DE19639842A1 - Brandgeschützte Verbundsysteme - Google Patents
Brandgeschützte VerbundsystemeInfo
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind brandgeschützte Ver
bundsysteme, enthaltend eine Schaumstoffschicht zwischen zwei
Wandflächen, wobei die Schaumstoffschicht an den Rändern, an der
Oberfläche und/oder im Innern als Raumteiler mit Profilen, Git
tern oder Netzen versehen ist, welche mit einer intumeszierenden
Masse getränkt, beschichtet oder auf andere Weise in Kontakt ge
bracht sind oder im wesentlichen aus einem intumeszierenden Ver
bundmaterial bestehen.
Weiterhin sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Ver
fahren zum Brandschutz von Verbundsystemen sowie die Verwendung
von Profilen, Gittern oder Netzen, welche mit intumeszierenden
Massen getränkt, beschichtet oder auf andere Weise in Kontakt ge
bracht sind oder im wesentlichen aus einem intumeszierenden Ver
bundmaterial bestehen, zum Brandschutz von Verbundsystemen.
Schaumstoffenthaltende Verbundsysteme finden weite Verbreitung
als Wärme- und Schallschutzisolierung, besonders an Gebäuden und
in Fahrzeugen. Schaumstoffenthaltende Verbundsysteme (Sandwich
teile) werden auch als tragende Fertigbauteile bei der Errichtung
von Lagerhäusern, Kühlräumen oder Büro- und Wohncontainern einge
setzt. Da viele Schaumstoffe brennbar sind, können derartige Ver
bundsysteme im Brandfall zu Problemen führen. Dies gilt ins
besondere für dicke Schaumstoffschichten von mehr als 10 cm
Dicke. Die Schaumstoffe sind zwar in der Regel so in die Verbund
systeme eingebaut, daß weder Feuer noch große Mengen Luft direkt
an die Schaumstoffe gelangen können, im Brandfall können thermo
plastische Schaumstoffe jedoch zusammenschmelzen und die begren
zenden Wandflächen beschädigt werden, so daß auch ein Brand der
Schaumstoffschicht nicht ausgeschlossen werden kann. Ein solcher
Brand kann sich dann in dem Verbundsystem, also beispielsweise an
der Gebäudeaußenfläche, ausbreiten.
Zum Brandschutz von brennbaren Gegenständen oder Gebäudeteilen
ist es bisher üblich, die gefährdeten Oberflächen mit intumeszie
renden Beschichtungen, beispielsweise Anstrichen oder Folien, zu
versehen. Die Verwendung intumeszierender Massen im baulichen
Brandschutz ist beispielsweise aus EP-A-694 574 bekannt. Zum
Brandschutz von schaumstoffhaltigen Verbundsystemen ist eine
solche Beschichtung jedoch wenig geeignet, da im Brandfall die
Schaumstoffe schmelzen können und danach nicht mehr durch die
Beschichtung eingeschlossen bzw. geschützt sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, brandge
schützte Verbundsysteme zu finden, in denen intumeszierende Bau
elemente so eingesetzt werden, daß sie einen Brand wirksam ver
hindern können.
Demgemäß wurden die eingangs beschriebenen brandgeschützten Ver
bundsysteme, ein Verfahren zum Brandschutz derartiger Verbund
systeme sowie die Verwendung von Profilen, Gittern oder Netzen,
welche mit intumeszierenden Massen getränkt beschichtet oder auf
andere Weise in Kontakt gebracht sind oder im wesentlichen aus
einem intumeszierenden Verbundmaterial bestehen, zum Brandschutz
von Verbundsystemen gefunden.
Unter Verbundsystemen mit einer Schaumstoffschicht zwischen zwei
Wandflächen sollen hier alle Bausysteme verstanden werden, in
denen Schaumstoffschichten durch Wände oder Deckschichten vom
Außenraum abgetrennt sind.
Weite Verbreitung haben derartige Verbundsysteme beispielsweise
als Wärmedämmverbundsysteme zur Wärmeisolierung von Gebäudeaußen
wänden gefunden.
