DE1694334A1

DE1694334A1 - Flammfestmachen von Natur- und Kunststoffen

Info

Publication number: DE1694334A1
Application number: DE19671694334
Authority: DE
Inventors: Willy Dr-Ing Glaser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-06-20
Filing date: 1967-06-20
Publication date: 1971-07-22
Also published as: GB1130776A

Description

Flammfestmachen von Natär-und Kunststoffen, "\ 6 94334

Es ist bereits bekannt synthetische Schaumstoffe,die auf Basis von

; Γlammfest zu machen

Polyurethane, Polystyrol,^ Polyäthylene etc7~~her ge stellt werden/"! hauptsächlich durch Chlorierung, Bromierung,Zusatz von. Antüminoxyd

ur.a dergleicheneDas Resultat ist bis jetzt immer ein partielles gewesen ,insxcferne ^etwa in dem Sinne dass, die Bereits stattgefundene Entflammung bei Entfernung der zündenden Flamme wieder aufhört»

Abweichend davon, wird gemäsa, vorliegender Erfindung eine Entflammung im Allgemeinen vollkommen verhindert und in vielen Fällen praktisch; Unbrennbarkeit von ansonsten leichtest entflammbaren. Kunststoffen und auch Naturstoffen erzieltD_as geschieht durch Einverleibung von. kristall·

wasserhaltigen Verbindungen in die zu schützenden Formlinge,vorzugsweis« basische."*oder normale^Aluminiumsulfate oder aber basischer oder normaler Alaune,nicht nur Aluminium-Alaune"¹'·,sondern aiifh Ferrialaune und Misoh-Kristalle aus verschiedenen Alaunen»

Soweit es sich bei dem zu schützenden Material ujj poröse Beschaffenheit handelt kann die besagte Einverleibung am praktischesten als Inuprägni·.-rung erfolgen.Das betrifft vor Allem Urethan-Schäume,feinporig oder

(. jej.lalose_und/o}fc r^Holzstoffhaltiges Material wie^

grobporig,ferner auch HolzTlFappe",PresspTatten asupiK soweit sie wenigstens auf einer Seite saugfähig sindeGrobporiges und mittelporigeaj Material w,i£ fast alle Urethane-Schäume werden vorzugsweise mit geschmolzenen Alaunen imprägniert,feinporiges Material,wie Holz,Pappe und dgl. mit Γι 1 iiiiiii Π η 1111 ι ii ,.jii.ij.i i ii ili ιιιι ; _a

Wenn lose geschäumte Polystyrolperlen oder expandierte Polyethylen-Teilchen für Herstellung von Formungen in die entsprechenden Formen eingefüllt werden,ßo ergeben sich dazwischen aus geometrischen Gründen freie Zwischenräume_eD4ese werden gemäsa. der vorliegenden Erfindung iait

mit geschmolzenen Alaunen ausgefüllt,wobei infolge der ausgewöhnli kräftigen Klebfähigkeit dee. Alaunej an den Partikelalien Pormlinge von

109830/1616

FestigkeitsgradenTdie der vosuBamholz, entsprechen oder viel höherr liegen,nicht nur entsprechend der Menge des. Alaungehaltes,sondern.

auch entsprechend dem liiassergehalt.Verringerung des Wassergehalt um wenige Percent unterhalb theoretischen Menge steigert die mechanische Festigkeit der Formlinge in bedeutendem Masse»Auch Auslaugung von. Alaun wird auf diese Weise praktisch veraieden»

TJm jegliche Gefahr eines Verlustes von. Alaun zu verhindern, weraen die Schablonen fpr die Formlinge vorzugsweise aus Pappe oder tressplatten, gemacht.Beim Erstarren in diesen Schablonen verklebt der Alaun, die Formlinge mit der Schablone und diese kann einen Schutzanstrich erhalten vorzugsweise mit WasserabstossendeiL Material für grfcsste £,ebena>dauer.Die Brennbarkeit der Schablone wirkt sich deshalb überhaupt nicht aus,weil bei Annäherung der Frammen.,bezw. schon bei^ubernornLalea

Temperaturen,8θ- 90 Alaun, zusätzlich zu der Eindringung beim. Giessen desFormlings die Pappe durchdringt und sie vollends flammfest macht»

Höchstens Verkohlung kann, eintreten»

