fire-retardant shaped body, specifically a fire protection film, a thermoplastic plastic material, for example in the form of granules, is melted. In a mixing screw, an amount of between 10 and 80% by weight of aluminum hydroxide or magnesium hydroxide is supplied. The feeding takes place via known in plastics processing Sidefeeder, which can preferably one after the other also feed another material, in particular a filler.

Bevorzugt sind mindestens 20 Gewichts-% Kunststoffanteil vorhanden. Allgemein ist des Weiteren bevorzugt, dass der Aluminiumhydroxid-Anteil beziehungsweise Magnesiumhydroxid-Anteil möglichst hoch liegt, wobei aber aus kaufmännischer Sicht zu berücksichtigen ist, dass sich das Produkt dementsprechend verteuert. Hinsichtlich der Auswahl des anorganischen Flammschutzmittels ist – trotz des höheren Preises – aus technischer Sicht Magnesiumhydroxid bevorzugt, obwohl es teurer als Aluminiumhydroxid ist.Preferably, at least 20% by weight of plastic component is present. In general, it is further preferred that the proportion of aluminum hydroxide or magnesium hydroxide content is as high as possible, but from a commercial point of view it should be taken into account that the product accordingly becomes more expensive. With regard to the selection of the inorganic flame retardant, despite the higher price, magnesium hydroxide is preferred from a technical point of view, although it is more expensive than aluminum hydroxide.

Insbesondere um die hohen Kosten von Aluminiumhydroxid sowie die noch höheren Kosten von Magnesiumhydroxid entsprechend zu mindern, wird ein weiterer oder auch mehrere weitere Füllstoffe, die insbesondere Gewichtsanteile des anorganischen Flammschutzmittels ersetzen, insbesondere Calziumcarbonat oder auch Bariumsulfat beigefügt, welch letzteres der Brandschutzfolie entsprechende vorteilhafte akustische Dämmeigenschaften verleiht, da sich unter anderem das spezifische Gewicht durch die Beifügung des Füllstoffs erhöht. Bei einer konkreten versuchsweisen Ausführungsform wurden 76,2% Aluminiumhydroxid einer aufgeschmolzenen Mischung aus etwa 7,8% EVA, 6% EPDM und etwa 6% Engage, sowie 4% synthetischen Öls in Form von Pulver zugemischt (alle Angaben in Gewichtsprozenten).In particular, in order to correspondingly reduce the high cost of aluminum hydroxide and the even higher cost of magnesium hydroxide, another or more further fillers which replace in particular parts by weight of the inorganic flame retardant, in particular calcium carbonate or barium sulfate is added, which latter the fire protection film corresponding advantageous acoustic insulation properties Among other things, the specific weight increases by the addition of the filler. In a concrete experimental embodiment, 76.2% aluminum hydroxide was added to a molten mixture of about 7.8% EVA, 6% EPDM and about 6% Engage, and 4% synthetic oil in the form of powder (all figures in weight percentages).

Nach dem Vermischen von Kunststoff und Flammschutzmittel wird diese Mischung ausgebracht, so dass ein Flachkörper, insbesondere eine Folie geformt wird. Die Ausbringung erfolgt über eine Breitschlitzdüse oder alternativ dazu durch einen Extruder. Optional kann des Weiteren ein entsprechender Kalander zum Einsatz gelangen. Auf diese Weise ist ein Flachstück oder flächiges Produkt in Form einer Folie mit einer Stärke von z. B. 1 mm bis 10 mm oder auch mehr erhältlich. Wie bereits erwähnt, ist dieses flächige Produkt je nach Eigenschaft der eingesetzten Kunststoffe hochgradig flexibel, kann jedoch auch, insbesondere anwendungsbezogen, durch eine entsprechende Armierung in Form von einem Stahlgewebe oder auch einem Glasfasergewebe oder anderem Armierungsmaterial mit entsprechenden mechanischen Eigenschaften versehen werden.After mixing of plastic and flame retardant, this mixture is applied, so that a flat body, in particular a film is formed. The application takes place via a slot die or alternatively by an extruder. Optionally, furthermore, a corresponding calender can be used. In this way, a flat piece or sheet product in the form of a film having a thickness of z. B. 1 mm to 10 mm or more available. As already mentioned, this sheet-like product is highly flexible depending on the property of the plastics used, but can also, in particular application-related, be provided with appropriate mechanical properties by means of a corresponding reinforcement in the form of a steel fabric or even a glass fiber fabric or other reinforcement material.

