DE10302198A1

DE10302198A1 - Brandschutzschaum und Verfahren zur Herstellung eines Brandschutzschaums

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Publication number: DE10302198A1
Application number: DE2003102198
Authority: DE
Inventors: Volker Rodenberg; Oliver J. Dr. Hemp
Original assignee: FLAMRO BRANDSCHUTZ SYSTEME GMB; FLAMRO BRANDSCHUTZ-SYSTEME GmbH
Current assignee: FLAMRO BRANDSCHUTZ SYSTEME GMB; FLAMRO BRANDSCHUTZ-SYSTEME GmbH
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2004-07-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Brandschutzschaums zum Abschluß von Öffnungen, insbesondere zum Abschluß von Öffnungen in Wänden und/oder Decken, wie beispielsweise Kabelabschottungen, Rohrabschottungen, Brandschutzfugen oder Hohlprofile, aus wenigstens einem Polyurethanschaum, wobei der Brandschutzschaum vorzugsweise durch Polyaddition wenigstens eines Di- und/oder Polyols und wenigstens eines vorzugsweise organischen Diisocyanats und gegebenenfalls wenigstens einer weitere Reaktionskomponente erhalten wird und das Di- und/oder Polyol einen niedermolekularen oder polymeren und/oder das Isocyanat einen aromatischen oder aliphatischen Rest aufweist. Um eine Brandschutzzusammensetzung mit besonders guten Brandschutzeigenschaften zur Verfügung zu stellen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß die weitere Reaktionskomponente ausgewählt wird aus der Gruppe der Alkohole, der Gruppe der organischen Zinnverbindungen, der Gruppe der Amine, der Gruppe der Phosphate, der Gruppe weiterer Phosphate, der Gruppe der Phosphorsäureester, der Gruppe der Faserstoffe, der Gruppe der Hydroxide, der Gruppe der Katalysatoren zur Polyaddition und/oder zur Schaumbildung, der Gruppe der Farbstoffe, der Gruppe der Schaumstabilisatoren und/oder daß es sich bei der weiteren Reaktionskomponente handelt um Melamin, Rohvermikulit, Graphit und/oder eine wässrige Lösung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Brandschutzschaums zum Abschluß von Öffnungen, insbesondere zum Raumabschluß von Öffnungen in Wänden und/oder in Decken, wie beispielsweise Kabelabschottungen, Rohrabschottungen, Brandschutzfugen und/oder zum Einbringen in ein Hohlprofil, aus wenigstens einem Polyurethanschaum, wobei der Brandschutzschaum vorzugsweise durch Polyaddition wenigstens eines Di- und/oder Polyols und wenigstens eines vorzugsweise organischen Doosocyanats und gegebenenfalls wenigstens einer weiteren Reaktionskomponente erhalten wird und wobei das Di- und/oder Polyol einen niedermolekularen oder polymeren und/oder das Isocyanat einen aromatischen und/oder aliphatischen Rest aufweist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen nach dem vorgenannten Verfahren erhältlichen Brandschutzschaum sowie dessen Verwendung zur Herstellung eines Brandschutzformteils und zur Verschäumung wenigstens eines Hohlraums eines Brandschutzbauteils. Schließlich umfaßt die vorliegende Erfindung ein Brandschutzbauteil mit wenigstens einem zur Aufnahme einer Brandschutzzusammensetzung ausgebildeten Hohlraum, insbesondere einen Fenster- oder Türrahmen.
Polyurethane entstehen durch Polyaddition aus zwei- und höherwertigen Alkoholen und Diisocyanaten, wobei der Alkohol wenigstens einen niedermolekularen oder polymeren Diol- oder Polyol-Rest und das Diisocyanat wenigstens eine aliphatische und/oder aromatische Gruppe aufweist. Technisch wichtige Polyurethane werden hergestellt aus Polyester- und/oder Polyetherdiolen. Der Einsatz von bisfunktionellen Alkoholen und Isocyanaten in äquimolaren Verhältnissen führt zu linearen Polyurethanen. Verzweigte und vernetzte Produkte fallen bei Mitverwendung von höher funktionellen Edukten bei der Polyurethansynthese oder auch bei Isocyanat-Überschuß an, bei dem Isocyanat-Gruppen mit Urethan- oder Harnstoff-Gruppen unter Ausbildung von Allophanat- oder Biuret-Strukturen reagieren.
