DE19652352A1

DE19652352A1 - Brandgeschützte Verbundsysteme

Info

Publication number: DE19652352A1
Application number: DE1996152352
Authority: DE
Inventors: Michael Dr Breuer; Hans-Peter Dr Seelmann; Frieder Hohwiller; Klaus Hofmann; Juergen Dr Fischer
Original assignee: Dr Wolman GmbH
Current assignee: Dr Wolman GmbH
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1998-06-18

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 8 cm Dicke. Die Schaumstoffe sind zwar in der Regel so in die Verbundsysteme eingebaut, daß weder Feuer noch große Mengen Luft direkt an die Schaumstoffe gelangen können, im Brandfall können thermoplasti sche Schaumstoffe jedoch zusammenschmelzen und die begrenzenden Wandflächen beschädigt werden, so daß auch ein Brand der Schaum stoffschicht 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 auf ge 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 intumeszierende Massen in den erfindungsgemäßen Verbundsyste men können prinzipiell alle bekannten derartigen Massen einge setzt werden. Besonders geeignet sind intumeszierende Massen mit starkem Aufschäumverhalten und guter Witterungsbeständigkeit. Be vorzugte Intumeszenzmassen sind beispielsweise solche, die Bläh graphit enthalten, wobei weitere das Intumeszenzverhalten unter stützende Hilfsstoffe in diesen Massen enthalten sein können. Üb liche Hilfsstoffe sind dem Fachmann bekannt. Vorteilhaft werden auch Massen eingesetzt, welche die folgenden Komponenten enthal ten:

a) eine phosphorhaltige Stickstoffverbindung,
b) einen Polyalkohol,
c) ein Treibmittel 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 Treibmittel 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) Ammoniumpolyphosphat, als Komponente b) Dipenta erythrit, als Komponente c) Dicyandiamid und als Komponente d) Blähgraphit und Aluminiumhydroxid.

Die Mischung der Komponenten kann durch übliches mechanisches Mi schen erfolgen.

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 Brandherdes 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.

Beispiele Beispiel 1

Eine intumeszierende Mischung aus

43,0 Gew.-% Wasser
2,0 Gew.-% 1-Methoxypropan-2-ol
0,5 Gew.-% ethoxyliertem Alkylphenol (Lutensol® AP9)
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)
(Gew.-%-Angaben jeweils bezogen auf die Gesamtmasse der Mischung)

wurde auf ein gelochtes 50 mm-Winkelprofil aus Aluminium aufge tragen. Die Auftragsmenge entsprach 400 g/m². Die Löcher des 2 mm dicken Profils hatten einen Durchmesser von 7 mm und waren regel mäßig über die Gesamtfläche verteilt (ca. 1 Loch/cm²).

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.

Beispiel 2

Ein unbehandeltes Glasfaser-Gittergewebe der Breite 550 mm (Maschenweite 0,4 cm, Gewicht ca. 120 g/m²) wurde mit Hilfe eines Foulard (Spaltbreite 0,7 mm) 2 × mit einer Beschichtung der unten angegebenen Zusammensetzung belegt. Nach jeder Belegung wurde je weils bei 130°C 5 Minuten getrocknet. Insgesamt wurde so eine Auftragsmenge (fest) von 350 g/m² erreicht.

Zusammensetzung

41,36 Gew.-% Polyvinylacetatdispersion (wäßrig, 50 gew.-%ig, Vinofan® V 800, BASF AG)
18,61 Gew.-%Wasser
0,60 Gew.-% Netzmittel, Lumiten® IRA (BASF AG)
0,10 Gew.-% Polysiloxanentschäumer, Byk® 031 (Byk-Chemie)
4,20 Gew.-% Isodecyldiphenylphosphat, Santicizer® 148 (Monsanto GmbH)
12,90 Gew.-% Ammoniumpolyphosphat, Hostaflam® AP 422 (Hoechst AG)
9,40 Gew.-% Dicyandiamid
7,80 Gew.-% Dipentaerythrit
5,03 Gew.-% Blähgraphit, blähfähiger Naturgraphit
C-Gehalt < 96%, Blähvolumen 200-230 cm³

/g,
Expan® MBS (Tropag O. Ritter Nachf. GmbH).