Der flammschützende Effekt der Alaune,der auf der starken. Endothermic der'Verdampfung des KristallwasserB beruht geht soweit dass>man im Allgemeinen von-Unbrennbarkeit spfechen kann_rZiei5V~"äTir aen Kohlenstoff ' von Polystyrol oder Polyäthylene ist das Gewichtsverhältnis gegen. über Alaun in der Grössenordnung von 1:100»Überraschenderweise tritt auch bei stärkstem Wärmeschock niemals eine Schmelzung des Alauns ein sondern ausschliesslich eine EAtwässerung,die zu immer höheren. Schw/elz» punkten führt .Im Extrerafalle bei totaler Entwässerung des Alaunsbildet

sioh schliesslich ein. Skelett von. sehr festem, tfassefreien ffrodukt.ia nur '

welchem^ungefähr 1# Kohlenstoff.inkrustiert iet._Die Verbrennungsluft wird auf diese Weise verlässlich ferngehalten^Dasselbe gilt von. den gemäss. Erfindung imprägnierten Polyuretansohäumen.Auch dort können, d Flammen normalerweise nur Karbonisierend wirken aber kein Brennen, bewirken*

109830/1516 _BAD original

* .· . 16S4334

Während gemass Vorstehendem Pappe indirekt zur Imprägnierung mit Alau* kommt und so zur Flammfestmachung kann«Pappef auch für sich «Hein, dem.

Verfahren gemäss Erfindung zurFlammfestmachung unterworfen werden, ebenso geeignete Papiersortei» und vor Allem Holz und Holzstoff und/oder Zellulose

ea_ enthaltende Materialien»In vielen Fällen istVdabei von ,Vorteil anstitt.

Alaunschmelze konzentrierte Aljaunlösungen zu verwenden,denn man kannin diesen kaiteh oder nur massig warmen Lösungen Natriumacatat auflösen.,

oaer Katrium sul|5it, NatriumThiosulfat.Wenn in diesen Fällen das imprägnierte Material aus dem Imprägnierungsbad entfernt wird und der Trocknung, überlassen wird entweicht zusammen mit dem verdunstenden Wasser auch «»«fry»·

die anderen flüchtigen Bestandteile ,nämlich Essigsäure bezw« S02 unter Zurücklassung eines basischen, wasserunlöslichen Natriumalaun·;«

für Die Erfindung kann auch direkt für Feuerlösohzwecke bezw^präventiy-

t
massnahmen gegenüber Feuersgefahr^insbesondere was flüssige Brennstoffe

expandierte anbelangt»Für diesen Zweck werden vorzugsweise Polystyrol -perlen oder expandierte Polyäthylen PaJtrtikel mit geschmolzenem. Alaun überzogen,faufweise mit nachfolgender Granulation um Agglomerate xän 1-3 cm max.Durchmesser zu bekommen.Die Mengenverhältnisse zwischen Alaun, und den expandierten Teilchen wird in diesenu Ver^endungszweck vorteilEafterweise so eingeetelltjdasB; dieses Feuerlöschmaterial grössjenordnungsmässig das gleiche specifische Gewifcht bekommt wieL flüssiger Brennstoff .Auf de^se Weise schwimmen die Teilchen innerhalb der Oberflächen·Zone und auf der Ober« fläche.In dieser für die Verbrennung kritischen Zone ergibt eich dann.

selektiv die endotherme Abtreibung des Kristallwassere und die Kühlung der Flammen die häu£fbis zum voständigen erlöschen führen können,oder

unzureichenden Mengen an Löschmaterial wenigstens zu einer Eindämmung für ZeitgewiniL«-Es versteht si oh, dass, auf die gleiche Weise die Erfindung ämch für präventiven Feuerschutz für Tanks mit flüssigen Brennstoffen verwenden kann.Das auf der Oberfläche des Brennstoffs schwimmende Feuerlöschmaterial kann ünerall dort,wo es sich um einen massigen Dampgdruck ccd flüssigen Brennstoffs haniiali ^irieiL wirkungsvollen Schutz bieten«»

BAD ORIGiNAL

-H-

Ausführungsbeiepiele.

