DE19738771A1 - Binder for fire resistant mineral wool products - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bindemittel für Mineralwolle gemäß den Ansprüchen 1 und 13 sowie ein gebundenes Mineralwolleprodukt gemäß Anspruch 18.The present invention relates to a binder for mineral wool according to claims 1 and 13 and a bound Mineral wool product according to claim 18.
Zum Binden von Mineralwolle, insbesondere Steinwolle und Glaswolle ist es seit langem bekannt ein Bindemittel auf Basis von Phenol-Formaldehyd-Harz auf die Fasern, vorzugsweise im Fallschacht im Anschluß an das Zerfaserungsaggregat aufzubringen.For binding mineral wool, especially rock wool and glass wool has long been known as a binder based on Phenol-formaldehyde resin on the fibers, preferably in the chute in To be connected to the defibration unit.
Hierbei wird das Bindemittel des Standes der Technik vorzugsweise auf die Fasern als wäßrige Lösung beziehungsweise Dispersion aufgesprüht, wobei das Phenol-Formaldehydharz dann aufgrund der noch relativ hohen Temperaturen der Fasern auf der Faseroberfläche weiter polymerisiert und durch den Polymerisationsprozeß die einzelnen Fasern, insbesondere an Kreuzungspunkten von Fasern, miteinander verbindet, weil die Fasern, die auf einem Kreuzungspunkt übereinander liegen dort durch erstarrte Harztröpfchen quasi eingebettet werden und somit die Verschiebbarkeit der einzelnen Fasern untereinander behindern bzw. verhindern.The binder of the prior art is preferred here on the fibers as an aqueous solution or dispersion sprayed on, the phenol-formaldehyde resin then due to the still relatively high temperatures of the fibers on the fiber surface polymerizes and the individual fibers through the polymerization process, especially at points of intersection of fibers the fibers that lie on top of each other at a crossing point are there solidified resin droplets are virtually embedded and thus the Prevent the individual fibers from being able to move among themselves or prevent.
Mineralwolleprodukte werden bekanntlich als Schutz gegen Wärme, Kälte, Schall oder Brand eingesetzt und werden zum überwiegenden Teil nach DIN 4102 als nichtbrennbar eingestuft. Zu diesem Zweck muß daher der Anteil an organischem - also brenn- oder schwelbarem Material - auf einem Minimum gehalten werden.Mineral wool products are known to protect against heat, Cold, noise or fire are used and are predominantly classified as non-combustible according to DIN 4102. For this purpose, therefore the proportion of organic - i.e. combustible or smolderable - material be kept to a minimum.
Ein anderes Kriterium neben der Nichtbrennbarkeit ist die Widerstandsfähigkeit der Mineralwolleprodukte gegen eine Feuerbeanspruchung, welche insbesondere beim Einsatz dieser Produkte als Brandschutzelement zum Tragen kommt. Another criterion besides the non-combustibility is the Resistance of the mineral wool products to one Fire exposure, especially when using these products comes into play as a fire protection element.
Bekanntlich bestimmt sich die Feuerwiderstandsfähigkeit nach der Dauer, bei der bei einem bestimmten Temperaturanstieg auf einer Seite des Brandschutzelementes, beispielsweise einer Feuerschutztüre, die andere Seite des Brandschutzelementes unter einer definierten Grenztemperatur, zum Beispiel 180°C, bleibt. Die Standzeit des Brandschutzelementes bis zum Erreichen der Grenztemperatur auf der kalten Seite in Minuten ergibt die Feuerwiderstandsklasse, wobei nach DIN 4102, Teil 5, zum Beispiel die Einstufung in die Feuerwiderstandsklasse T 30 eine 30-minütige Standzeit bedeutet, T 60 eine 60-minütige Standzeit usw.As is well known, fire resistance is determined by the Duration of a certain temperature rise on one side of the Fire protection element, such as a fire door, the other Side of the fire protection element below a defined limit temperature, for example 180 ° C remains. The service life of the fire protection element up to to reach the limit temperature on the cold side in minutes the fire resistance class, whereby according to DIN 4102, part 5, for example the Classification in fire resistance class T 30 a 30-minute service life M 60 means a 60-minute service life, etc.
