DE2040147A1 - Intumeszenz- bzw.Schwellanstrich-Zusammensetzung - Google Patents

Description

20.A0H7

12786 - H/Bu

ROLLS-ROYCE LIMITED, Derby, England PINCHIN JOHNSON PAINTS LIMITED, London, England

Intumeszenz» bzw. Sehwellanstriefo-Zusaniiensetzung

Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung für Intum«szenz- bzw. Sohwellanstriehe «2nd im besonderen eine derartige Zusammensetzung» die sich zum Schutz iron Strahltriebwerksteilen eignet. A

Unter der Bezeichnung "Intumeszenz» bzw« Sohwellanetrieti" versteht man einen hitzebestltadigen Anstrich, der, trenn er- ; einer Flamme oder einer hohen Temperatur ausgesetzt wird, unter Blasenbildung anschwillt und eine verhältsdaatieig dicke zellulare flammfeste Schutzschicht bildet« Diese Schicht verhindert, daS das Substrat, auf welchem der SonutzanstPioh angebracht ist, durch dl« Flamme oder die hohe Temperatur angekohlt bzw. versengt wird. Zur Verwendung in Strahltrieb» werken müssen derartige Intumeszenz- bzw. Sohwellanstrlche jedooh hohe Temperaturen von häufig mehr als IQO⁰C aushalten können, da die Umgebunga-Betriebstemperatur eines Strahltriebwerks etwa 12O⁰C beträgt. Außerdem nuS der Imtumeszenz- " anstrich beim Anschwellen ein« Schutzschicht bilden, di@ feet an dem Metall oder anderweitigen Substrat-Merkttctff haftet und selbst bei den sehr hohen Temperaturen* wi« si· manchmal in einem in Betrieb befindlichen Strahltriebwerk auftreten, nicht abblättert.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher als Aufgab« die Sohaffung einer Zusammensetzung für «intn Inti»·»»«!»- taw« Schwellanatrloh zugrund·, der »ich speziell zur Y«rwendung sub Schutz von Strahltriebwerketeilen eignet.

10980972022

2Q4QU7

Die erfindungsgemäQe Schwellanstrlch-Zuaanoienoetzung weist zu diesem Zweok In einem niohtwäasrigen Medium, ein Epoxy -Ester-Harz, ein Vernetzungsmittel für das Epoxy -Ester-Harz, ein Blähmittel, ein Polyammonium-Phosphat als Verkokungs-Auslöser sowie ein lelohtverkokbares Material mit einem anorganischen Pigment- ' füller auf.

Beim Aufbringen des Anstrichs auf das Substrat wird das Epoxy -Seter-Harz durch die Reaktion mit dem Netzmittel vernetzt. Das so vernetzte Epoxy -Ester-Harz wirkt/als ein Träger- und Bind·· mittel für die Übrigen Bestandteile der Anstriohzuaaramenaetzung. Vernetzte Epoxy -Ester-Harze sind konvertlble, d.h. wärmehärtbare Harzej während im allgemeinen die Verwendung derartiger konvertibler Harze für Intumeszenz- bzw. Sohwellanstrloh-Zusamnensetsun gen nicht empfohlen wird, liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß sie besonders wertvoll in zur Verwendung in ein·* Strahltriebwerk bestimmten Intumeszenz- bzw« Sohwellanstrlchen sind, da derartige Sohwellanstriohe ein sehr stabiles Träger-Bindemittel erfordern. Vernetztes Epoxy -Ester-Harz hat sloh als besonders wertvoll als Bindemittel erwiesen, wenn der Intumeszenz- bzw. Sahwellanstrich bei Temperaturen über 100⁰C₉ beispielsweise I)OC, welohe jedoch, nooh unterhalb der Intuneszenz- bzw. Sohwelltemperatur des Anstrlohs liegen, als fester überzug verbleiben soll. Bei der Intumeszenz- bzw. Sohwelltemperatur schwillt der Anstrich in der erwähnten Welle an, blättert jedoch infolge der festen Bindeeigensohaften dee vernetzten Epoxy -Ester-Harzes nicht von dem Substrat ab. Des weiteren kommt es auoh bei stark gealterten Überzügen aus der erfindungsgeiräßen Intumeszenz-Anetrioh-SBueftawoneetzung nur zu einem sehr geringen Verlust an Intumeszenz-Sohwell- bsw. SohKumvermögen des AnatrIchs. Dies steht im Oegensatz zu anderen untereuohten Anstriohzusamnensetzungen, welohe andere konvertlble Harzbinder enthielten.