Das nach dem zuvor genannten erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte flächige Produkt mit einer Dicke von 4 mm kann der offenen Flamme eines Bunsenbrenners mit etwa 1.700°C Flammtemperatur für etwa 30 Minuten standhalten, wobei die Schichten nacheinander sukzessiv abbrennen und hierdurch ein Löscheffekt der Flamme auftritt. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäß erhältlichen Materials besteht darin, dass keine Ausbreitung der Flamme erfolgt, da diese durch den austretenden Wasserdampf umgehend gelöscht wird, beziehungsweise der von der Flamme benötigte Sauerstoff entzogen wird. Der Löscheffekt durch das Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid tritt an der Oberfläche des Materials in dem Bereich auf, in welchem die Flammen auf das Material einwirken. Dabei wurde beobachtet, dass die Wirkungszeit, in der der Brandschutz erhalten wird, um so kürzer ist, je weniger Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid im Material enthalten ist.The sheet-like product having a thickness of 4 mm prepared by the above-mentioned method of the invention can withstand the open flame of a bunsen burner at about 1,700 ° C. flame temperature for about 30 minutes, successively burning the layers successively, thereby causing a flame extinguishing effect. A particular advantage of the material obtainable according to the invention is that there is no propagation of the flame, since it is extinguished immediately by the exiting water vapor, or the oxygen required by the flame is withdrawn. The quenching effect by the aluminum hydroxide or magnesium hydroxide occurs at the surface of the material in the area where the flames act on the material. It was observed that the shorter the duration of action, in which the fire protection is obtained, the shorter the effect time Aluminum hydroxide or magnesium hydroxide is contained in the material.

Obgleich Aluminium als solches bereits bei ca. 650 Grad Celsius schmilzt, tritt der überraschende Flammen hemmende Effekt bei dem erfindungsgemäßen Werkstoff aufgrund der vorteilhaften Eigenschaften des dem geschmolzenen thermoplastischen Kunststoffmaterial hinzugefügten Aluminiumhydroxids in Verbindung mit allen bekannten thermoplastischen Kunststoffen auf.Although aluminum as such already melts at about 650 degrees Celsius, the surprising flame retardant effect occurs in the inventive material due to the advantageous properties of the aluminum hydroxide added to the molten thermoplastic material in conjunction with all known thermoplastics.

Um bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Werkstoffs die Abspaltung von Wasser aus dem zugesetzten Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid soweit wie möglich zu reduzieren, erfolgt das Hinzufügen des vorzugsweise pulverförmigen Aluminiumhydroxids bei einer Temperatur unterhalb von etwa 350 Grad Celsius, bevorzugt geringer als 250 Grad Celsius, und das Hinzufügen des vorzugsweise ebenfalls pulverförmigen Magnesiumhydroxids bei einer Temperatur von weniger als 500 Grad Celsius, bevorzugt weniger als 250 Grad Celsius. Das pulverförmige Aluminiumhydroxid, bzw. Magnesiumhydroxid wird hierbei der flüssigen Kunststoffschmelze in den zuvor erwähnten Mengen direkt zugemischt, welche je nach Art des eingesetzten Kunststoffes im Bereich zwischen 180 Grad Celsius und 350 Grad Celsius liegt. Auf diese Weise wird erreicht, dass nach dem Herstellungsprozess ein möglichst großer Anteil an unzersetztem Aluminiumhydroxid bzw. Magnesiumhydroxid im fertigen Endprodukt, insbesondere in der Brandschutzfolie, enthalten ist.In order to reduce as far as possible in the production of the material according to the invention, the removal of water from the added aluminum hydroxide or magnesium hydroxide, the addition of the preferably powdered aluminum hydroxide at a temperature below about 350 degrees Celsius, preferably less than 250 degrees Celsius, and adding preferably also powdered magnesium hydroxide at a temperature of less than 500 degrees Celsius, preferably less than 250 degrees Celsius. The powdered aluminum hydroxide, or magnesium hydroxide is in this case added directly to the liquid plastic melt in the aforementioned amounts, which is depending on the type of plastic used in the range between 180 degrees Celsius and 350 degrees Celsius. In this way it is achieved that after the manufacturing process the largest possible proportion of undecomposed aluminum hydroxide or magnesium hydroxide in the finished end product, in particular in the fire protection film, is included.