In der Vergangenheit wurden zum Erzielen von hohen Brandschutzwerten Schichtstrukturen verwendet, wie beispielsweise in der DE-A 38 24 598, die als Brandschutzschicht ein Gemisch aus einem wasserabspaltenden Hydroxid, etwa Aluminiumhydroxid und Wasserglas oder Kieselsol verwendet, die als verbindende Schicht zwischen zwei Körpern aus gebundener Mineralwolle angeordnet ist.In the past, high levels have been achieved Fire protection layer structures used, such as in the DE-A 38 24 598, which as a fire protection layer is a mixture of water-releasing hydroxide, such as aluminum hydroxide and water glass or silica sol used as the connecting layer between two Bound mineral wool bodies are arranged.
Eine darüber hinausgehende Lehre offenbart das deutsche Gebrauchsmuster DE-U 295 07 498, welches ein Brandschutzelement mit Schichtstruktur offenbart, welches eine mittlere Schicht aus anorganischem Material umfaßt, das bei Temperatureinwirkung Wasser abspaltet und formstabil bleibt und als vorgefertigtes Halbzeug zwischen den äußeren Schichten aus gebundener Mineralwolle angeordnet ist.German teaching reveals further teaching Utility model DE-U 295 07 498, which has a fire protection element Layer structure reveals which a middle layer of inorganic Includes material that splits off water when exposed to temperature and remains dimensionally stable and as a prefabricated semi-finished product between the outer Layers of bound mineral wool is arranged.
Dieser Stand der Technik hat sich durchaus bewährt, jedoch sind hierfür naturgemäß erhöhte Schichtdicken erforderlich, um zu befriedigenden Feuerwiderstandswerten zu gelangen.This state of the art has proven itself, however this naturally requires increased layer thicknesses in order to satisfactory fire resistance values.
Würde man die im Stand der Technik angegebenen Brandschutzschichten weglassen, dann besteht die Gefahr, daß die Mineralwolle des verwendeten Brandschutzelementes bei möglichen hohen Brandtemperaturen zusammensintert, wodurch das Brandschutzelement relativ schnell seine Wirksamkeit verliert. Bei welchen Temperaturen ein Sintern der Mineralwolle eintritt, hängt wiederum von der Beschaffenheit der verwendeten Mineralwolle ab. Would you give the specified in the prior art Omit fire protection layers, then there is a risk that the Mineral wool of the fire protection element used at possible high Fire temperatures sintered together, creating the fire protection element loses its effectiveness relatively quickly. At what temperatures Sintering of the mineral wool occurs depends on the nature the mineral wool used.
Hierbei ist insbesondere eine Mineralwolle von großem Interesse, die eine sehr geringe Biobeständigkeit aufweist. Die Bewertung derartiger Mineralwollen ist in den Vorschriften der TRGS 905 definiert, welche vom Bundesministerium für Arbeit ausgegeben worden ist. Derartige Mineralfasern können beispielsweise bei Temperaturen von ab ca. 700°C zusammensintern.Mineral wool is of particular interest here has a very low bio-resistance. The evaluation of such Mineral wool is defined in the regulations of TRGS 905, which from Federal Ministry of Labor has been issued. Such Mineral fibers can, for example, at temperatures of around 700 ° C sinter together.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, mit einfachen Mitteln, insbesondere im Vergleich zu Mineralwolle aus Basalt niedriger schmelzende Mineralwolle derart zu behandeln, daß Dämmaterialien beziehungsweise Brandschutzelemente herstellbar sind, deren Feuerwiderstandsfähigkeit den Anforderungen nach DIN 4102, Teil 5 gerecht wird.The object of the present invention is therefore with simple Means, especially lower compared to mineral wool from basalt treat melting mineral wool in such a way that insulating materials or fire protection elements can be produced, the Fire resistance meets the requirements of DIN 4102, part 5 justice.
Die obige Aufgabe wird durch ein Bindemittel gemäß Anspruch 1 und 13 sowie durch ein Mineralwolleprodukt gemäß Anspruch 18 gelöst.The above object is achieved by a binder according to claim 1 and 13 and solved by a mineral wool product according to claim 18.
Dadurch, daß wenigstens ein mit Phenolharz vernetzbares thermoplastisches Homo- oder Copolymer, Phenolharz sowie wenigstens ein Flammschutzmittel in dem erfindungsgemäßen Bindemittel enthalten sind, ergeben sich hohe Feuerwiderstandswerte, die mindestens denjenigen entsprechen, welche mit herkömmlichen Balsaltwolle-Brandschutzelementen erhalten wurden.The fact that at least one crosslinkable with phenolic resin thermoplastic homo- or copolymer, phenolic resin and at least contain a flame retardant in the binder according to the invention there are high fire resistance values, at least those correspond, which with conventional Balsalt wool fire protection elements were obtained.
