DE1054003B

DE1054003B - Verfahren zur Herstellung eines feuerhemmenden isolierenden Stoffes

Info

Publication number: DE1054003B
Application number: DEB34605A
Authority: DE
Inventors: Marcel Lucien Bertrand
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-02-20
Filing date: 1955-02-21
Publication date: 1959-03-26
Also published as: GB806438A; BE535844A; FR67563E; FR1093739A; GB806437A; CH339110A; FR67031E

Description

DEUTSCHES

kl. ου υ

INTERNAT. KL. C 04 b

PATENTAMT

B 34605 IVc/80 b

ANMELDETAG: 21. FEBRUAR 1955

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 26. MÄRZ 1959

Es sind bereits feuerhemmende Erzeugnisse zum Schutz entzündlicher Materialien gegen die Wirkung von Feuer oder großer Hitze bekannt. Bei diesen auf der Basis von Glimmerstoffen oder von natürlichen Aluminium- und Magnesiumsilikaten hergestellten Erzeugnissen werden als Bindemittel Vinylazetat, Vinylchlorid, Zement usw. verwendet. Diese Bindemittel werden jedoch durch die Einwirkung der Hitze leicht zerstört, so daß die feuerhemmenden Erzeugnisse zu Staub zerfallen, wenn sie großer Hitze ausgesetzt werden.

Ein vollkommener Abschluß und ein mechanischer Schutz für die zu schützenden Materialien sind somit nach dem Verbrennen der Bindemittel nicht gewährleistet, so daß sich die Flammen ausbreiten und eine Entzündung der zu schützenden Materialien hervorrufen können.

Durch die Erfindung soll die Herstellung eines feuerhemmenden isolierenden Stoffes ermöglicht werden, der diese Nachteile nicht aufweist. Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von der zur Herstellung von solchen Stoffen an sich bekannten. Maßnahme aus, ein Bindemittel mit einem natürlichen Glimmerstoff zu mischen, der sich in schuppenförmigem Zustand befindet und dessen Schuppen durcheinanderliegen. Die Erfindung besteht bei einem solchen Verfahren im wesentlichen darin, daß die Schuppen oder Lamellen des natürlichen Glimmerstoffes vor dem Mischen mit dem Bindemittel z. B. durch Auswalzen gestreckt werden. Auf diese Weise wird ein auch hohen Temperaturen widerstehender Stoff erhalten, in dem die Schuppen des Glimmerstoffes eine ausgeprägte Lamellenform bzw. eine längliche Form aufweisen und der auf Grund der durch, die unregelmäßige Lagerung der Glimmerschuppen und Blättchen erreichten, gegenseitigen mechanischen Abstützwirkung selbst nach der Zerstörung des Bindemittels erbalten bleibt und eine gute Isolierwirkung gegen Wärme, Schall, Wasser, salzhaltigen. Nebel, starke Säuredämpfe usw. aufweist. Dabei kann durch das Walzen ein Teil der zwischen den Glimmerlamellen enthaltenen Luft oder die gesamte Luft ausgetrieben werden, so daß die Lagerungsdichte der Schuppen nach Wahl geregelt und die Schutzwirkung des fertigen Isolierstoffes dem späteren Verwendungszweck z. B. als Überzug bzw. Anstrich angepaßt werden kann.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der natürliche Glimmerstoff, der z. B. Wurmstein, (Vermikulit) sein kann, vor dem Auswalzen mit Wasser oder einem Lösungsmittel angefeuchtet wird. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die gereckten Schuppen des natürlichen GlimmeTStoffcs mit einem in Flüssigkeit gelösten oder Verfahren

zur Herstellung eines feuerhemmenden isolierenden Stoffes

Anmelder: Marcel Lucien Bertrand, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Paap, Patentanwalt, München 22, Mariannenplatz 4

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 20. Februar, 25. Oktober 1954 und 11. Februar 1955

Marcel Lucien Bertrand, Paris, ist als Erfinder genannt worden

emulgierten Bindemittel gemischt, so daß das Glimmermaterial wie eine dicke. Flüssigkeit verarbeitet und zu einem Film oder einer dünnen Haut ausgebreitet werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird der natürliche Glimmerstoff in ausgewalztem, schuppenartigem, durcheinanderliegendem Zustand, z. B. Wurmstein (Vermikulit), mit einem Bindemittel auf der Grundlage von kopolymerem Latex von Butadien-Styren gemischt, das dem Erzeugnis außer der Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen sowie einer guten Wärmeisolierung und Kondensationsfreiiheit eine bessere Widerstandsfähigkeit gegen Wasser und tiefe Temperaturen verleiht.