In vielen Fällen werden Polyurethane als Prepolymere mit terminalen Isocyanat-Gruppen hergestellt, die bei der Anwendung, zum Beispiel als Klebstoff oder Dichtungsmassen, mit Feuchtigkeit aus der Umgebung unter Kettenverlängerung und gegebenenfalls Vernetzung aushärten.
Je nach Wahl und stöchiometrischem Verhältnis der Ausgangsstoffe gelangt man zu Polyurethanen sehr unterschiedlicher mechanischer Eigenschaften, die als Bestandteile von Klebstoffen und Lacken, als Ionomere, als thermoplastisches Material für Lagerteile, Rollen, Reifen, Walzen verwendet werden und als mehr oder weniger harte Elastomere in Faserform oder als Polyether- bzw. Polyesterurethan-Kautschuk, als duroplastische Gießharze (auch glasfaserverstärkt) und vor allem aber als Schaumkunststoffe vielfältige Einsatzmöglichkeiten finden.
Polyurethanschäume entstehen bei der Polyaddition, wenn Wasser und/oder Carbonsäuren zugegen sind, denn diese reagieren mit den Diisocyanaten unter Abspaltung von auftreibend und schaumbildend wirkendem Kohlendioxid. Mit Polyalkylenglykolethern als Diolen und Wasser als Reaktionskomponente gelangt man zu Polyurethan-Weichschäumen, mit Polyolen und Treibgasen aus Chlorfluorkohlenstoffen erhält man Polyurethan-Hartschaumstoffe und Struktur- oder Integralschaumstoffe. Zusätzlich benötigte Hilfsstoffe bei der Polyaddition sind Katalysatoren, Emulgatoren, Schaumstabilisatoren, Pigmente, Alterungs- und Flammschutzmittel.
Aus dem Stand der Technik sind Polyurethanschäume bekannt, deren Brandverhalten durch Zusatz reaktiver Flammschutzmittel unter Beibehaltung der günstigen thermischen und mechanischen Eigenschaften des Polyurethanschaums verbessert werden kann. Die Verbesserung des Brandschutzverhaltens bezieht sich dabei in der Regel auf die schlechtere Entflammbarkeit. Die Flammschutzmittel verhindern im Brandfall zum Teil auch den Zutritt weiteren Sauerstoffs zum Brandherd.
Von Nachteil der bekannten, durch Flammschutzmittel in ihrem Brandverhalten verbesserten Polyurethanschäume ist jedoch, daß im Brandfall infolge hoher Temperaturen und bei direktem Kontakt mit den Flammen die Formstabilität des Polyurethanschaums nur über einen sehr kurzen Zeitraum aufrecht erhalten werden kann. Werden daher Polyurethanschäume zum Abschluß von Öffnungen, insbesondere zum Abschluß von Öffnungen in Wänden und/oder in Decken, wie beispielsweise Kabelabschottungen, Rohrabschottungen, Brandschutzfugen oder in Hohlprofilen eingesetzt, so ist ein Brandschutz durch Raumabschluß mittels der bekannten Polyurethanschäume nur sehr eingeschränkt und über einen kurzen Zeitraum möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Brandschutzschaum der zuvor beschriebenen An zur Verfügung zu stellen, der ein verbessertes Brandschutzverhalten zeigt und die zuvor genannten Nachteile nicht aufweist.