Hierbei hat sich völlig überraschend herausgestellt, daß - obwohl organische Substanzen, nämlich mit Phenolharz vernetzbare thermoplastische Homo- oder Copolymere dem Bindemittel zugesetzt werden, wobei der Fachmann eher eine Verschlechterung des Brandschutzverhaltens erwarten würde - beispielsweise mit Platten aus mit dem erfindungsgemäßen Bindemittel gebundener Mineralwolle mit einem Schmelzpunkt < 1000°C, z. B. eine Glas- oder Steinwolle mit Kl ≧ 40 gemäß der TRGS 905, Temperaturen von über 1000°C möglich wurden, ohne daß die Fasern - wie man erwarten würde - zusammensintern oder schmelzen.It turned out completely surprisingly that - although organic substances, namely crosslinkable with phenolic resin thermoplastic homo- or copolymers added to the binder be, the expert rather a deterioration of the Fire protection behavior would be expected - for example with panels made of mineral wool bound with the binder according to the invention with a Melting point <1000 ° C, e.g. B. a glass or rock wool with Kl ≧ 40 according to the TRGS 905, temperatures of over 1000 ° C were possible without the fibers - as one would expect - sinter or melt together.
Der Mechanismus hiervon ist derzeit noch nicht geklärt, jedoch hat es den Anschein - ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein - daß Zersetzungsprodukte des mit dem Phenolharz vernetzen Thermoplasten und dem Flammschutzmittel, sogenannte Crack-Produkte mit den Fasern bei hohen Temperaturen über 500°C reagieren, wobei denkbar wäre, daß Kohlenstoff in oder an die Fasern ein- beziehungsweise angelagert wird, so daß die Fasern eine chemische Umwandlung erfahren.The mechanism of this is not yet clear, but it has the appearance - but not limited to this - that Decomposition products of the thermoplastic and crosslinked with the phenolic resin the flame retardant, so-called crack products with the fibers react high temperatures above 500 ° C, it would be conceivable that Carbon is deposited in or on the fibers, so that the fibers undergo a chemical transformation.
Wenn man Platten aus Mineralwolle herstellt, die mit dem erfindungsgemäßen Bindemittel gebunden sind, so zeigt sich in Versuchsserien zur Klassifizierung der Feuerwiderstandszeit nach DIN 4102, Teil 5, daß überraschend hohe Standzeiten von bis zu 90 Minuten erreicht werden.If you make mineral wool boards with the binders according to the invention are bound, as can be seen in Test series for classifying the fire resistance time according to DIN 4102, part 5, that surprisingly long service lives of up to 90 Minutes can be reached.
Wichtig hierbei ist, daß ein mit Phenolharz vernetzbares thermoplastisches Homo- oder Copolymer verwendet wird, welches dann auf den noch heißen Fasern durch Aufsprühen auf die Fasern im Fallschacht im Anschluß an die Zerfaserung miteinander vernetzen, so daß quasi ein Mischharz aus Phenolharz und thermoplastischem Polymer entsteht.It is important here that a crosslinkable with phenolic resin thermoplastic homo- or copolymer is used, which then on the still hot fibers by spraying on the fibers in the Network the chute after the defibration so that quasi a mixed resin of phenolic resin and thermoplastic polymer arises.
Dabei kommt dem Gemisch aus mit Phenolharz vernetzbarem thermoplastischen Homo- oder Copolymer und dem Phenolharz, also dem Bindemittel gemäß Anspruch 13, auch alleinige Bedeutung zu, da ein derartiges Bindemittel auch ohne Flammschutzmittel eine erhöhte Temperaturfestigkeit aufweist und auch ansonsten zu verbesserten Eigenschaften der Mineralwolle führt, da die Sprödigkeit des gesamten Mineralwolleproduktes herabgesetzt wird, und somit eine verbesserte Faserbruchfestigkeit in den einzelnen Mineralwolleprodukten gegeben ist.Here comes the mixture of crosslinkable with phenolic resin thermoplastic homo- or copolymer and the phenolic resin, that is Binder according to claim 13, also sole meaning as a such a binder even without a flame retardant Has temperature resistance and otherwise to be improved Properties of mineral wool result in the brittleness of the whole Mineral wool product is reduced, and thus an improved Fiber break resistance is given in the individual mineral wool products.