Die Korngröße des anorganischen Flammschutzmittels, insbesondere die durchschnittliche Korngröße, liegt bevorzugt im Intervall von 0,01 mm bis 0,4 mm. Der Korndurchmesser des anorganischen Flammschutzmittels beeinflusst in bedeutender Weise die Elastizitätseigenschaften des erfindungsgemäßen Formkörpers. Vom Anmelder konnte beobachtet werden, dass bei großen Korndurchmessern eine hohe Reißfestigkeit und eine geringe Dehnung und bei kleinen Korndurchmessern eine hohe Dehnung und eine geringe Reißfestigkeit des Endprodukts erhalten wird.The grain size of the inorganic flame retardant, in particular the average grain size, is preferably in the interval of 0.01 mm to 0.4 mm. The grain diameter of the inorganic flame retardant significantly affects the elastic properties of the molded article of the invention. It has been observed by the Applicant that high tear strength and low elongation are obtained with large grain diameters and high elongation and low tear strength of the final product at small grain diameters.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009055635 [0001]

Claims

Use of a fire-retardant molding, in particular according to the German patent application DE 10 2009 055 635.4 containing a thermoplastic resin composition and an inorganic flame retardant mixed with the thermoplastic resin composition, which works by splitting off water, in a proportion ranging from 10% by weight to 90% by weight, in particular from 30% by weight to 80% by weight, as fire protection curtain, as cladding, as a pipe, as a conduit, as a cover body or as a support plate.

Use of a fire-retardant shaped article according to claim 1, characterized in that the inorganic flame retardant of the fire-retardant shaped article is aluminum hydroxide or magnesium hydroxide or contains such.

Use of a fire-retardant shaped body according to claim 1 or 2, characterized in that the thermoplastic resin composition of the fire-retardant shaped body is a mineral filler from the group of substances barium sulfate, limestone, chalk and calcium carbonate attached, and / or that the thermoplastic resin composition 0.5 weight % Carbon black are added.

Use of a fire-retardant shaped article according to one of the preceding claims, characterized in that the particle sizes of the inorganic flame retardant are in the interval from 0.01 mm to 0.4 mm.

Use of a fire-retardant shaped article according to one of the preceding claims, characterized in that the thermoplastic synthetic material of the fire-retardant shaped article is a material from the group consisting of polyethylene, ethylene-vinyl acetate, ethylene-propylene-diene rubber, polypropylene and polyamide.

Use of a fire-retardant shaped article according to one of the preceding claims, characterized by a fire-retardant shaped body with a reinforcement in the form of a fleece, a fabric or a fabric made of a metallic or mineral material glass fibers, plastic or wood and / or a support made of steel, aluminum, plastic, wood or a mineral material. Use of a fire-retardant shaped article according to one of the preceding claims, as a cladding for steel girders, as a cladding for wooden girders, as cladding foil for piping, as a pipe for breakthroughs or as a protective tube for service lines.

Process for the preparation of a fire-retardant shaped body, in particular according to the German patent application DE 10 2009 055 635.4 in which a molten thermoplastic material is mixed with a granule of an inorganic flame retardant, wherein the flame retardant has a proportion in the interval of 10% by weight to 90% by weight, and the mass obtained by mixing is applied as a shaped body, characterized in that the fire-retardant molding is extruded as a pipe or as a conduit for water, air or cable.

Process for the preparation of a fire-retardant shaped body, in particular according to the German patent application DE 10 2009 055 635.4 in which a molten thermoplastic material is mixed with a granular inorganic flame retardant, the flame retardant having a content ranging from 10% by weight to 90% by weight, and the mixture obtained by mixing being applied, characterized in that the fire retardant Mass is applied to at least one surface of a shaped body.

A method for producing a fire-retardant shaped body according to claim 8 or 9, characterized in that the inorganic flame retardant is aluminum hydroxide, wherein during the production of the pipe or the conduit or the coating, a temperature below 350 degrees Celsius is maintained, or that the inorganic flame retardant magnesium hydroxide is, wherein in the production of the pipe or the pipe or the coating, a temperature below 500 degrees Celsius is maintained.