Unter der Fachbezeichnung Wärmedämm-Verbundsystem versteht man
Dämmsysteme auf der Außenseite von Gebäudeaußenwänden, bei denen
die Dämmplatten mit Klebemasse und ggf. mit zusätzlichen Dübeln
oder mit einem Schienensystem befestigt werden und mit einer
Putzschicht versehen werden. Zur Verhinderung von Spannungsrissen
wird in die Putzschicht eine Gewebearmierung eingebettet.
Die witterungsabweisende Schlußbeschichtung kann aus Kunstharz
putzen bestehen, die üblicherweise in einer Dicke bis 5 mm aufge
bracht werden oder aus mineralischen Putzen in einer Dicke bis 20
mm. In speziellen Fällen werden auf die armierte Grundputzschicht
auch sogenannte "Flachverblender" aufgeklebt, die eine mauerwerk
sähnliche Oberflächengestaltung ermöglichen. Derartige Dämm
systeme werden vermehrt zur Erfüllung der wärmeschutztechnischen
Anforderungen an Gebäuden verwendet.
Ebenso kann die beidseitige Schlußbeschichtung aus Stahlblechen
oder -folien bestehen. Solche Elemente werden vermehrt für Lager
hallen und zum Bau von Wohn- und Bürocontainern eingesetzt.
Weitere Verbundsysteme im Sinne der vorliegenden Erfindung sind
z. B. solche, wie sie im Fahrzeugbau verwendet werden. Dort
werden, beispielsweise im Wagon- und Flugzeugbau, zwischen Innen-
und Außenwand häufig Schaumstoffschichten eingebaut, die der
Wärme- und Schallisolierung dienen. In Kraftfahrzeugen werden
Schaumstoffverbundsysteme oder entsprechende Bauteile beispiels
weise im Innenbereich zum Personenaufprallschutz verwendet.
Weiterhin können auch Behälter aus erfindungsgemäßen wärme
isolierenden Verbundsystemen aufgebaut sein.
Als Schaumstoffe in den erfindungsgemäßen brandgeschützten Ver
bundsystemen kommen verschiedene thermoplastische Schaumstoffe in
Betracht, wie geschäumtes Polystyrol, Polyolefine wie Polyethylen
und Polypropylen sowie Polyvinylchlorid. Auch duroplastische
Schaumstoffe eignen sich zum Einsatz in den erfindungsgemäßen
Verbundsystemen, beispielsweise vernetzte Polyurethane sowie
Melamin-, Phenol- und Harnstoff-Formaldehydharze.
Besonders weite Verbreitung und daher besondere Bedeutung hin
sichtlich einer Brandschutzausrüstung haben Verbundsysteme, in
denen die Schaumstoffschicht im wesentlichen aus Polystyrol, so
genanntem expandierten Polystyrol (EPS), besteht.
Weiterhin sind brandgeschützte Verbundsysteme zu nennen, in denen
die Schaumstoffschicht im wesentlichen aus geschäumtem Poly
urethan besteht.
Die dem Brandschutz dienenden Profile, Netze und Gitter müssen so
beschaffen sein, daß sie im Falle des Schmelzens des Schaumstof
fes ihre Position kaum verändern und auf diese Weise, nach ent
sprechender Temperatureinwirkung und dem Aufschäumen der Intumes
zenzmasse, eine stabile Abschottung des dem Brand ausgesetzten
Bereichs aufweisen. Als Materialien für die Profile, Netze oder
Gitter sind daher beispielsweise Metallbleche, Glasfasern oder
auch thermostabile Kunststoffe, wie Hart-PVC, geeignet.