Besonders geeignet als mit Phenolharz vernetzbare thermoplastische Homo- oder Copolymere haben sich diejenigen gemäß Anspruch 2 bewährt; hier sind insbesondere Acrylharze, Polyvinylacetate, Polyurethane sowie deren Homo- und Copolymeren, insbesondere jedoch Copolymeren auf Basis von Acrylsäureestern unter Mitverwendung von Acrylnitrilen für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ausgezeichnet geeignet.Particularly suitable as a thermoplastic crosslinkable with phenolic resin Homopolymers or copolymers have proven themselves according to claim 2; here are in particular acrylic resins, polyvinyl acetates, polyurethanes and their homo- and copolymers, but especially copolymers Basis of acrylic acid esters with the use of acrylonitriles for the Purposes of the present invention excellently suited.
Gemäß den Ansprüchen 3 und 4 können also Phenolharze sowohl die klassisch bekannten Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukte sowie Phenol-Harnstoff-Kondensationsprodukte oder Phenol-Formaldehyd-Harn stoff-Kondensationsprodukte als für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignete Phenolharze verwendet werden.According to claims 3 and 4, phenolic resins can both Classically known phenol-formaldehyde condensation products as well Phenol-urea condensation products or phenol-formaldehyde urine fabric condensation products than for the purposes of the present invention suitable phenolic resins can be used.
Als Flammschutzmittel werden gemäß Anspruch 5 die im Stand der Technik bekannten üblichen Flammschutzmittel bevorzugt verwendet.As flame retardants according to claim 5 in the prior art Technology known conventional flame retardants are preferably used.
Diese haben sich in der Praxis bestens bewährt.These have proven their worth in practice.
Darüberhinaus können selbstverständlich je nach Verwendungszweck des herzustellenden Mineralwolleproduktes noch Additive gemäß Anspruch 6 zugefügt werden.In addition, of course, depending on the purpose of the mineral wool product to be manufactured or additives according to claim 6 can be added.
Als besonders wirkungsvolle Additive zur Erhöhung der Temperaturbeständigkeit von gebundenen Fasern, die frei von Krebsverdacht nach TRGS 905, z. B. ≧ Kl 40, sind, haben sich sogenannte Faser-Stabilisatoren herausgestellt.As a particularly effective additive to increase the Temperature resistance of bonded fibers that are free of Suspected cancer according to TRGS 905, e.g. B. ≧ Kl 40, are so-called Fiber stabilizers highlighted.
Die bekannten Stabilisatoren China Clay und Kieselsol stabilisieren die Mineralwollefasern zwar und verhindern eine übermäßige Schrumpfung bei hohen Temperaturen, jedoch hat sich im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung überraschend herausgestellt daß sich eine beachtlich gesteigerte Stabilisierung der Fasern ergibt, wenn man Metalloxidnanogele und/oder Keramik- bzw. Glaspulver zu dem Bindemittel gibt.The well-known stabilizers China Clay and Kieselsol stabilize the Mineral wool fibers and prevent excessive shrinkage high temperatures, however, has been linked to the present invention surprisingly found that a remarkably increased stabilization of the fibers results when one Metal oxide nanogels and / or ceramic or glass powder to the binder gives.
Durch die Wechselwirkung der im erfindungsgemäßen Bindemittel enthaltenen organischen Substanzen, insbesondere thermoplastischen Polymeren kristallisieren z. B. die Fasern der Steinwolle bei Temperaturen oberhalb von ca. 700°C. Die Fasern behalten im wesentlichen ihre Form, ihre Oberfläche erscheint etwas aufgerauht und stellen sich im Polarisationsmikroskop als kristallin dar.Through the interaction of the binders in the invention contained organic substances, in particular thermoplastic Polymers crystallize e.g. B. the stone wool fibers at temperatures above approx. 700 ° C. The fibers essentially keep their shape, their surface appears a little roughened and are in the Polarizing microscope as crystalline.
Dies könnte eine mechanistische Erklärung dafür sein, daß mit einem stabilisatorhaltigen Bindemittel gebundene Kl 40-Mineralwolle Temperaturen bis ca. 1000°C aushält, ohne zusammenzusintern oder gar zu schmelzen. This could be a mechanistic explanation for the fact that with a Stabilizer-containing binder bound Kl 40 mineral wool Withstands temperatures up to approx. 1000 ° C without sintering together or even to melt.