Aus der so gefertigten Netzbahn wurden 20 × 20 cm große Ab schnitte abgetrennt und wannenförmig um die Schmalseite einer Styropor® F 215 Platte der Maße 20 × 20 × 5 cm gelegt. Die Befes tigung erfolgte durch Auftragen (4-4,5 kg/m²) eines Armierungsput zes (Sto REP®).

Nach dem Abbinden des Putzes wurde die Schmalseite des Styropor blocks mit einem Bunsenbrenner (Abstand Oberkante Bunsenbrenner- Styroporplatte: 14 cm) von unten beflammt. Dabei sammelte sich schmelzendes Polystyrol auf dem intumeszierenden Gitter und bil dete zusammen mit dem Thermoschaum in wenigen Sekunden eine brandhemmende Kruste, die als Brandsperre ein weiteres Schmelzen oder Brennen der EPS-Platte verhinderte. Der Versuch wurde nach 5 Minuten abgebrochen. Bis dahin war etwa 1/4 der EPS-Platte ge schmolzen.

Beispiel 3

Nach dem Versuchsaufbau aus Beispiel 2 wurde eine Intumeszenz masse geprüft, die auf ein handelsübliches Glasfasergittergewebe (Vitrulan®, Typ SD 4423 G/55, Maschenöffnung 3,0 × 3,0 mm, Ge wicht ca. 165 g/m²) aufgebracht war (ca. 250-290 g/m²). Die Masse hatte folgende Zusammensetzung:

46,00 Gew.-%Wasser
2,00 Gew.-% 1-Methoxypropanol-2
0,50 Gew.-% Netzmittel, ethoxyliertes Alkylphenol, Lutensol® AP 9 (BASF AG)
0,40 Gew.-% Polysaccharidverdicker, Kelzan® S (Lanco, Ritterhude)
12,30 Gew.-% Ammoniumpolyphosphat, Hostaflam® AP 422 (Hoechst AG)
11,40 Gew.-% Dipentaerythrit
12,30 Gew.-% Dicyandiamid
15,00 Gew.-% Methylphenylsiliconharz, Silres® MP 42 E (Wacker Chemie GmbH, München
0,10 Gew.-% Polysiloxanentschäumer, Byk® 033 (Byk-Chemie).

Durch die Intumeszenzmasse wurde eine wirksame Brandsperre er reicht.

Beispiel 4

Analog zu Beispiel 3 wurde folgende Intumeszenzmasse verwendet:

22,50 Gew.-% Trikresylphosphat, Disflamoll® TKP (Bayer AG)
2,00 Gew.-% 1-Methoxypropanol-2 Aluminiumhydroxide,
16,96 Gew.-% Apyral® 1
12,19 Gew.-% Apyral® 15 (VAW-Vereinigte Aluminium Werke AG)
12,19 Gew.-% Apyral® 25
1,06 Gew.-% Zinkborat
10,60 Gew.-% Blähgraphit, blähfähiger Naturgraphit C-Gehalt < 95% (LUH - Georg Luh GmbH, Walluf)
22,50 Gew.-% PVC-Harz, Vinolit® P 4472 (Vinolit-Kunststoff GmbH).

Durch die Intumeszenzmasse wurde eine wirksame Brandsperre er reicht.