Die mit der Intumeszenzmasse versehenen Profile, Gitter oder
Netze können auf verschiedene Weise in den Verbundsystemen an
geordnet sein. Besonders geeignet ist eine Anordnung, in der die
Profile, Gitter oder Netze in die Fugen zwischen den Schaumstoff
platten eingebracht werden. Diese Anordnung ist besonders
effektiv und wirtschaftlich: Mit geringem Aufwand an Intumeszenz
material wird eine besonders wirkungsvolle Abschottung von Ver
bundsystembereichen im Brandfall erreicht. Dazu reicht z. B. das
Anbringen eines entsprechenden schmalen Netzstreifens etwa in der
Breite der Dämmplatte zwischen den Platten, insbesondere in den
horizontalen Fugen.
Neben der Anordnung von Profilen, Netzen oder Gittern in den
Fugen hat sich insbesondere für Wärmedämmverbundsysteme auf
Gebäudeoberflächen eine weitere Möglichkeit als vorteilhaft er
wiesen. Dazu werden die Armierungsgitter oder -netze zur Stabili
sierung der Putzschicht mit einer intumeszierenden Masse getränkt
oder beschichtet. Die Armierungsgitter bestehen meist aus Glas
fasermaterial oder Kunststoffen und lassen sich einfach mit
Intumeszenzmassen beschichten. Die Gitter oder Netze werden dann
auf die Dämmplatten geklebt und dienen dann der Haftung des
Putzes sowie der Verhinderung von Spannungsrissen im Putz und, im
Fall der genannten Beschichtung, auch dem Brandschutz.
Eine weitere Ausführungsform besteht darin, die Dämmplatten unter
Verwendung von Gittern oder Netzen mit Intumeszenzmasse ent
haltenden Klebern mit schwer- oder nichtbrennbaren Beschichtungen
wie Stahlfolien zu verbinden.
Geeignete Intumeszenzmassen, die zum Tränken oder Beschichten der
Profile, Netze oder Gitter oder zum Einarbeiten in entsprechende
Verbundmaterialien verwendet werden können, sind bereits bekannt.
Als Intumeszenzmassen werden Materialien bezeichnet, die unter
Hitzeeinwirkung aufschäumen und dabei einen isolierenden und
hitzebeständigen Schaum ("Thermoschaum") bilden, der die darunter
liegenden Flächen und Substrate vor der Feuer- und Hitzeeinwir
kung schützt. Neben der klassischen Dreiermischung aus Kohlen
stoffspender, Dehydrationsmittel und Treibmittel, z. B. Zucker,
Ammoniumphosphat und Melamin, sind auch Zweikomponentensysteme
entwickelt worden wie z. B. Melaminphosphat in Mischung mit
Borsäure und zunehmend kommen auch Einkomponentenmaterialien zum
Einsatz. Zu den letzteren zählen neben den altbekannten Alkali
silikaten "Wasserglas" auch Blähglimmer, Blähgraphit, Perlit,
Rohvermiculit u. a.
Als intumeszierenden Massen in den erfindungsgemäßen Verbund systemen können prinzipiell alle bekannten derartigen Massen ein gesetzt werden. Besonders geeignet sind intumeszierende Massen mit starkem Aufschäumverhalten und guter Witterungsbeständigkeit. Vorteilhaft werden daher Massen eingesetzt, welche die folgenden Komponenten enthalten:
Als intumeszierenden Massen in den erfindungsgemäßen Verbund systemen können prinzipiell alle bekannten derartigen Massen ein gesetzt werden. Besonders geeignet sind intumeszierende Massen mit starkem Aufschäumverhalten und guter Witterungsbeständigkeit. Vorteilhaft werden daher Massen eingesetzt, welche die folgenden Komponenten enthalten:
- a) eine phosphorhaltige Stickstoffverbindung,
- b) einen Polyalkohol,
- c) ein Teibmittel und
- d) gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe.
Gut geeignete intumeszierende Mischungen im Sinne der Erfindung
enthalten als phosphorhaltige Stickstoffverbindung(en) a)
Ammonium-, Melamin-, Dimelamin-, Harnstoff-, Dicyandiamid-,
Carbamid- und Guanidinphosphate oder deren Mischungen. Bevorzugte
Verbindungen a) sind Ammoniumpolyphosphate und Melaminphosphate
oder deren Gemische.