Als besonders vorteilhaft haben sich Stabilisatoren aus kolloidalen Metalloxiden, insbesondere Nanogele und/oder dem Bindemittel hinzugefügte Keramik- und/oder Glasteilchen gemäß den Ansprüchen 7 bis 9 herausgestellt.Stabilizers made of colloidal have proven particularly advantageous Metal oxides, especially nanogels and / or the binder added ceramic and / or glass particles according to claims 7 to 9 highlighted.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Faser-Stabilisatoren gemäß den Ansprüchen 7 bis 9 ist es, daß je höher der Anteil der Stabilisatoren ist, desto weniger Flammschutzmittel werden benötigt, um dieselbe Temperaturbeständigkeit und Feuerfestigkeit der gebundenen Mineralwolleprodukte zu erreichen.Another advantage of using fiber stabilizers according to Claims 7 to 9 is that the higher the proportion of stabilizers, the fewer flame retardants are needed to make it the same Temperature resistance and fire resistance of the bound To achieve mineral wool products.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wenigstens ca. 10%, bezogen auf die Trockenmasse des Bindemittels, Phenolharz gemäß Anspruch 10.A preferred embodiment of the present invention uses at least about 10%, based on the dry weight of the Binder, phenolic resin according to claim 10.
Die Unteransprüche 11 und 12 geben bevorzugte quantitative Zusammensetzungen des erfindungsgemäßen Bindemittels wieder.The sub-claims 11 and 12 give preferred quantitative Compositions of the binder according to the invention again.
Die Unteransprüche 14 bis 16 betreffen bevorzugte Ausführungsformen des Bindemittels gemäß Anspruch 13, also ohne Flammschutzmittel.The sub-claims 14 to 16 relate to preferred Embodiments of the binder according to claim 13, ie without Flame retardant.
Unteranspruch 17 betrifft eine bevorzugte Ausführungsform eines Bindemittels ohne Flammschutzmittel, jedoch mit Faser-Stabilisatoren, wobei Metalloxidnanogele und/oder Keramikpulver, z. B. Glaspulver, den Schutz der einzelnen Fasern vor dem Zusammensintern bei Temperaturen oberhalb von ca. 700°C übernehmen.Subclaim 17 relates to a preferred embodiment of a Binder without flame retardant, but with fiber stabilizers, wherein metal oxide nanogels and / or ceramic powder, e.g. B. glass powder Protection of the individual fibers against sintering together at temperatures take over above approx. 700 ° C.
Die Unteransprüche 19 bis 21 stellen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Mineralwolleproduktes gemäß Anspruch 18 dar.The subclaims 19 to 21 represent preferred embodiments of the mineral wool product according to the invention according to claim 18.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Further advantages and features result from the description of embodiments of the present invention.
Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Bindemittels wurden
folgende Komponenten miteinander gemischt:
165 Teile Wasser
50 Teile Ammonium-Polyphosphat-Flammschutzmittel
60 Teile Aluminium-Hydroxid-Flammschutzmittel
60 Teile Melamin als Flammschutzmittel sowie
60 Teile PolyvinylacetatThe following components were mixed with one another to produce a binder according to the invention:
165 parts of water
50 parts of ammonium polyphosphate flame retardant
60 parts of aluminum hydroxide flame retardant
60 parts of melamine as a flame retardant as well
60 parts of polyvinyl acetate
Der PH-Wert betrug ca. 7,4, und der Feststoffgehalt der Mischung dieses sogenannten Flammschutzcompounds betrug ca. 51%.The pH was approximately 7.4 and the solids content of the mixture this so-called flame retardant compound was approximately 51%.
Diese Mischung wurde zum Bindemittel wie folgt vermischt:
100 Teile Phenolharz (50%ig)
201 Teile des obigen Flammschutzcompounds
20 Teile Kieselsol (40%ig).This mixture was mixed into the binder as follows:
100 parts phenolic resin (50%)
201 parts of the above flame retardant compound
20 parts of silica sol (40%).