1.Impregnation von Polyuretan-Schaum-Platten mit geschmolzenem Kalium-AlauheHinsichtlich der Vorrichtungen dafür gibt es es keine besonders

wesentlichen Unterschiede gegenüber bekannten Imprägnierungsverfahren^. ^λ u&ty Bad, d£r Alauiäsohmelze, wird bei Temperaturen zwischen 95 - 105°C

gearbeitet und es wird dafür gesorgt,dasei die Verluste an Kristallwasser

J von 25mm Plattendicke / sich in. massigen Grenzen halten_eDie Tmrweilzeit des Schäumst im* Bad bewegt sich im Gfebiet von 2-5 Minuten bei einer Tiefe trie zu 200 mm unter . der Badobergläche,wodurch Imprägnierungen von 1-5 nun Tief· zustande ,kommen entsprechend dem durchschnittlichen Porendurchmesser des Schaums. Durch Arbeit unter Verringertem atmosphärischen Druok,durch mechanisches Ausdrücken der*Luft,durch Anwendung von Vibratoren für die Badflüssigkeit oder durch Ultraschall-Behandlung kann die Verweilzeit verkürzt werden.Nach Abkühlung der imprägnierten Platte» und abgeschlossener Kristallisation sind die platten steif und besitzen genügend Tragfähigkeit um als Zwischenwände geeignet zu sein oaer für· Flammfeste Verkleid düngen.Ihr Specifisches Gewicht ist ^e nach Impränierungstiefe 0.2-0.6.

2.In einen Mischer,der sich an die Konstruktion von Zementmischern, anlehnt expandierte

werden 75 kgipolystyrolperlen oder 75 k£ expandierte Poly&thylenpartikel mit 2000 kg geschmolzenem Kalialaun gemischt bis die besagten expandierten

Teilchen vollständig mit der Schmelze benetzt sind,was. eine halbe Stunde

heizbaren
dauern kann.Duroh einenYDoppelmatel des Mischers wird die Temperatur des Inhalt zwischen 95*- 1O5°C gehalten und Kristallwasserverluste von wenigen Prozent während des Mischens werden zugelassen.Anschliessend wird der Mischerinhalt in Formen aus saugfähigem Pappendeckel entleert,oma und an-, schliesSend fest eingestampft «Die Pappende cke l^a*L_/^tfus ge press/tea aussen glänzenden Platten stehen in Popmen aus Metall oder starkem. Drahtgeflecht welche den Drmu# der beim Einstampfen auf den P_apendeckel ausgeübt wird von aussen fest abstützen_eAuf diese Weise können Bauelemente von 1—.

109830/1516

BAD ORIGINAL

Länge und hiinnpimnminmfcimmmaM zweckmässigerweiae 100- 300 mm. Dicke/und oder Höhe gefertigt werden»Inf' Ige das starken Klebeeffekts des Alauns haften

ν —

die Formen/ aus Pappendeokel oder gepressten Platten fest an den Formlinge» nach Abkühlung ^

und werden» &*$ ganzee_; aus der)Ausaenform herausgenommen,die nur zur Verstärkung während des Füllens uiid Stampfens dienteSoweit die besagte anhafteiide Verkleidung der Formlinge is» für Wasserabstossung verlangt,werden sie mit geigneten Anstricnen versehen.Ihr speoifischea Gewicht ist zwischen. 0.2 - 0.6, ihre Tragfähigkeit ist in_; der Grössenordnung von Holz oder grosser»

3«Granulate für Löschzwecke von Ölbränden oder für preventiven Schutz des.; Inhaltes von Öltanks»»Us wird in. analoger Weise gearbeitet wie gemäss

expandierte Beispiel 2,nur werden anstatt 75 kg blosa 58kgVPoly*thw£e.*«*fartik.el oder

08 kg Polystyrolperlen verwendet um eini Specifieches Gewicht des Produktes

(Ua

von 7»5 - 8,5 zu erzieleneFerner werdenymit dem Alaun überzogenen Teilchen auf flache Wannen, aus ge schüttet, wo sie in einer Schichten-Dicke von 1_t5··

2,0 cn erstarren können.Stampf en ist nicht nötigeAnschliessend wird daat; . Material auf f-3 cm grössten Durchmesser gebrochen und ist fertig für Öl-Löschzweoke oder zur Bedeckung «tax öloberflache in Öltanks«

4»Imprägnierung von Holio-Vorrichtungsmässig wird wie bei bekamxteüa

Holzimprägnierungen ve rxxfahren »Anstatt. Kalialaun wird Aluminiumsulfat von 17/iΘ9& AI203 verwendet welches zu einer Lösung vomi specifischen.