Der Gehalt der Komponente a) in der intumeszierenden Mischung
beträgt im allgemeinen 2 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis
40 Gew.-%, bezogen auf die Mischung a) bis d).
Geeignete Polyalkohole b) sind Glycerin, Glycerinprodukte,
Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Tetraphenylethylenglycol,
Di-Trimethylolpropan, 2,2-Dimethylolbutanol, Dipentaerythrit,
Tripentaerythrit, EO/PO-Trimethylolpropan, EO/PO-Pentaerythrit,
Zucker, Polysaccharide wie Stärke und Cellulose und deren
Mischungen.
Bevorzugt sind schwerlösliche mehrwertige Alkohole wie
Dipentaerythrit oder deren Gemische.
Der Gehalt der Komponente b) in der intumeszierenden Mischung be
trägt im allgemeinen 2 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis
20 Gew.-%, bezogen auf die Mischung a) bis d).
Geeignete Teibmittel c) sind Melaminderivate wie beispielsweise
Melamincyanurate, Melaminphosphate, Melaminborate und nieder-
und hochmolekulare Polyethylenimine sowie in der Hitze CO₂ oder
Wasser abspaltende Verbindungen wie Carbonsäuren, Dicarbonsäuren,
deren Derivate und anorganische Salze wie CaCO₃ und Ammonium
carbonat.
Bevorzugt sind im Wasser schwerlösliche Stickstoffverbindungen
wie Melamin und Melamincyanurat oder deren Gemische.
Der Gehalt der Komponente c) in der intumeszierenden Mischung be
trägt im allgemeinen 0 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis
20 Gew.-%, bezogen auf die Mischung a) bis d).
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die intumes
zierende Mischung als Komponente d) noch Zusatzstoffe enthält,
z. B. blähdruckentwickelnde Stoffe wie Blähgraphit, anorganische
Füllstoffe wie Calciumcarbonat, wasserfreisetzende Stoffe wie
Aluminiumhydroxyd, Magnesiumhydroxyd, Calciumhydroxid und Barium
hydroxid, vorzugsweise Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid,
weiterhin Weichmacher, Verdicker, Verlaufsmittel, Entschäumer,
Haftvermittler und insbesondere rheologische Zusätze.
Weitere geeignete Flammschutzadditive sind beispielsweise Borver
bindungen wie Borsäure, Metallborate, Aminoborate und Borane,
organische Halogenverbindungen, wie hochchlorierte aliphatische
Kohlenwasserstoffe, aliphatische und aromatische Bromverbindungen
(z. B. Hexabromcylododecan) und Chlorparaffine, Metallocene, wie
Ferrocen, Azidodicarbonsäurediamide, roter Phosphor und
organische Phosphorverbindungen, wie chlorhaltige Phosphorpolyole
auf Basis oligomerer Phosphorsäureester.
Die Summe der Komponenten d) kann in der vorteilhaften Mischung
zu 0 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 50 Gew.-% enthalten
sein, bezogen auf die Mischung a) bis d).
Der Gewichtsanteil aus blähdruckentwickelnder Komponente und an
organischen Füllstoffen oder wasserfreisetzenden Stoffen in der
Gesamtmasse der Komponente d) liegt üblicherweise im Bereich von
20 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 30 bis 50 Gew.-%,
bezogen auf die Gesamtmasse der Komponente d).
Besonders gut geeignete intumeszierende Mischungen enthalten als
Komponente a) Ammoniumphosphat, als Komponente b) Dipenta
erythrit, als Komponente c) Dicyandiamid und als Komponente d)
Blähgraphit und Aluminiumhydroxid.
Die Beschichtung der Profile, Netze oder Gitter mit den intumes
zierenden Massen kann z. B. durch Streichen, Rollen, Rakeln,
Spritzen - mittels Druckgasen oder vorzugsweise mittels der Air
less-Methode - oder durch Tauchen erfolgen. Um die Witterungsbe
ständigkeit zu erhöhen, kann auf die Intumeszenzschicht auch eine
Deckschicht, z. B. ein Lack, aufgetragen werden.