Das so erhaltene erfindungsgemäße Bindemittel wurde bei Bedarf noch weiter verdünnt und auf Kl 40-Fasern in bekannter Weise im Fallschacht aufgesprüht, wobei im Mineralwolleprodukt eine Konzentration von ca. 0,1% bis 10% Bindemittel bezogen auf die Fasermasse erhalten wurde.The binder of the present invention thus obtained was used as needed diluted even further and on Kl 40 fibers in a known manner in Sprayed on the chute, with a concentration in the mineral wool product obtained from about 0.1% to 10% binder based on the fiber mass has been.
Wurden derartige gebundene Mineralfasern zu einer Mineralwolleplatte verarbeitet und diese Platte im Feuerwiderstandstest nach DIN 4102, Teil 5 getestet, so wurden Standzeiten von 60 bis 90 Minuten erzielt. Es stellte sich heraus, daß mit dem erfindungsgemäßen Bindemittel in obiger beispielhafter Ausführung Mineralwolleprodukte erhalten wurden, die 1000°C standhielten, ohne zusammenzusintern. Das nach dem Abkühlen vorliegende Mineralwolleprodukt war lediglich schwarz gefärbt, was auf die bereits erwähnte Bedeutung des Kohlenstoffs schließen lassen könnte. Such bound mineral fibers became a mineral wool slab processed and this board in the fire resistance test according to DIN 4102, part 5 tested, stand times of 60 to 90 minutes were achieved. It posed it turns out that with the binder according to the invention in the above exemplary execution mineral wool products were obtained that Withstood 1000 ° C without sintering together. That after cooling The present mineral wool product was only colored black, which is due to the could suggest the importance of carbon already mentioned.
Zur Herstellung eines weiteren Bindemittels gemäß der vorliegenden
Erfindung werden folgende Komponenten zuerst zu einem
Flammschutzcompound gemischt:
60 Teile Wasser
65 Teile eines Ammonium-Polyphosphat-Flammschutzmittels
50 Teile eines Copolymers auf der Basis von Acrylsäureester,
unter Mitverwendung von Acrylnitril als mit Phenolharz
vernetzbaren thermoplastischen Polymer, und dann wurden
175 Teile dieses Flammschutzcompounds mit 50 Teilen Phenolharz
gemischt, so daß ein Feststoffgehalt von ca. 40% vorlag.To produce a further binder according to the present invention, the following components are first mixed to form a flame retardant compound:
60 parts of water
65 parts of an ammonium polyphosphate flame retardant
50 parts of a copolymer based on acrylic acid ester, using acrylonitrile as a thermoplastic polymer crosslinkable with phenolic resin, and then
175 parts of this flame retardant compound were mixed with 50 parts of phenolic resin so that the solids content was approx. 40%.
Diese Mischung wurde sodann in bekannter Weise auf die Kl 40-Fasern im Fallschacht aufgesprüht.This mixture was then applied to the Kl 40 fibers in a known manner sprayed on in the chute.
Bei Mineralwolleplatten, die als Brandschutzelemente für Feuer schutztüren verwendet werden sollen, zeigte sich ebenfalls im Feuerwider standstest eine Standzeit von mindestens 90 Minuten gemäß DIN 4102, Teil 5.For mineral wool panels that act as fire protection elements for fire Protective doors to be used were also shown in the fire resistance standing test a standing time of at least 90 minutes according to DIN 4102, Part 5.
Es wurden zwei Bindemitteldispersionen A und B hergestellt, deren quantitative Zusammensetzung in Tabelle 1 wiedergegeben ist. Two binder dispersions A and B were produced, their quantitative composition is shown in Table 1.
Tabelle 1Table 1
Obwohl Bindemittel B (im Vergleich zu A) reduzierte Anteile der Flammschutzmittel Ammoniumphosphat, Harnstoff, Dicyandiamid und Pentaerythrit aufweist, zeigen damit gebundene Mineralwolleplatten, die als Brandschutzelemente für Feuerschutztüren verwendet werden sollen, im Feuerwiderstandstest eine Standzeit von mindestens 90 Minuten gemäß DIN 4102, Teil 5.Although binder B (compared to A) reduced proportions of Flame retardants ammonium phosphate, urea, dicyandiamide and Pentaerythritol shows, bound mineral wool slabs, which as Fire protection elements for fire protection doors are to be used in Fire resistance test according to a service life of at least 90 minutes DIN 4102, part 5.