Nach einer anderen Durchführungsform des Verfahrens kann der im ausgewalzten, schuppenartigen, durcheinanderliegenden Zustand befindliche natürliche Glimmerstoff, z. B. Wurmstein (Vermikuilit), mit einem Bindemittel nach Art eines Mischpolymerisates aus Chlor-Vinylazetat, eines Mischpolymerisates aus Chlor-Vinylazetat und Maleinsäure oder von Polyvinylchlorid gemischt werden, das dem Stoff außerdem ein erhöhtes Reflexionsvermögen, für Strahlen bei der Anwendung zur Wärmeisolierung sowie eine bessere mechanische Widerstandsfähigkeit und eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen Altern ■ verleiht.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der ausgewalzte schuppige, unregelmäßig

809 787/494

gelagerte natürliche Glimmerstoff, z. B. Wurmstein, mit einem Bindemittel auf der Grundlage von Polyesterharzen mit einem mit dem Harz verträglichen Katalysator gemischt, das eine erhöhte Unbrennbarkeit, eine bessere Wärmeisolierung und eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Schallübertragung sowie eine erhöhte Schwingungsfreiheit gewährleistet.

Gemäß der weiteren Erfindung wird der ausgewalzte, in schuppigem ungeordnetem Zustand befindliche natürliche Glimmerstoff, z. B. Wurmstein (Vermikniit), mit einem Bindemittel auf der Grundlage von Epichlorhydrinharzen gemischt, das sowohl einen erhöhten Abnutzungswiderstand als auch eine erhöhte Unbrennbarkeit ergibt.

Die Herstellung eines Stoffes gemäß der Erfindung kann insbesondere in folgender Weise erfolgen:

Der natürliche Glimmerstoff, z. B. Wurmstein (Vermikulit), wird zunächst gemischt und dann je nach Körnung mit 50 bis 75% seines Gewichtes mit Wasser oder einem Lösungsmittel benetzt, das für die als Bindemittel verwendeten Harze verträglich ist; große Körnungen nehmen mehr Wasser oder Lösungsmittel auf.

Nach einer Absorptionszeit von 2 bis 5 Stunden erfolgt das Auswalzen.

Das Auswalzen bzw. Strecken der Schuppen oder Lamellen des Wurmsteins (Vermikulit) kann entweder mittels einer Batterie gleicher oder vorzugsweise unterschiedlicher Drehwalzen oder durch Anwendung von Stoßdruck, durch Mahlsteine, mittels einer Presse oder durch sonstige zum Erreichen eines ausreichenden Auswalzens bzw. Streckens geeignete Mittel erfolgen. Vorzugsweise werden Stahlwalzen verwendet. Dabei soll sich eine Walze etwa 50% schneller drehen als die andere, damit beim Auswalzen eine genügende Streckung erfolgt. Die Walzen sollen zum Erreichen eines gleichmäßigen Auswalzens auf der gesamten Fläche eingespannt sein. In der gleichen Weise verfährt man mit Mahlsteinen; vorzugsweise werden glatte. Mahlsteine verwendet, damit ein etwaiges Herausreißen infolge der Porosität der Mahlsteine verhindert wird.

Das Auswalzen erfolgt je nach der zu erreichenden Schutzwirkung des Stoffes in einem Arbeitsgang oder zwei bzw. drei Arbeitsgängen in der Weise, daß Lamellen verschiedener Dicke erhalten werden. Für eine vollkommene Schutzwirkung ist ein zwei- oder dreimaliges Auswalzen zu empfehlen. Dabei kann man Wurmstein (Vermikulit) verschiedener Granulierungen verwenden.

Bei der Berührung mit-Flammen und unter dem Einfluß von Hitzestrahlen hoher Temperatur verwickeln sich die Wurmsteinlamellen infolge des normalen Aufblähen« und Quellens mit- bzw.. ineinander und ergeben ein fest zusammenhaltendes Gerüst, das dem Stoff eine große. Widerstandsfähigkeit verleiht.