Eine besonders einfache und wirkungsvolle Möglichkeit des Brand
schutzes von Verbundsystemen besteht darin, die Profile, Gitter
oder Netze mit intumeszierenden Klebestreifen zu versehen. Der
artige Klebestreifen sind handelsüblich. Besonders geeignet ist
der selbstklebend ausgerüstete Streifen Exterdens® F der Firma
Dr. Wolman GmbH, da er neben den günstigen brandschutztechnischen
Eigenschaften eine ausgeprägte Langzeitstabilität aufweist.
Neben Tränken und Beschichten ist es auch möglich, insbesondere
Profile aus intumeszierenden Verbundmaterialien, beispielsweise
auf PVC-Basis, herzustellen. Derartige Verbundmaterialien sind in
der älteren deutschen Patentanmeldung (O.Z. 0975/000101) be
schrieben, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird.
Die Profile, Gitter oder Netze können auch auf andere Weise mit
der intumeszierenden Masse in Kontakt gebracht werden. So können
beispielsweise die Schaumstoffplatten zuerst mit einer Intumes
zenzmasse beschichtet werden und anschließend das Profil, Gitter
oder Netz aufgebracht werden. Im Brandfall kann sich der Intu
meszenzschaum dann z. B. mit dem Netz verbinden und auf diese
Weise eine stabile Abschottung des Bandherdes bewirken.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Brandschutz von Verbundsyste
men ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Schaumstoffschicht an
den Rändern, an der Oberfläche und/oder im Innern als Raumteiler
mit Profilen, Gittern oder Netzen versieht, welche mit einer
intumeszierenden Masse getränkt, beschichtet oder auf andere
Weise in Kontakt gebracht sind oder im wesentlichen aus einem
intumeszierenden Verbundmaterial bestehen.
Die Verwendung von Profilen, Gittern oder Netzen, welche mit
einer intumeszierenden Masse getränkt oder beschichtet sind,
stellt eine wirkungsvolle Möglichkeit des Brandschutzes von
schaumstoffhaltigen Verbundsystemen dar.
Eine intumeszierende Mischung aus
43,0 Gew.-% Wasser
2,0 Gew.-% 1-Methoxypropan-2-ol
0,5 Gew.-% ethoxyliertem Alkylphenol (Lutensol® NP9)
0,4 Gew.-% Kelzan® S (Hersteller: Lanco, Ritterhude)
10,4 Gew.-% Ammoniumpolyphosphat
10,4 Gew.-% Melamin
9,8 Gew.-% Pentaerythrit
5,4 Gew.-% Blähgraphit
18,0 Gew.-% Butylacrylat-Styrolcopolymer Acronal® 290D
0,1 Gew.-% Polysiloxanentschäumer Byk® 033 (Byk-Chemie)
wurde auf ein 50 mm-Winkelprofil aus Aluminium aufgetragen. Die Auftragsmenge entsprach 400 g/m².
43,0 Gew.-% Wasser
2,0 Gew.-% 1-Methoxypropan-2-ol
0,5 Gew.-% ethoxyliertem Alkylphenol (Lutensol® NP9)
0,4 Gew.-% Kelzan® S (Hersteller: Lanco, Ritterhude)
10,4 Gew.-% Ammoniumpolyphosphat
10,4 Gew.-% Melamin
9,8 Gew.-% Pentaerythrit
5,4 Gew.-% Blähgraphit
18,0 Gew.-% Butylacrylat-Styrolcopolymer Acronal® 290D
0,1 Gew.-% Polysiloxanentschäumer Byk® 033 (Byk-Chemie)
wurde auf ein 50 mm-Winkelprofil aus Aluminium aufgetragen. Die Auftragsmenge entsprach 400 g/m².