Beispiel 5

Analog zu Beispiel 3 wurde folgende Intumeszenzmasse verwendet:

24,40 Gew.-% Wasser
1,00 Gew.-% 1-Methoxypropanol-2, Solvenon® PM (BASF AG)
0,20 Gew.-% Netzmittel, ethoxyliertes Alkylphenol, Lutensol® AP 9 (BASF AG)
0,30 Gew.-% Polysaccharidverdicker, Kelzan® S (Lanco, Ritterhude)
15,00 Gew.-% Ammoniumpolyphosphat, Hostaflam® AP 422 (Hoechst AG)
15,00 Gew.-% Melamin
14,00 Gew.-% Pentaerythrit
8,00 Gew.-% Blähgraphit, blähfähiger Naturgraphit, C-Gehalt < 95% Expan® MBS (Tropag; O. Ritter Nachf. GmbH
22,00 Gew.-% Butadien-Styrol-Copolymerdispersion, Styrofan® LD 421 (BASF AG)
0,10 Gew.-% Polysiloxanentschäumer, Byk® 033 (Byk-Chemie).

Mit diesem intumeszierenden System wurden ähnliche Ergebnisse er halten wie in den Beispielen 3 und 4.

In allen Fällen konnte die Eignung als Brandsperre unter Beweis gestellt werden.

Beispiel 6

In Anlehnung an DIN 4102, Teil 1, 4./3 wurde die Wirksamkeit eines erfindungsgemäßen mit Intumeszenzbeschichtung versehenen Glasfasergewebes als Brandsperre in einem Wärmedämmverbundsystem (WDVS) der Maße 3,50 × 1,25 × 0,15 m geprüft.

Als Untergrund wurden senkrecht stehende Kalziumsilikatplatten (Promatect®-Platten) der Stärke 10 mm verwendet. Der gewählte Aufbau entspricht einem 3 Komponentenaufbau für WDVS-Systeme.

Der Aufbau der WDVS beginnt ca. 50 cm über dem Boden.

Beispiel 6a (Brandsperre im Bodenbereich des WDVS, U-förmig)

Die Promatect®-Trägerplatte wurde mit Sto-Putzgrund® vorgestri chen. Anschließend wurde ca. 3,5-4,0 kg Sto-Bentonspachtel® A, dem 20% Zement P 235 zugemischt wurde, mit der Traufel aufgetra gen. Die zugeschnittenen EPS-Platten der Abmessung 1,250 × 0,500 × 0,15 m vom Typ Styropor® F 215 (20 g/l) wurden in den Betonspachtel eingedrückt. Auftretende Unebenheiten wurden plan geschliffen. Zusammen mit der untersten EPS-Platte wurde ein beschichtetes Glasfasergewebe nach Beispiel 2 der Maße 1700 × 550 mm als Brandsperre so in das WDVS eingearbeitet, daß es die untere Schmalseite der EPS-Platte wannenförmig (U-förmig) umschloß.

Auf die EPS-Platten wurde ein Armierungsputz der Fa. Sto (Sto REP®) aufgetragen, die Seitenteile wurden ebenfalls mit dem Spachtel verputzt, so daß das gesamte WDV-System der Maße 3500 × 1250 mm vollständig eingekleidet war. Auftragsmenge ca. 4-4,5 kg/m².

Nach dem Auftragen des Armierungsspachtels wurde ein Sto-Glasfa sergewebe (Gewicht ca. 150 g/m²) eingebettet und mit der Traufel eingepreßt.

Beispiel 6b (Brandsperre in 50 cm Höhe des WDVS, S-förmig)

Der Aufbau erfolgte analog Beispiel 6a mit folgender Abweichung:
Zwischen den beiden unteren EPS-Platten wurde ein Glasfasergewebe nach Beispiel 4 der Maße 1700 × 550 mm als Brandsperre so einge arbeitet, daß es den Stoß beider Platten S-förmig umschloß.

Beide Prüfkörper (Beispiel 6a und 6b) wurden mit Putzgrund der Fa. Sto (Sto Primer®) vorgestrichen. Der Auftrag betrug 50-100 g/m². Abschließend wurde ein weißer synthetischer Kratzputz der Fa. Sto (Stolit Kratz K2®) aufgetragen und mit der Traufel verarbeitet Auftrag ca. 3-4 kg/m²).