Die zuvor angegebene Aufgabe ist verfahrensgemäß bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, daß die weitere Reaktionskomponente ausgewählt wird

– aus der Gruppe der Alkohole, vorzugsweise Glycerin und/oder Ethylenglycol, und/oder
– aus der Gruppe der organischen Zinnverbindungen und/oder der Gruppe der Amine, vorzugsweise Triethanolamin, und/oder
– aus der Gruppe der Phosphate, vorzugsweise Ammoniumpolyphosphat, und/oder
– aus der Gruppe weiterer Phosphate, vorzugsweise Phosphorpolyol, und/oder
– aus der Gruppe weiterer Phosphate, vorzugsweise substituierter Alkylphosphate und weiter vorzugsweise halogenierter Alkyl-phosphate, insbesondere chlorierte Alkylphosphate wie beispielsweise Tris-(2-chlorisopropyl)phosphat, und/oder
– aus der Gruppe der Phosphorsäureester und/oder
– aus der Gruppe der Faserstoffe, vorzugsweise Glasfaserstoffe, und/oder
– aus der Gruppe der Hydroxide, vorzugsweise Aluminiumhydroxid, mit einer mittleren Korngröße zwischen 10 bis 100 μm, insbesondere zwischen 35 bis 55 μm, und/oder
– aus der Gruppe der Katalysatoren zur Polyaddition und/oder zur Schaumbildung, vorzugsweise aminfunktionalisierte Katalysatoren, insbesondere Bis-(2-dimethylaminoethyl)methylamin und/oder Cyclohexyldimethylamin, und/oder
– aus der Gruppe der Farbstoffe und/oder
– aus der Gruppe der Schaumstabilisatoren, vorzugsweise Türkischrotöl und/oder weiterer Polysiloxan-Polyether-Copolymere, und/oder
– Melamin und/oder
– Rohvermikulit, vorzugsweise mit einer Korngröße von ≤ 2 mm, insbesondere von < 1 mm, und/oder
– Graphit, vorzugsweise Blähgraphit, und/oder
– einer wäßrigen Lösung.

Überraschenderweise ist erfindungsgemäß festgestellt worden, daß ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Brandschutzschaum ein deutlich verbessertes Brandschutzverhalten zeigt und im Brandfall über einen längeren Zeitraum eine brandsichere Versiegelung von Öffnungen in Wänden und/oder in Decken ermöglicht. Die Verbesserung des Brandschutzverhaltens gegenüber den bekannten Polyurethanschäumen läßt sich unter anderem darauf zurückführen, daß der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Brandschutzschaum nahezu nicht brennbar ist. Bei hohen Temperaturen bzw. unter direkter Flammeneinwirkung wird das Abbrennen des Brandschutzschaums zumindest stark verzögert. Zum anderen kommt es zur Schaumbildung des Polyurethanschaums durch verdampfendes Wasser und zur Ausbildung einer Schicht oder Kruste aus Kohlenstoff. Dies führt unter Ausbildung einer stabilen Schaumstruktur zu einer Volumenvergrößerung des Brandschutzschaums, wodurch die Dämmwirkung des Brandschutzschaums im Brandfall sogar ansteigt. Schließlich trägt die Schaumbildung zur Abfuhr der Wärmeenergie bei und wirkt daher kühlend.
Der Brandschutzschaum wird in an sich bekannter Weise durch Polyaddition wenigstens eines Di- und/oder Polyols und wenigstens eines vorzugsweise organischen Diisocyanats erhalten. Als Ausgangsstoff des Brandschutzschaums kann beispielsweise ELASTOFLEX^® eingesetzt werden, wobei es sich um ein Zweikomponenten-Polyurethan-System zur Herstellung von viskoelastischen Formteilen handelt. Das Zweikomponenten-System besteht aus einem Gemisch aus Polyetherpolyolen, Aktivatoren und Stabilisatoren (Komponente A) und einem weiteren Gemisch auf Basis von Diphenylmethan-diisocyanat (Komponente B). Selbstverständlich können auch andere handelsübliche Ausgangsstoffe zur Herstellung eines Polyurethanschaums in an sich bekannter Weise eingesetzt werden. Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, daß der Brandschutzschaum durch Polyaddition der Ausgangsstoffe und gegebenenfalls wenigstens einer weiteren Reaktionskomponente zugänglich ist.
Bei der weiteren Reaktionskomponente kann es sich vorzugsweise um einen Alkohol, insbesondere Glycerin und/oder Ethylenglycol handeln. Durch den Alkohol wird die Vernetzung des Polyurethanschaums erhöht. Zudem kommt es im Brandfall infolge der Flammeneinwirkung zu einer stärkeren Verkohlung des Polyurethanschaums, wodurch das Abbrennen des Kunststoffs verzögert abläuft oder sogar ganz unterbunden wird.