Drei Schaumstoffblöcke aus expandiertem Polystyrol (EPS) der Maße
500×500×50 mm wurden durch Dübel übereinander an einer Mauer be
festigt. Zwischen die EPS-Platten und an den äußeren Begrenzungs
kanten der EPS-Schicht wurden die beschichteten Winkelprofile be
festigt. Die so gebildete Schaumstoffdämmschicht wurde mit einem
Armierungsnetz versehen und mit einer Putzschicht abgeschlossen.
Als Simulation eines Brandes an einem Fenstersturz wurde diese
Konstruktion von der Unterkante her mit einem Bunsenbrenner be
flammt. Die Konstruktion überstand eine 20 minütige Beflammung,
ohne daß das Schaummaterial anfing zu brennen.
Claims (10)
1. Brandgeschützte Verbundsysteme, enthaltend eine Schaumstoff
schicht zwischen zwei Wandflächen, wobei die Schaumstoff
schicht an den Rändern, an der Oberfläche und/oder im Innern
als Raumteiler mit Profilen, Gittern oder Netzen versehen
ist, welche mit einer intumeszierenden Masse getränkt, be
schichtet oder auf andere Weise in Kontakt gebracht sind oder
im wesentlichen aus einem intumeszierenden Verbundmaterial
bestehen.
2. Brandgeschützte Verbundsysteme nach Anspruch 1 als Wärme
dämmungsverbundsysteme im Gebäudebau.
3. Brandgeschützte Verbundsysteme nach Anspruch 1 im Fahrzeug
bau.
4. Brandgeschützte Verbundsysteme nach den Ansprüchen 1 bis 3,
in denen die Schaumstoffschicht im wesentlichen aus geschäum
tem Polystyrol besteht.
5. Brandgeschützte Verbundsysteme nach den Ansprüchen 1 bis 3,
in denen die Schaumstoffschicht im wesentlichen aus geschäum
tem Polyurethan besteht.
6. Brandgeschützte Verbundsysteme nach den Ansprüchen 1 bis 5,
in denen die Profile, Gitter oder Netze in die Fugen zwischen
den Schaumstoffplatten eingebracht werden.
7. Brandgeschützte Verbundsysteme nach Anspruch 2, in denen die
Armierungsnetze oder -gitter zur Stabilisierung der Putz
schicht mit einer intumeszierenden Masse getränkt oder be
schichtet sind.
8. Brandgeschützte Verbundsysteme nach den Ansprüchen 1 bis 7,
in denen die intumeszierende Masse die folgenden Komponenten
enthält:
- a) eine phosphorhaltige Stickstoffverbindung,
- b) einen Polyalkohol,
- c) ein Treibmittel und
- d) gewünschtenfalls weitere Zusatzstoffe.
9. Verfahren zum Brandschutz von Verbundsystemen gemäß den An
sprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schaum
stoffschicht an den Rändern, an der Oberfläche und/oder im
Innern als Raumteiler mit Profilen, Gittern oder Netzen ver
sieht, welche mit einer intumeszierenden Masse getränkt, be
schichtet oder auf andere Weise in Kontakt gebracht sind oder
im wesentlichen aus einem intumeszierenden Verbundmaterial
bestehen.
10. Verwendung von Profilen, Gittern oder Netzen, welche mit
einer intumeszierenden Masse getränkt oder beschichtet sind
oder im wesentlichen aus einem intumeszierenden Verbund
material bestehen, zum Brandschutz von Verbundsystemen gemäß
den Ansprüchen 1 bis 8.
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DE1996139842 DE19639842C2 (de) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | Brandgeschütztes Verbundsystem |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1996139842 DE19639842C2 (de) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | Brandgeschütztes Verbundsystem |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19639842A1 true DE19639842A1 (de) | 1998-04-02 |
DE19639842C2 DE19639842C2 (de) | 2002-04-18 |
Family
ID=7807134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1996139842 Expired - Fee Related DE19639842C2 (de) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | Brandgeschütztes Verbundsystem |
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- 1996-09-27 DE DE1996139842 patent/DE19639842C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE19639842C2 (de) | 2002-04-18 |
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