Das Glas in Bindemittel B kann durch kolloidale Metalloxide, sogenannte Metalloxidnanogele, z. B. durch acetatstabilisiertes ZrO2, CeO2, Al2O3, Y2O3, SnO2, B2O3, BeO, MgO, ZnO, SiO2, oder TiO2 ersetzt werden.The glass in binder B can by colloidal metal oxides, so-called metal oxide nanogels, e.g. B. by acetate-stabilized ZrO 2 , CeO 2 , Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , SnO 2 , B 2 O 3 , BeO, MgO, ZnO, SiO 2 , or TiO 2 .
Andere Gegenanionen als Acetat, wie z. B. Nitrat, können ebenfalls verwendet werden.Counter anions other than acetate, such as. B. nitrate can also be used.
Somit lassen sich erstmals mit dem erfindungsgemäßen Bindemittel glasartige Mineralfasern, zum Beispiel Kl 40-Fasern, zu Brandschutzele menten verarbeiten, welche Temperaturen bis über 1000°C standhalten ohne zu erweichen oder zusammenzusintern oder zu schmelzen.It is thus possible for the first time with the binder according to the invention glassy mineral fibers, for example Kl 40 fibers, for fire protection elements elements, which temperatures up to over 1000 ° C withstand without softening or sintering or melting.
Derartige Produkte sind somit in der Lage, Brandschutzelemente aus klassischer Basaltwolle zu ersetzen.Such products are thus able to fire protection elements to replace classic basalt wool.
Claims (21)
wenigstens ein mit Phenolharz vernetzbares thermoplastisches Homo- oder Copolymer;
wenigstens ein Phenolharz; sowie
wenigstens ein Flammschutzmittel.1.Binding agent for mineral wool containing:
at least one thermoplastic homopolymer or copolymer which can be crosslinked with phenolic resin;
at least one phenolic resin; such as
at least one flame retardant.
Acrylharzen, Polyvinylacetaten, Polyurethanen, sowie deren Homo- und Copolymeren, insbesondere Copolymeren auf der Basis von Acrylsäureestern unter Mitverwendung von Acrylnitrilen.2. Binder according to claim 1, characterized in that the thermoplastic polymers are selected from the group consisting of:
Acrylic resins, polyvinyl acetates, polyurethanes, and their homo- and copolymers, in particular copolymers based on acrylic acid esters with the use of acrylonitriles.
bei erhöhter Temperatur wasserabspaltenden Hydroxiden insbesondere Aluminiumhydroxid, bei erhöhter Temperatur halogenabspaltenden Stoffen, insbesondere Halogenparaffine, sauerstoffabsperrenden Substanzen, Phosphinen, Phosphaten, insbesondere Ammoniumphosphaten, insbesondere Ammoniumpolyphosphaten, Phosphorsäureestern, Antimonoxiden und/oder Antimonsalzen; Melamin;
sowie deren Mischungen.5. Binder according to one of claims 1 to 4, characterized in that the flame retardant is selected from the group consisting of:
at elevated temperature, hydroxyl-releasing hydroxides, in particular aluminum hydroxide, at elevated temperature, halogen-releasing substances, in particular halogen paraffins, oxygen-blocking substances, phosphines, phosphates, in particular ammonium phosphates, in particular ammonium polyphosphates, phosphoric acid esters, antimony oxides and / or antimony salts; Melamine;
as well as their mixtures.
Stabilisatoren, insbesondere Kieselsol, Tone, insbesondere Kaolinite, Montmorillonite, China Clay und/oder Bentonite; thixotropierenden Mitteln, insbesondere Polysaccharide, wie Stärke, Kartoffelstärke, Polysaccharidderivate, wie Methylcellulose; Pigmentverteilern sowie
deren Mischungen.6. Binder according to one of claims 1 to 5, characterized in that it contains additives which are selected from the group consisting of:
Stabilizers, in particular silica sol, clays, in particular kaolinites, montmorillonites, china clay and / or bentonites; thixotropic agents, in particular polysaccharides, such as starch, potato starch, polysaccharide derivatives, such as methyl cellulose; Pigment distributors as well
their mixtures.