Die weitere Reaktionskomponente kann gegebenenfalls auch ausgewählt werden aus der Gruppe der organischen Zinnverbindungen und/oder der Gruppe der Amine, vorzugsweise Triethanolamin. Organische Zinnverbindungen und/oder Amine sind Katalysatoren für die Polyaddition und führen zu einer stärkeren Vernetzung des Polyurethanschaums.
Um das Brandschutzverhalten des erfindungsgemäßen Brandschutzschaums weiter zu verbessern, kann die weitere Reaktionskomponente ausgewählt sein gegebenenfalls aus der Gruppe der Phosphate, vorzugsweise Ammoniumpolyphosphat, insbesondere EXOLIT^® AP 422. Insbesondere Ammoniumpolyphosphat trägt im Brandfall zu einem Aufschäumen des Brandschutzschaums bei. Zur Verbesserung des Brandschutzverhaltens können darüber hinaus weitere Reaktionskomponenten aus der Gruppe der Phosphate ausgewählt werden, wie beispielsweise Phosphorpolyol, insbesondere EXOLIT^® OP 560, und/oder vorzugsweise substituierte Alkylphosphate und weiter vorzugsweise halogenierte Alkylphosphate, insbesondere chlorierte Alkylphosphate wie beispielsweise Tris-(2-chlorisopropyl)phosphat.
Weiterhin wirkt sich positiv auf das Brandschutzverhalten des Brandschutzschaums aus, wenn als weitere Reaktionskomponente ein Phosphorsäureester ausgewählt wird. Neben der eigentlichen Wirkung als Flammschutzmittel wirkt Phosphorsäureester als Weichmacher und trägt im Brandfall zu einer höheren Stabilität des Brandschutzschaums bei.
Um den Raumabschluß im Brandfall sicherzustellen, ist es vorzugsweise erfindungsgemäß vorgesehen, daß es sich bei der weiteren Reaktionskomponente gegebenenfalls um Melamin handelt. Melamin wirkt sich ebenfalls positiv auf das Brandschutzverhalten des Brandschutzschaums aus, wobei der Brandschutzschaum im Brandfall aufschäumt und expandiert. Die Volumenvergrößerung verbessert letztlich den im Brandfall notwendigen Raumabschluß zwischen dem Brandherd und dem hinter dem Brandschutzschaum liegenden, vom Brandherd abgewandten Bereich.
Zur Verbesserung des Brandschutzverhaltens kann es sich bei der weiteren Reaktionskomponente auch um Rohvermikulit handeln. Rohvermikulit trägt bei dem erfindungsgemäßen Brandschutzschaum dazu bei, daß eine stabile Schaumbildung im Brandfall und somit ein sicherer Raumabschluß durch Volumenvergrößerung gewährleistet ist. Darüber hinaus bewirkt Rohvermikulit eine Kühlung des Brandschutzschaums im Brandfall. Ein besonders gutes Brandschutzverhalten läßt sich dann erreichen, wenn Rohvermikulit mit einer Korngröße von ≤ 2 mm, insbesondere von ≤ 1 mm eingesetzt wird.
Weiterhin hat sich erfindungsgemäß gezeigt, daß das Brandschutzverhalten des Brandschutzschaums bei Auswahl der Reaktionskomponente aus der Gruppe der Faserstoffe, vorzugsweise aus der Gruppe der Glasfaserstoffe verbessert werden kann. Glasfasern bewirken ebenfalls eine stabile Schaumbildung im Brandfall und wirken armierend bzw. verfestigend.
Darüber hinaus kann die weitere Reaktionskomponente vorteilhafterweise aus der Gruppe der Hydroxide ausgewählt werden, wobei Aluminiumhydroxid besonders geeignet ist. Die Korngröße von Aluminiumhydroxid sollte zwischen 10 bis 100 μm, insbesondere zwischen 35 bis 55 μm betragen. Aluminiumhydroxid trägt dazu bei, daß die Kühlwirkung des Brandschutzschaums im Brandfall ansteigt.