Die Lamellen überlagern .sich dabei in ihrer Blätterung und bilden gewissermaßen sich gegenseitig abstützende Brücken im fertigen Stoff, so daß nach dem Zerfall des Bindemittels keinerlei Zerbröckeln oder Zerstörung durch Rissebildung eintritt, was sich bei pulverförmigem Glimmerstoff bzw. Wurmstein nicht vermeiden läßt. Durch das gegenseitige Ineinandergreifen und Überlagern der Lamellen bzw. Schuppen wird eine rein mechanische Wirkung erreicht, die jedem Träger eine Widerstandsfähigkeit und Schutzwirkung bei mehr als 1000° C verleiht, ohne daß die Oberfläche entflammt und. eine innere Entzündung stattfinden kann.

Dabei wird eine gute Schallisolierung erreicht, da die ineinandergreifenden und überlagerten Lamellen bzw. Schuppen wie eine Membran wirken, durch welche die Schallwellen gedämpft werden. Der Glimmerstoff kann mit gleichen Granulierungen angewendet werden, oder es können verschiedene Granulierungen gewählt werden, die durch Aussieben mit 10er- bis 30er-Sieben gewonnen werden, um Lamellen bzw. Schuppen verschiedener Dimensionen

ίο zu bilden. Zur Herstellung eines schwer entflammbaren, hohen Temperaturen widerstehenden Erzeugnisses nimmt man zwei oder drei Auswalzungen vor, damit eine größere Dichte erreicht wird.

Soll dagegen ein schallisolierendes Erzeugnis ge-

!5 wonnen werden, das .Schwingungen von Blech aufnimmt, Stoßgeräusche, Luftgeräusche usw. dämpft,, so erfolgt nur eine einmalige Auswalzung.

Verschiedene Granulierungen sind insbesondere zur Erreichung einer größeren Schmiegsamkeit bei unbrennbaren Überzügen oder Verkleidungen aus Gewebe erforderlich, die bei hohen Temperaturen von 1000 bis 1500⁰C widerstandsfähig sein sollen. Die so erhaltenen Lamellen bilden dabei durch Überlagerung eine zusammenhängende Masse. Sie werden im Augenblick der Zusetzung zum Bindemittel zerstreut.

Man fügt den erhaltenen Wurmstein (Vermikulit) in Anwesenheit von Wasser oder einem mit dem verwendeten Bindemittel verträglichen organischen Lösungsmittel einem plastifizierten Bindemittel zu. Dann mischt man das Ganze, um den gewünschten unbrennbaren, schalldämpfenden oder wärmehaltenden Überzug zu erhalten.

Als Bindemittel kann man in Wasser emulgiertes Vinylacetat oder -chlorid, ein in einem Lösungsmittel lösliches Polystyrolharz, Harnstofformaldehydharz usw. verwenden.

Für den gemäß der Erfindung'hergestellten Stoff bestehen wegen seiner in hohem Maße feuerhemmenden und zugleich schall- und wärmeisolierenden Eigenschaften die verschiedensten Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise als Anstrich, Verkleidung oder Belag auf Materialien aller Art, wie Kupfer, Aluminium, Chrom, Stahl, Holz, Holzzus ammen-

*5 Setzungen, Beton, Ziegelsteine, Gips, Preßstoffen usw. Auch kann der Stoff mit Vorteil als Füllstoff z. B. bei der Herstellung von hohen Temperaturen widerstehenden, wärmeisolierenden Platten durch Pressen sowie als Füllstoff bei der Herstellung von Massen aus Papier, Kautschuk, vinylartigen Massen, Preßholz usw. verwendet werden. Auch besteht die Möglichkeit, den Stoff als Hülle an Stelle eines Verpackungsmaterials zum Schutz gegen Wärmestöße bei Granaten, Torpedos, Geschoßkisten, Kraftstoffbehältern usw. zu verwenden.

Bei allen Anwendungsarten werden bemerkenswerte Ergebnisse erzielt.

So erbringt z. B. ein Oberflächenauftrag von 0,5 bis 0,8 mm Stärke oder mehr aus einer Lage des feuerhemmenden und isolierenden Stoffes auf Pannele aus Glasfasern und auf Schalen aus Glasfasern jeder Länge, Stärke und Dichte, die beispielsweise durch natürliche oder künstliche Harze usw. zusamengehalten werden, eine Steigerung ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Hitze- auf 600 bis 900 und 1000° C, ohne daß die Glasfasern zerstört werden.