Gewicht von 1,3 aufgelost wird.Für je 100. kg Aluminiumsulfat werden der (d }

,3 g
(und- 2 kg

Lösung 20 kgWatriumaoetaty züge setzt, und $ufgelöst.Die Imprägnierung erfolgt unter starkem fcnterdruck um die Luft aus den Poren zu entfernen»Nachdem Die Lösung 2-9 mm in das Holz eingedrungen ist »wird es aus dem Bad her?.-.». nonmen und der Trocknung überlassen». Dabei. MBaadiaathdiBDHBBfhBiMBaoninaiBaihaudabel bildet sich unter Verdiutp&uaff von Essigsäure innerhalb der Poren basischer

wasserunlöslicher Natrium-JUaun^sowie baeisches Chromsulfat,ebenfalls wasserunlöslich»Sohon bei Annäherung einer Flamme tritt sofort Verdunstung' des ohemisoh gebundenen Wassers ein,was, die Entflammung verhindert»

109830/1516

Mit den vorstehenden Ausführungebeispiellen sind die Binaatzwöglichkeiten und. aie Durchführungsarten der Krfindung keineswegs.- begrenzt» Zwar gibt «β zum Beispiel auoh £Mat in Bezug auf die besagten, aohablenea eine groaae Zahl von Modifikationen,die zum Gegenstand der Krfindung gehören aber in. erster Linie bezieht sich das auf Modifikation in. Bezug auf die KrifitallwaHaerhaltigen stoffe*

Trotzdem beispielsweise kouitm Natrium phosphat wegen seines Kristallwassergehalt· β, von fast b($ sehr bemerkenswert ist'nehmen dooh Alumi niumsulfate und Alaune aduua trotz ihres Kristallwassergehalt«, unter

5 O^ eine in vieler Hinaioht bevorzugte Stellung ein,una zwar wegea Eigenschaften de?

der Klebstoffartigen öohmelze,welche eine grease Festigkeit der ferti gen formlinge bedingt und wegen der verhältniswäsaig geringen Löslich

keit von Kalialaun und AMMoniumalaun.Dazu kommt neoh eine besosaers bedeutsame iligenechai't dieser Stoff gruppe,nämlioh die ijlüfähigkeit

der Entwässerung.Üie früher erwähnte praktische Unbrenivbarkeit

der erfindungsgemäea erzeugten. Formlinge geht zum ^rosaen Teil auf

ι Wärmeübertragungadämmende Wirkung zurück die bei der Entwässerung der

besaiten einverleibten Verbindungen im Brandfall· an der überfläche

erfindimgsgemäsa derfgesohützten Formlinge zur Auswirkung kommt«I>ieae Blähung erzeugt eine «nwftfafrltlj;» Struktur von minimaler Wärmedurohläsfligkeit , zusätzlich zu d«m besagtenebenfalle flammabweisenden besagten Bndotheraie-Effekt»

Unter den vielen tausend kriatallwasaerhaltigen Stoffen die potentiell für Verwendung gemäes, Erfindung ebenfalle in Frahe kouuien gibt e»; zahlreiche Verbindungen,die bezüglich ihrer üier masagebenden Eigenschaften mit den Alaunen vergleichbar sind,allenfalls mit Ausnahme der wirtschaft· liehen I>eite,dennoch ist ihr· Verwendung im Rahmen der £rfindus£ siIq als Bestandteil der vorliegenden Erfindung anzuaehn!·

109830/1516 "-■ :/-^y'"\ . bad ORIGINAL

Claims

— I - ..

Verbesserungen im Flammfestmachen von entflammbare», organischen Stoffe», hauptsächlich synthetischen Schaumstoffen, aua Polyuretak,Polystyrol ede» Polyäthylen ,ferner aus. Naturstoffen, oder aus Stoffen teilweise natürlichen Ursprungs,wie Holz, Papier, Pappe., Pressglätten und anderem. Celluloae-hal tigern Material ,gekennzeichnet duroh Einverleibung von kris.-stallwasserhaltigen Verbindungen,hauptsächlich normalen oder basischen Aluminiumsulfaten oder Alaunen,oder auch Natriumphosphat und dergleichen

in die Formlinge aus diesem Material oder in Formlinge im Zuge ihrer Her- λ

stellung,wonachdie bei der Einverleibung geschmolzenen kristallwasserhaltigen Verbindungen innerhalb der Porositäten der Formlinge oder innerhalb der freien. Zwischenräume zwischen. Teilchen der Schaumstoffe (imi Zuge

der Herstellung der Formlinge)zum Erstarren gebracht werden»,vorzugsweise

vor Allem.