Zur Verbesserung des Brandschutzverhaltens trägt weiterhin bei, daß gegebenenfalls als weitere Reaktionskomponente Blähgraphit ausgewählt wird. Bei hohen Temperaturen führt Blähgraphit zu einem Aufschäumen des Brandschutzschaums und hat eine verkohlende Wirkung. Zum einen wird das Volumen des Brandschutzschaums vergrößert, zum anderen steigt die Kühlwirkung an. Darüber hinaus können auch andere Graphitarten eingesetzt werden.
Gegebenenfalls ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die weitere Reaktionskomponente aus der Gruppe der Katalysatoren zur Polyaddition und/oder zur Schaumbildung ausgewählt wird. Dabei ist es so, daß vor allem langzeitstabile Katalysatoren erfindungsgemäß eingesetzt werden können. Vorzugsweise handelt es sich bei den Katalysatoren um aminfunktionalisierte Katalysatoren, insbesondere um TEGOAMIN^®PMDETA und/oder TEGOAMIN^®DMCHA.
Die weitere Reaktionskomponente kann darüber hinaus aus der Gruppe der Schaumstabilisatoren ausgewählt werden. Vorzugsweise wird Türkischrotöl ausgewählt. Darüber hinaus können auch weitere Polysiloxan-Polyether-Copolymere eingesetzt werden.
Schließlich ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß die weitere Reaktionskomponente ausgewählt wird aus der Gruppe der Farbstoffe. Darüber hinaus erfolgt die Polyaddition vorzugsweise in Anwesenheit einer wäßrigen Lösung, wobei das Wasser mit den Isocyanaten unter Aufspaltung von auftreibend und schaumbildend wirkendem Kohlendioxid reagiert.
Um einen Brandschutzschaum mit besonders guten Brandschutzeigenschaften zu erhalten, sollte der Brandschutzschaum vorzugsweise erhältlich sein aus der Umsetzung, insbesondere der Polyaddition, wenigstens eines zwei- oder höherwertigen Alkohols in einer Konzentration von 10 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 25 Gew.-%, und/oder wenigstens eines vorzugsweise organischen Diisocyanates in einer Konzentration von 10 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 30 Gew.-% und gegebenenfalls wenigstens einer weiteren Reaktionskomponente in einer Konzentration von

– 2 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise von 4 bis 15 Gew.-% aus der Gruppe der Alkohole, insbesondere Glycerin und/oder Ethylenglycol, und/oder
– 0,05 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,1 bis 3 Gew.-% aus der Gruppe der organischen Zinnverbindungen und/oder der Amine, insbesondere Triethanolamin, und/oder
– ≤ 20 Gew.-%, vorzugsweise ≤ 10 Gew.-% aus der Gruppe der Phosphate, vorzugsweise Ammoniumpolyphosphat, und/oder
– 2 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise von 3 bis 10 Gew.-% aus der Gruppe weiterer Phosphate, insbesondere Phosphorpolyol und/oder halogenierter Phosphate und/oder der Gruppe der Phosphorsäureester, und/oder
– ≤ 20 Gew.-%, vorzugsweise ≤ 10 Gew.-% Melamin, und/oder
– ≤ 20 Gew.-%, vorzugsweise ≤ 10 Gew.-% Rohvermikulit, und/oder
– ≤ 10 Gew.-%, vorzugsweise ≤ 5 Gew.-% der Gruppe der Faserstoffe, insbesondere der Glasfaserstoffe, und/oder
– von 2 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise von 5 bis 60 Gew.-% der Gruppe der Hydroxide, insbesondere Aluminiumhydroxid, und/oder
– 2 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise von 5 bis 15 Gew.-% Graphit, insbesondere Blähgraphit, und/oder
– ≤ 1 Gew.-%, vorzugsweise ≤ 0,5 Gew.-% der Gruppe der Katalysatoren zur Polyaddition und/oder zur Schaumbildung, und/oder
– ≤ 5 Gew.-%, vorzugsweise ≤ 3 Gew.-% der Gruppe der Farbstoffe, und/oder
– 0,1 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 1 Gew.-% der Gruppe der Schaumstabilisatoren, insbesondere Türkischrotöl, und/oder
– ≤ 3 Gew.-%, vorzugsweise ≤ 1,5 Gew.-% einer wässrigen Lösung,

Selbstverständlich ist es bei dem zuvor beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Brandschutzschaums erfindungsgemäß möglich, daß der Brandschutzschaum aus der Umsetzung wenigstens eines Di- und/oder Polyols und wenigstens eines vorzugsweise organischen Diisocyanats und vorzugsweise mehrerer weiter Reaktionskomponenten erhalten wird, wobei vorzugsweise alle der vorgenannten Reaktionskomponenten bzw. Reaktionskomponenten aus allen der zuvor genannten Gruppen an der Umsetzung beteiligt sein können.