Bin zur Verwendung für die Zweoke der vorliegenden Erfindung besonders geeignetes Epoxy -Ester-Harz ist das von der Firma Cray Valley Products unter der Handelsbezeichnung Synalao 4631 vertriebene Erzeugnis. Synalao 1st ein mit dehydratisieren Rioinuaöl verestertes Epoxy-Kstor-Harz. Es hat einen ölantell Von 40 % und einen Oesamt-Peststoff-Anteil von 60 %. - 3 -

109809/2022

20A0H7 ·■·?·*■■ ■ .

Vorzugsweise dient als Vernetzungsmittel für das Spoxy-Eeter-Harz «In anderes Polymer«MaterIaIj als besonders geeignethat ■loh ein Melamin-Formaldehyd-IIarz erwiesen. Sin geeignet·« Melamln-Formaldehyd-H&rz 1st das von der Firma BRITISH INDUSTRIAL· PLASTICS LTD unter der Bezeichnung B.S. 615 vertrieben· Erzeugnis.

Das bevorzugte Blähmittel zur Verwendung in der erfiadungagenäsen Anstrichszusammensetzung ist Dicyandiamid. Jedoch können auch andere Blähmittel, wie si® üblicherweise in Intumeazenz-Anstrlchen verwendet worden, beispielsweise ohloriertes Paraffinwachs verwendet werden.

Di· Punktion des Polyamaoniumphospiiat-Verkokungsauelösers besteht in der Freisetzung von Phosphorsäure bei Erhitzung« Dl· Phosphorsäure oxydiert das lelchtkarbonisierbare bsw. verkokbare Material unter Erzeugung einer Verkohlungenaeae« Besondere geeignete Polyammoniumphosphate eind in der britltohen Patentschrift 1.074«24^ beschrieben. Bin besonders geeignetes, kommerziell erhältliches Polyammoniunphosphat ist das von der Firma Monsanto Limited unter der Handelsbezeichnung "Phoe-ohek F/30" vertriebene Erzeugnis. Unter lelchtverkokbares Material wird ein Material verstanden, d&s leicht zu elemontiir«n Kohlenstoff zersetzbar 1st. Für die Zxeoke der Torliegenden Erfindung besonders bevorzugte leichtverkokbare Stoffe sind Polyhydroxyl-Subataniea, wie beispielsweise nehrwertige Alkotkol« (Polyole), Zucker und Stärken. Besonders geeignet· Verbindungen diese· Typs sind Sorbitol und Pentaerythritol. Ein ander·! leiehtverkokbares Material ist Melamin.

Dft· aJU FUller verKendete anorganische Pigmffit bestiimt die Farbe des Anstriche und auch seine Opazität. Für diesen Zweck könnt eine große Anzahl anorganischer Pigmente in Frag·» beispielsweise Kohlenstoff-Ruß, Titandioxyd, Zinkoxyd, gelbe ader rote Elsenoxyd·, Bleiohromat und Chromoxyd.

109809/2022 ' " "rad original

BAD

2040U7

Ala FlUssigkeitsmedlum wird vorzugsweise ein Lösungsmittel verwendet, in welchem das Epoxy-Ester-Harz löslich oder dooh jedenfalls gut disperglerbar ist; vorzugsweise wird daher ein aromatischer Kohlenwasserstoff verwendet. Es 1st jedoch vorzuziehen, dafl auoh etwas N-Butylalkohol vorliegt, da hierdurch die Verteilung des Anstrichs beim Auftrag auf das Substrat erleichtert wird«

Die bevorzugten Anteile der verschiedenen Bestandteile der Anstrlohzusammensetzung sind (in Gewichtsprozent): Epoxy-KsterHarz + Vernetzungsmittel 20 - ²K) %, Blähmittel 10 - y> $, Polyammoniumphosphat 20 - 50 %, leichtkarbonisierbares Material 7 - 25 %, Füller 1 - 20 % und Lösungsmittel 10 - 30 %.

Gtemäfi einer bevorzugten AusfUhrungaform besteht die Intumessenz· bzw. Schwellanstrioh-Zusaminensetzung gemäB der Erfindung au· einem Xylol/n-Butanol-Lösungemittelgemisoh, einem mit dehydradtlslertem Rlclnusöl veresterten Epoxy-Ester-Harz, einem Melanin-Formaldehyd-Harz als Vernetzungsmittel, Diοyandiamid als Blähmittel, einem Polyammoniumphosphat, Pentaerythritol und Melamin als lelohtverkokbaren Stoffen und Titandloxyd ale Füller.

Die Intumeszenz- bzw. Sohwellaistriohe gemäd der Erfindung und insbesondere die vorstehend beschriebene bevorzugte Zusammensetzung eignen sich besonders zur Verwendung in einem Strahltriebwerk,

^. da sie bei einer Temperatur von 130⁰C fest verbleiben und da .