Unter Anwendung des Stoffes gemäß der Erfindung können demgemäß feuersichere undwärmeisolierende Scheidewände hergestellt werden, die bei 900 bis 1000⁰C und mehr feuerbeständig sind, z.B. feuer-

Claims

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5 6

sichere Trennwände auf Schiffen und wärme- Schutz gegen Feuer dienen. Es widersteht außerdem

isolierende Scheidewände aller Art, wie Türen, auch Säuredämpfen und niedrigen Temperaturen.

Podeste usw. -n · . , „

Beispiel 3

Beispiel 1 _{5 Das verwe}ndete Bindemittel ist folgender Art: ein

Man verwendet: . Mischpolymerisat aus Chlor-Vinylazetat; ein Misch-

Polyvinylazetat in Dispersion in Wasser, polymerisat .aus Chlor-Vinylazetat und Maleinsäure;

plastifiziert mit 13% Trikresylphosphat 16,0 kg Polyvinylchlorid.

Natürliches Glimmermaterial in Form von Beispielsweise werden hiervon verwendet 10,5 kg

abgeblättertem Wurmstein (Vermikulit), _{Mit b}i_ättrigem. lamellenartigem Wurm-

das durch ein 30er-Sieb durchgeht, mit ■ _stein (Vermikulit) im trockenen Zustand 38,0 kg

75 % seines Gewichtes mit Wasser be- Äthylazetat '. 19,5 kg

netzt ist und zweimal gewalzt ist, das Methyläthylketon ''.'.".','.'.'.'.['.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. 8*0 kg

Ganze im benetzten Zustand 51,5 kg Toluol .' 19 0 k°-

^Wasser ³²'^{5 1{}g ¹⁵ Trikresylphosphat oder Dibutylphthalat .. δ',Ο kg

Zusammen: 100,0 kg Zusammen: 100,0 kg Man mischt das natürliche geblätterte Wurmstein-Material, das mit 75% seines Gewichtes mit Wasser Das auf diese Weise hergestellte Erzeugnis besitzt angefeuchtet ist, und läßt das Wasser 5 Stunden lang 20 ein besonders ausgeprägtes Strahlenreflexiorisveraufsaugen. mögen sowie eine große mechanische Widerstands-Dann plastifiziert man die Dispersion des Polyvinyl- fähigkeit und eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen azetates unter kräftigem Rühren und läßt die Masse Altern.

24 Stunden lang bei einer Temperatur von 20 bis Beispiel 4

25 C stehen. _ ²5 £)_as verwendete Bindemittel ist ein Polyesterharz Anschließend bringt man die 16kg des plastinzier- _{mit dnem mit dem Harz ver}träglichen Katalysator:

ten Azetates in ein eine gute Pastenbildung bewirkendes Flügel-Rührwerk und fügt etwa die Hälfte der Hiervon werden verwendet 60,0 kg

51,5 kg des ausgewalzten Wurmsteines (Vermikulit) Dazu blättriger lamellenartiger Wurm-

zu. Man läßt das Rührwerk 5 Minuten lang laufen 30 stein in trockenem Zustand 38,5 kg

und fügt dabei die Hälfte der 32,5 kg Wasser zu. Katalysator 1,5 kg

Nach 20 Minuten Mischdauer setzt man den Rest Zusammen: 100,0 kg an Wurmstein und Wasser zu und mischt das Ganze

nochmals 20 Minuten lang. Das Gemisch kann, wie oben beschrieben, behandelt

In der gleichen Weise geht man bei in Lösungs- 35 werden.

mitteln löslichen Harzen vor. Es wird lediglich das Das Erzeugnis kann vorzugsweise angewendet

AVasser durch die mit dem verwendeten. Harz vertrag- werden, um insbesondere bei der Herstellung von

liehen Lösungsmittel ersetzt. Das gleiche gilt für das Behältern, Schutzverkleidungen für Radar, deko-

Anfeuchten des Wurmsteines vor dem Auswalzen. rativen Pannelen, Tischbezügen, Dachplatten, Ge-

Die anzuwendende Menge an Wasser oder Lösungs- 40 hausen und Motorhauben von Fahrzeugen, Helmen mittel hängt von der Viskosität ab, die erforderlich und Kappen, Flugzeugteilen, Karosserien und Kühlist, um einen dickeren oder dünneren Überzug zu er- schränken die Fäden der mineralischen, pflanzlichen reichen. oder künstlichen Fasern ersetzen.