Der erfindungsgemäße Brandschutzschaum wird vorzugsweise zur Herstellung eines Brandschutzformteils, wie beispielsweise eines Brandschutzziegels, eines Brandschutzblockes oder einer Brandschutzplatte eingesetzt. Dabei ist es so, daß die Grundkomponenten, nämlich das Di- und/oder Polyol und das Diisocyanat und die weiteren gegebenenfalls an der Umsetzung beteiligten Reaktionskomponenten im fließfähigen Zustand in die Form des Formteils eingefüllt werden und die Umsetzung bevorzugt in dem Formteil stattfindet. Da es sich bei der Polymerisationsreaktion um eine exotherme Reaktion handelt, ist es unter Umständen zur Abfuhr der Reaktionswärme notwendig, die Form zu kühlen. Gleiches gilt im übrigen für den Fall, daß der Brandschutzschaum zur Verschäumung eines Hohlraums eines Brandschutzbauteils, wie beispielsweise eines Tür- und/oder Fen sterrahmens dient. Hier ist es nun so, daß der Brandschutzschaum vorzugsweise in dem Hohlraum des Brandschutzbauteils aushärtet.
Durch die Wahl der weiteren Reaktionskomponente bzw. der weiteren Reaktionskomponenten läßt sich dabei das Brandschutzverhalten des Brandschutzschaums beeinflussen. So ist es bei Einsatz des Brandschutzschaums in abgeschlossenen Hohlprofilen vorzugsweise vorgesehen, das der Brandschutzschaum im Brandfall eine stark kühlende Wirkung entfaltet und nur wenig expandiert. Dient der Brandschutzschaum dagegen zur Brandschutzversiegelung bzw. zur Versiegelung von Öffnungen in Wänden und/oder in Decken, so ist es von Vorteil, daß es im Brandfall zu einer starken Volumenvergrößerung kommt. Um im Brandfall den Raumabschluß durch eine Volumenvergrößerung des Brandschutzschaums zu verbessern, kann beispielsweise als weitere Reaktionskomponente Rohvermikulit ausgewählt werden.
Bei längerer Lagerung der Grundkomponenten, nämlich des Di- und/oder Polyols und des Diisocyanats, bietet es sich an, langzeitstabile Katalysatoren als weitere Reaktionskomponenten auszuwählen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Grundkomponenten des Polyurethanschaums getrennt voneinander aufbewahrt werden, und der Brandschutzschaum erst nach einer längeren Lagerung hergestellt werden soll. Insbesondere gilt dies für den Fall, daß die Grundkomponenten des Brandschutzschaums in einem Mehrkomponentensystem bereitgestellt werden, und der Anwender, beispielsweise zur Verschäumung von Hohlräumen in einem Brandschutzbauteil, bedarfsweise nur eine geringe Menge des Brandschutzschaums benötigt.
Erfindungsgemäß ist es bei dem Verfahren zur Herstellung eines Brandschutzbauteils mit wenigstens einem zur Aufnahme einer Brandschutzzusammensetzung ausgebildeten Hohlraum vorgesehen, daß ein insbesondere nach wenigstens einem der Verfahrensansprüche 1 bis 2 hergestellter Brandschutzschaum in den Hohlraum des Brandschutzbauteils eingebracht wird.
Der Brandschutzschaum kann vor der Aushärtung, also noch im fließfähigen Zustand, in den Hohlraum eingebracht werden, so daß das Aushärten des Brandschutzschaums erst im Hohlraum erfolgt. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn der Hohlraum schwer zugängliche Bereiche aufweist, und das Einbringen von bereits ausgehärteten Brandschutzformteilen nur begrenzt möglich ist. Wäh rend des Einbringens des Brandschutzschaums in den Hohlraum und/oder während des Aushärtens des Brandschutzschaums kann der Hohlraum gekühlt werden, um die bei der Polymerisationsreaktion freigesetzte Reaktionswärme abzuführen.