^ ihre Intumeszenz- oder Sohwelltemperatur verhältnismäßig hoch, beispielsweise bei etwa ^00⁰C liegt.

Der erflndungsgemäSe Intumeszenz- bzw« Schwellanstrioh kann naoh jeden beliebigen herkömmlichen Verfahren auf das Substrat aufgebracht werden, beispielsweise duroh Aufbürsten bzw. -pinseln oder -sprühen. Das Substrat sind üblicherweise Kunststoffteile oder Metall innerhalb eines Strahltriebwerkej der erflndungsgeaäSa

109809/2022 _BAD

Anstrich kann jedoch aueh als normaler Intuinessens· bzw. Sohwellanstrich und auf einer-.Vielfalt von Substraten wie beispielsweise Metall, HoIa, ülas, Kunststoffe und KeramikoberfHohen verwendet werden.

ta felgttnden wird die Erfindung anhand eines Beispiels erlluterti

Beispiel

Bpoxy-ester-Harz (Synalao 463X) · 700 g

MelamIn~Förmald@hyd-Har8 175 g

Dicyandiamid 420 g

Polyawaoniuisphoephat (Phes-ohek P/30) 700 β

Melanin ^: 150 g

Pentaerythritol 300 g

Titandioxyd 100 g

Xylol 400 g

fi-Butaaol Ϊ00 g^;

Dieser Anstrich .wurde auf ^:®ln Kunststoff-Bauteil «ines Strahl· triebwerke aufgebracht und sodann d&s YernetsBungeviirfeiiren durchgeführt.

Das Strahltriebwerk wurde, aehrere Stunden lang in Betrieb.

gehalten, wobei das mit de® SohutzUberzug vereühnnn Baut·!! _: g

in einer ^ngebungetemperatur von ntwiii 13O⁰C arbeitecte. MaoSii Abmsltaltung'de· Triebwerk» 'wurd· ü.« b«li«iii!«ltii Otorflleb· - Mi%®muQhki en ergab sieh _s el&S der Austrieb Inder «bgtitiilttert war, moh Blasenbilclung«tt oAm Inroietiung«n seigte. Bin· nlt den; Setiütsllb«Fiug vtreehtn· Bauteil wurdn toiimii ame den Trietjwitrk: berausgeüomea und" ·ΐη·η PlainiB«iateait nit ·ΐα·ιι ' . - ' !impiiiteinner untereog·»« Maeli- Bt«ndlgime el·» ?«·Ιϊ· rnvgaih sioli«. dal der IJb«r%uf la sufrl«d«iietell«nder W·!·· attffeesobwollsa wmv. und. verbindert hattt« d»S die iiiiiitetofftifttiirliil ftoaer fingt· ;

109803/2022' ■ ^BAD

Claims (8)

Patentansprüche

1. Intumeszenz oder Sohwellanstrioh Zusammensetzung, daduroh gekennzeichnet , daB sie in einem nichtwässrigen Medium, ein Epoxy -Ester-Harz, ein Vernetzungsmittel für das Epoxy -Ester-Harz, ein Blähmittel, ein Polyammonium-Phosphat als Verkokungs-Ausloser aowle ein leichtverkokbares Material mit einem anorganischen Pigmentfüller aufweist.

2. Zusammensetzung naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet , das das Epoxy -Ester-Harz mit dehydratlsiertem Riolnusul verestert 1st.

3. Zusammensetzung naoh Anspruch 1 oder 2, daduroh gekennzeichnet , daB sie als Netzmittel ein Melamin-Formaldehyd-Harz enthält.

4. Zusammensetzung naoh einem oder mehreren der AnsprUohs 1-3, daduroh gekennzeichnet , daS sie als Blähmittel Dicyandiamid enthält.

5. Zusammensetzung naoh einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeiohnet, daß sie als lelohtkarbonisierbares bzw. verkokbares Material Pentaerythritol und/oder Melamin aufweist.

6· Zusammensetzung naoh einem oder mehreren der vorhergenannten AnsprUohe, daduroh gekennzeiohnet, dal «1· als anorganisches Pigment Titandioxyd, Zinkoxyd, Kohlenstoff-RuS, ein Bisenoxyd, Bleiohromat oder Chromoxyd aufweist·

7. Zusammensetzung naoh einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daB sie als nloht-wässrlges Medium Xylol aufweist.

8. Zusammensetsung naoh einem oder mehreren der Ansprüche 1*6, daduroh gekennzeichnet, dafi si· als nicht-wässrig·· Medium Xylol zusammen mit einen kleinen Anteil n-Butanol aufweist.

1O980172D22

¹^ BAD