durfc'h spontane Wärmeabgabe,wobei der Flammfeetmachungseffektials Folge der Entwässerungs-Endothermie zustande gebracht wird ,welche bei Kontakt mit Flammen oder bet starker Überhitzung zum. Auftreten gebraoht wird«
2.Verbesaerungen gemäsa Anspruch 1 bezugnehmend auf polyuretan-Schäume,

(es sich bem )
dadurch ge kennzeichnet, das sj^aft* besagte Einverleibung um Imprägnierungen

handelt,hauptsächlich von Polyuretanschaumplatten,wobei die Imprägnierung vollständig sein kann oder nur zu einer begrenzten- Tiefe eingestellt wird und wobei Beschleunigung der Imprägnation durch an sich bekannten Methoden der Anwendung vonreduziertem AtmospherischenDruck erzielt wird,oder durch mechanische Mittel,durch Anwendung von. Vibratoren für das Bad oder von Ultraschallgeräten.

^Verbesserungen gemäsa. Anspruch 1 ,bezugnehmend auf geschäumte (expandierte)

109830/1516. _BA0 ORIGINAL

Polystyrol-Perlen oder auf geschäumte (expandierte)Polyäthylen-Teilchen wobei für die besagte Einverleibung der Kristallwasserhaltigen Verbindungen die besagten Teilchen, damit zusammengebracht werden um gemeinsam in Schablonen für die Formlinge eingestampft zu werden,wobei die kristall—

wasserhaltigen Verbindungen in die Zwischenräume zwischen, den besagten Teilchen zu liegen kommen,fallweise zusammen mit GTasfaserzusätzeit oder dgl., und wobei die besagten Schablonen vorzugsweise auas Pappe, Pressplatte».

oder ähnliche*⁷ Cellulosehaltigen Material gefertigt werden und wobei diese Schablonen an der fertigen ausgekühlten Formungen belassen werden, wenigstens zum Teil und pass«nderweise witer ausgenützt werden indem sie als Träger für Anstriche der-Formlinge dienen,vor Allem mit wasserabstos-

<Jiarzs ende η auf) Basis «mettgten Anstrichstoffen»

^Verbesserungen gemäaa; Anspruch 1-2,dadurch gekennzeichnet,dass die bieagten Formlinge alsj vorjferfertigte Bauelemente verwendet werden»

5»Verbesserungen gemäss Anspruch 1-3,dadurch ge kennzeichnet, das s> die

besagten besagten Produkte in granulierter Form oder bestehend aus^Teilchen,die

mit den besagten krietallwasserhaltigen Stoffen überzogen sind ala-> ₍/^r

Feuerlöschmittel zur Verwendung kommen »ler ale.Entflammung verhindernde Mittel vor Allem fü* flüssibge Brennstoffe,für welchen Zwecke sie bezüglich

ihres specifischen (iewichteaj so eingestellt werden,dasa sie wenigstensj gmfcttmammmiäinmnipHTniiamiiigannähernd mit den flüssigen Brennstoffen übereinstimmen, die a für ihre Schwimmfähigkeit in der Oberfüächenzone der flüssigen Brennstoffe und/oder auf ihrer Oberfläche,sowohl für den Fall dasaes sidS

um Feuerlöschung handelt aIb auch um präventiven Schuta in Vorratsbehälter! dieevr Brennstoffe«

6«Verbesserungen gemäea, Anspruch 1 bezugnehmend auf entflammbare

109830/1516

BAD ORIGINAL

wenigstens teilweise natürlichen Ursprünge»wie Holz» Bippe»Zellulose enthaltend« Pressplatten,Papier,dadurch gekennzeichnet,dp.aa· die besagt·» Kristallwasserhaltigen Stoff«, in yora. ihrer Lösungen Tür Imprägnierung·»

verwendet werden,vorzugaweis· alt Zusätzen· von Natriumaoetat^Natrium*» aulfit, Katrium^thiosuliat 'NatriuaL-i'ormiat, CrO.. oder anderen Bueätzm ■ die beim Trooknen der bereite imprägnierten Materialien im Innern der. Porositäten unlösliche basische Suxi'ate beaw, Alaune bilden,die in

9 '

auare.iohea.deia Hasse Aualaugungsieet sind« - / -

109830/1516