Das zuvor beschriebene Verfahren läßt sich selbstverständlich auch auf die Herstellung eines Brandschutzformteils anwenden, wobei der Brandschutzschaum im fließfähigen Zustand in die Form eingebracht wird und nach dem Aushärten des Brandschutzformteils zur weiteren Verwendung aus der Form entnommen wird.
Nachfolgend werden zwei besonders bevorzugte Zusammensetzungen genannt, aus deren Umsetzung Brandschutzschäume mit besonders guten Brandschutzeigenschaften erhältlich sind. Im Gegensatz zu der erstgenannten Zusammensetzung werden bei der zweitgenannten Zusammensetzung unter anderen langzeitstabile Katalysatoren als Reaktionskomponenten ausgewählt. Die zweitgenannte Zusammensetzung wird vorzugsweise gewählt, falls die Grundkomponenten über einen längeren Zeitraum vor der Umsetzung zu einem Brandschutzschaum gelagert werden sollen. Die weitere Reaktionskomponente bzw. die weiteren Reaktionskomponenten können grundsätzlich in einer Mischung mit jeder der beiden Grundkomponenten vorliegen, vorzugsweise sollte die weitere Reaktionskomponente bzw. die weiteren Reaktionskomponenten jedoch in einer Mischung zusammen mit dem Di- oder Polyol gelagert werden.
Zusammensetzung 1
Zusammensetzung 2

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Brandschutzschaums zum Abschluß von Öffnungen, insbesondere zum Raumabschluß von Öffnungen in Wänden und/oder in Decken, wie beispielsweise Kabelabschottungen, Rohrabschottungen, Brandschutzfugen und/oder zum Einbringen in ein Hohlprofil, aus wenigstens einem Polyurethanschaum, wobei der Brandschutzschaum vorzugsweise durch Polyaddition wenigstens eines Di- und/oder Polyols und wenigstens eines vorzugsweise organischen Diisocyanats und gegebenenfalls wenigstens einer weiteren Reaktionskomponente erhalten wird, und wobei das Di- und/oder Polyol einen niedermolekularen oder polymeren und/oder das Diisocyanat einen aromatischen und/oder aliphatischen Rest aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Reaktionskomponente ausgewählt wird – aus der Gruppe der Alkohole, vorzugsweise Glycerin und/oder Ethylenglycol, und/oder – aus der Gruppe der organischen Zinnverbindungen und/oder der Gruppe der Amine, vorzugsweise Triethanolamin, und/oder – aus der Gruppe der Phosphate, vorzugsweise Ammoniumpolyphosphat, und/oder – aus der Gruppe weiterer Phosphate, vorzugsweise Phosphorpolyol, und/oder – aus der Gruppe weiterer Phosphate, vorzugsweise substituierter Alkylphosphate und weiter vorzugsweise halogenierter Alkylphosphate, insbesondere chlorierte Alkylphosphate wie beispielsweise Tris-(2-chlorisopropyl)phosphat, und/oder – aus der Gruppe der Phosphorsäureester und/oder – aus der Gruppe der Faserstoffe, vorzugsweise Glasfaserstoffe, und/oder – aus der Gruppe der Hydroxide, vorzugsweise Aluminiumhydroxid, mit einer mittleren Korngröße zwischen 10 bis 100 μm, insbesondere zwischen 35 bis 55 μm, und/oder – aus der Gruppe der Katalysatoren zur Polyaddition und/oder zur Schaumbildung, vorzugsweise aminfunktionalisierte Katalysatoren, insbesondere Bis-(2-dimethylaminoethyl)methylamin und/oder Cyclohexyldimethylamin, und/oder – aus der Gruppe der Farbstoffe und/oder – aus der Gruppe der Schaumstabilisatoren, vorzugsweise Türkischrotöl und/oder weiterer Polysiloxan-Polyether-Copolymere, und/oder daß es sich bei der weiteren Reaktionskomponente handelt um – Melamin und/oder – Rohvermikulit, vorzugsweise mit einer Korngröße von ≤ 2 mm, insbesondere von < 1 mm, und/oder – Graphit, vorzugsweise Blähgraphit, und/oder – eine wässrige Lösung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brandschutzschaum erhalten wird durch Umsetzung, insbesondere Polyaddition, wenigstens eines Di- oder Polyols in einer Konzentration zwischen 10 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 25 Gew.