Nachstehend sind als nicht einschränkende Beispiele weitere Durchführungsformen gemäß der Erfin- 45 Beispiel 5
dung beschrieben, bei denen das eigentliche unbrenn- _{Das verwendete} Bindemittel ist ein Epichlorhydrinbare Material Bindemitteln zugemischt wird, die ^_3ΓΖ
durch Harze verschiedener Natur entsprechend der .

beabsichtigten Anwendung der Erzeugnisse gebildet Hiervon werden verwendet 50,0 kg

werden. 50 Blättriger, lamellenartiger Wurmstein in

ρ ■.„;.! 9 trockenem Zustand 25,0kg

^^eiSpielZ Äthylazetat 15,0 kg

Das verwendete Bindemittel ist ein kopolymerer Ligroin 10,0 kg

Latex von Butadien-Styren, vorzugsweise mit einem ₇ mn η w

hohen Gehalt an Styren (60 bis 80%) mit 45% 55 zusammen, ιυυ,υ Rg

festem Material. Die Stoffe können, wie oben beschrieben, gemischt

τ-, , < λ λ π, werden. Das erhaltene Erzeugnis bietet eine erhöhte

Davon werden verwendet .... 14,0 kg Abnutzungsfestigkeit, insbesondere, wenn es als Ver-

Blattnger lamellenartiger Wurmstein kleidung oder Belag für Materialien aller Art, haupt-

(Vermikulit), mit_ Wasser in einer _{6o sachHch a]s Bodenbelag verwendet wird}. Außerdem

Menge von 7a »/0 semes Gewichtes ange- _{wdst es eine sehr hohe Unbren}nbarkeit auf.

feuchte , das Ganze im angefeuchteten _{Man kann den erfindungsgemäßen} Erzeugnissen

Zustand rVni ^{Stoffe wie} Kieselerde, Asbest, Aluminium, Quarz

^{VX asser} ^'^{U g} oder Kieselgur zusetzen, welche die Widerstands-

Zusammen: 100,0 kg 65 fähigkeit der Erzeugnisse gegen hohe Temperaturen

verstärken.

Das erhaltene Erzeugnis kann als Verkleidung für Patentansprüche:
Papier, Karton oder sonstige Träger verschiedener

Zusammensetzung verwendet werden, die zur Schall- 1. Verfahren zur Herstellung eines auch bei.

dämpfung, Wärmedämmung und als Abschluß oder 70 hoher Temperatur feuerhemmenden, zugleich

schall- und wärmeisolierenden Stoffes durch Mischen eines Bindemittels mit einem natürlichen Glimmerstoff, der sich in schuppenförmigem Zustand befindet und dessen Schuppen ■durcheinanderliegen und ineinandergreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuppen oder Lamellen, des natürlichen Glimmerstoffes vor dem Mischen mit dem Bindemittel — z. B. durch Auswalzen — gestreckt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß der natürliche Glimmerstoff vor dem Auswalzen mit Wasser oder einem Lösungsmittel angefeuchtet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bindemittel ails natürlicher Glimmerstoff Vermikulit (Wurmsteim) zugemischt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der natürliche Glimmerstoff dem Bindemittel in Form von Schuppen oder Lamellen ungleicher Dicke zugemischt wird.

ίο
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuppen bzw. Lamellen des natürlichen Glimmerstoffes mit einem der folgenden Bindemittel gemischt werden: einem plastifizierten oder emulgierten gelösten Bindemittel, einem kopolymeren Latex von Butadien-Styren, einem Mischpolymerisat von Chlor-Vinylazetat, einem Mischpolymerisat von Chlor-Vinyliazetat und Maleinsäure, Polyvinylchlorid, Polyesterharz mit einem mit dem Harz verträglichen Katalysator oder Epichlorhydrinharz.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung Kieselerde, Asbest, Aluminium, Quarz oder Kieselgur zugesetzt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 363 244, 425 506,

973, 832 567, 862 517, 906 196;

Zeitschrift: Sprechsaal für Keramik, Glas, Email,

1952, S. 171, linke Spalte, Absatz 1.