Oxiden, insbesondere kolloidalen Oxiden, von Aluminium, Cer, Silicium, Zink, Antimon, Zinn, Yttrium, Zirkon, Titan, Beryllium, Magnesium, Bor; insbesondere Nanogelen der genannten Metalloxide; vorzugsweise acetatstabilisierte Metalloxidnanogele; sowie Keramikpulver, insbesondere Glaspulver; vorzugsweise Glaspulver, dessen mittlerer Teilchendurchmesser im Bereich von ca. 1 µm bis 50 µm, insbesondere im Bereich von ca. 5 µm bis 30 µm, besonders bevorzugt bei ca. 5 µm, liegt; sowie deren Mischungen.7. Binder according to claim 6, characterized in that the stabilizers are selected from the group consisting of:
Oxides, especially colloidal oxides, of aluminum, cerium, silicon, zinc, antimony, tin, yttrium, zirconium, titanium, beryllium, magnesium, boron; in particular nanogels of the metal oxides mentioned; preferably acetate-stabilized metal oxide nanogels; as well as ceramic powder, in particular glass powder; preferably glass powder, the mean particle diameter of which is in the range from approximately 1 μm to 50 μm, in particular in the range from approximately 5 μm to 30 μm, particularly preferably approximately 5 μm; as well as their mixtures.
CeO2, Al2O3, Y2O3, ZrO2, SnO2, B2O3, BeO, MgO, ZnO, SiO2, und TiO2.8. Binder according to claim 7, characterized in that the metal oxide nanogels are selected from the group consisting of:
CeO 2 , Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , SnO 2 , B 2 O 3 , BeO, MgO, ZnO, SiO 2 , and TiO 2 .
ca. 2,5 bis 70% thermoplastisches Polymer
ca. 10 bis 95% Phenolharz
ca. 2,5 bis 70% Flammschutzmittel und
ca. 1 bis 50% Stabilisatoren, insbesondere Metalloxidnanogele und/oder Glasteilchen;
insbesondere
ca. 2,5 bis 60% thermoplastisches Polymer
ca. 10 bis 80% Phenolharz
ca. 2,5 bis 50% Flammschutzmittel und
ca. 5 bis 30% Stabilisatoren, insbesondere Metalloxidnanogele und/oder Glasteilchen;
vorzugsweise
ca. 10 bis 60% thermoplastisches Polymer
ca. 10 bis 70% Phenolharz
ca. 10 bis 60% Flammschutzmittel und
ca. 5 bis 20% Stabilisatoren, insbesondere Metalloxidnanogele und/oder Glasteilchen;
enthält.11. Binder according to one of claims 1 to 10, characterized in that it is based on its dry matter:
approx. 2.5 to 70% thermoplastic polymer
approx. 10 to 95% phenolic resin
approx. 2.5 to 70% flame retardants and
approx. 1 to 50% stabilizers, in particular metal oxide nanogels and / or glass particles;
especially
approx. 2.5 to 60% thermoplastic polymer
approx. 10 to 80% phenolic resin
approx. 2.5 to 50% flame retardants and
approx. 5 to 30% stabilizers, in particular metal oxide nanogels and / or glass particles;
preferably
approx. 10 to 60% thermoplastic polymer
approx. 10 to 70% phenolic resin
approx. 10 to 60% flame retardants and
approx. 5 to 20% stabilizers, in particular metal oxide nanogels and / or glass particles;
contains.
ca. 25%, vorzugsweise ca. 23%, thermoplastisches Polymer
ca. 30%, vorzugsweise ca. 29% Phenolharz und
ca. 45%, vorzugsweise ca. 48% Flammschutzmittel;
enthält.12. Binder according to one of claims 1 to 11, characterized in that it is based on its dry matter:
about 25%, preferably about 23%, thermoplastic polymer
about 30%, preferably about 29% phenolic resin and
approx. 45%, preferably approx. 48% flame retardant;
contains.
wenigstens ein mit Phenolharz vernetzbares thermoplastisches Homo- oder Copolymer; sowie
wenigstens 10% Phenolharz.13. Mineral wool binder containing:
at least one thermoplastic homopolymer or copolymer which can be crosslinked with phenolic resin; such as
at least 10% phenolic resin.
Acrylharzen, Polyvinylacetaten, Polyurethanen, sowie deren Homo- und Copolymeren, insbesondere Copolymeren auf der Basis von Acrylsäureestern unter Mitverwendung von Acrylnitrilen.14. Binder according to claim 13, characterized in that the thermoplastic polymers are selected from the group consisting of:
Acrylic resins, polyvinyl acetates, polyurethanes, and their homo- and copolymers, in particular copolymers based on acrylic acid esters with the use of acrylonitriles.
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