-%, und/oder wenigstens eines vorzugsweise organischen Diisocyanates in einer Konzentration zwischen 10 – 40 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 30 Gew.-%, und gegebenenfalls wenigstens einer weiteren Reaktionskomponente in einer Konzentration von – 2 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 4 bis 15 Gew.-% aus der Gruppe der Alkohole, insbesondere Glycerin und/oder Ethylenglycol, und/oder – 0,05 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,1 bis 3 Gew.-% aus der Gruppe der organischen Zinnverbindungen und/oder der Amine, insbesondere Triethanolamin, und/oder – ≤ 20 Gew.-%, vorzugsweise ≤ 10 Gew.-% aus der Gruppe der Phosphate, vorzugsweise Ammoniumpolyphosphat, und/oder – 2 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 3 bis 10 Gew.-% aus der Gruppe weiterer Phosphate, insbesondere Phosphorpolyol und/oder halogenierter Phosphate und/oder der Gruppe der Phosphorsäureester, und/oder – ≤ 20 Gew.-%, vorzugsweise ≤ 10 Gew.-% Melamin, und/oder – ≤ 20 Gew.-%, vorzugsweise ≤ 10 Gew.-% Rohvermikulit, und/oder – ≤ 10 Gew.-%, vorzugsweise ≤ 5 Gew.-% der Gruppe der Faserstoffe, insbesondere der Glasfaserstoffe, und/oder – von 2 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 5 bis 60 Gew.-% der Gruppe der Hydroxide, insbesondere Aluminiumhydroxid, und/oder – 2 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 5 bis 15 Gew.-% Graphit, insbesondere Blähgraphit, und/oder – ≤ 1 Gew.-%, vorzugsweise ≤ 0,5 Gew.-% der Gruppe der Katalysatoren zur Polyaddition und/oder zur Schaumbildung, und/oder – ≤ 5 Gew.-%, vorzugsweise ≤ 3 Gew.-% der Gruppe der Farbstoffe, und/oder – 0,1 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,5 bis 1 Gew.-% der Gruppe der Schaumstabilisatoren, insbesondere Türkischrotöl, und/oder – ≤ 3 Gew.-%, vorzugsweise ≤ 1,5 Gew.-% einer wässrigen Lösung, wobei die Konzentrationsangaben auf die Gesamtmenge des Brandschutzschaums bezogen sind.
Brandschutzschaum erhältlich gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche 1 bis 2.
Verwendung eines nach wenigstens einem der Verfahrensansprüche 1 bis 2 hergestellten Brandschutzschaums zur Herstellung eines Brandschutzformteils, wie beispielsweise eines Brandschutzziegels, eines Brandschutzblockes oder einer Brandschutzplatte.
Verwendung eines nach wenigstens einem der Verfahrensansprüche 1 bis 2 hergestellten Brandschutzschaums zur Verschäumung wenigstens eines Hohlraums eines Brandschutzbauteils, insbesondere eines Tür- und/oder Fensterrahmens.
Verfahren zur Herstellung eines Brandschutzbauteils mit wenigstens einem zur Aufnahme einer Brandschutzzusammensetzung ausgebildeten Hohlraum, insbesondere ein Fenster- oder Türrahmen, dadurch gekennzeichnet, daß ein insbesondere nach wenigstens einem der Verfahrensansprüche 1 bis 2 hergestellter Brandschutzschaum in den Hohlraum des Brandschutzbauteils eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Brandschutzschaum im fließfähigen Zustand in den Hohlraum eingebracht wird und daß das Aushärten des Brandschutzschaums im Hohlraum erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß während des Einbringens des Brandschutzschaums in den Hohlraum und/oder während des Aushärtens des Brandschutzschaums der Hohlraum gekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Brandschutzschaum nach dem Aushärten als Brandschutzformteil in den Hohlraum eingebracht wird.