Als Zündquelle für die Brandversuche wurde eine Kiefernholz- Krippe mit einem Gewicht von 25,0 kg (nach Gewichtskonstanz) verwendet. Die einzelnen Kiefernholzstücke der Maße 4 × 4 × 50 cm wurden im Abstand von 4 cm zu einem Würfel gestapelt. Insgesamt ergaben sich ca. 14 Lagen. Die Konditionierung erfolgte bei Nor malklima 8 Tage).

Beim Abbrand der Holzkrippe wurden im unteren Bereich des Prüf körpers Temperaturen zwischen 800-950°C gemessen. In 3 m Höhe lagen die Temperaturen bei max. Intensität zwischen 350-450°C.

Brandversuch nach Aufbau 6a

Nach ca. 11-12 Min. wurde kurzzeitig brennend abtropfendes EPS aus dem Bodenbereich des Prüfkörpers beobachtet. Nach Ablauf einer weiteren Minute war dieser Vorgang beendet und der Prüfkör perboden abgedichtet. Das vollständig zugeschäumte Gewebe verhin derte den weiteren Austritt von geschmolzenem EPS.

Brandversuch nach Aufbau 6b (Brandsperre in 50 cm Höhe des WDVS S-förmig eingeputzt)

Der Versuchsaufbau entspricht dem Fassadenbereich der durch Fen ster, Balkone oder Rollädenkästen das Einputzen des Brandschutz gewebes in den Bodenbereich des WDVS nicht möglich macht.

Bei dem Brandversuch wurden deutlich stärkere Flammenintensitäten erreicht. Nach ca. 17 Min. trat Selbstverlöschung ein.

Beispiel 7 Sandwichelemente

Es wurden 2 Sandwichelemente aus expandiertem Polystyrol (EPS) (20 g/l) der Dicke von ca. 100 mm mit beiderseitiger Blechabdec kung (Dicke 0,5 mm) hergestellt. Die Länge und Breite der Ele mente betrug jeweils 530 mm.

Bei beiden Elementen wurde die Verbindung des EPS mit den Blechen durch Verkleben mit einem handelsüblichen Polyurethan-Kleber er reicht (Auftragsmenge 100 g/m²).

Während beim ersten nicht erfindungsgemäßen Element das Verkleben ohne Netzeinlage erfolgte, wurde beim zweiten Element auf beiden Seiten des EPS ein mit Intumeszenzmaterial nach Beispiel 2 be schichtetes Glasfasergewebe (der Abmessung 530 × 530 mm) in den Kleber eingelegt.

Nach 31 Tagen Klimalagerung bei Normalklima (DIN 50 014) wurden beide Elemente im Brandversuchsstand nach DIN 4102, Teil 8 (Mai 1986) mit Beflammung nach DIN 4102, Teil 2 (Juni 1986) ge prüft. Auf der nicht beflammten Seite der Elemente wurden jeweils 2 Temperaturfühler angebracht. Der erste Temperaturfühler wurde an der diagonalen Probenmitte befestigt, der zweite 10 cm hori zontal daneben. Tabelle 1 zeigt den Temperaturverlauf an den Meß stellen (Mittelwert).

Temperaturerhöhung an der Außenseite der Sandwichelemente

Der Versuch mit dem Element ohne Brandschutzausrüstung wurde be reits nach 13 Minuten abgebrochen, da sich das außenliegende Blech stark verformte. Das erfindungsgemäß mit Brandschutz verse hene Element zeigte eine deutlich verzögerte Temperaturerhöhung im Vergleich zum Element ohne Brandschutzausrüstung.

Claims

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 Wärmedämm verbundsysteme 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. Brandgeschützte Verbundsysteme nach den Ansprüchen 1 bis 7, in denen die intumeszierende Masse Blähgraphit enthält.

10. Verfahren zum Brandschutz von Verbundsystemen gemäß den An sprüchen 1 bis 9, 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.

11. 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 9.