DE2113470A1 - Microcapsulated fire protection agent - to allow use of toxic or irritating fire retarding agents - Google Patents

Microcapsulated fire protection agent - to allow use of toxic or irritating fire retarding agents

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DE2113470A1 DE19712113470 DE2113470A DE2113470A1 DE 2113470 A1 DE2113470 A1 DE 2113470A1 DE 19712113470 DE19712113470 DE 19712113470 DE 2113470 A DE2113470 A DE 2113470A DE 2113470 A1 DE2113470 A1 DE 2113470A1
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    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • A62D1/0007—Solid extinguishing substances
    • A62D1/0021—Microcapsules

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Abstract

Polymers, wood fibre materials, woven fabrics, cardboard, paper, fleeces, laminates, coatings are rendered fire resistant by incorporating into them microcapsules contg. fire retardant materials which are toxic or irritating to the skin. The capsules are activated by either using a coating, which melts at a given temp. or is decomposed and releases the flame retardant material, or the b. pt. of the material is such, that it bursts the capsule when the given temp. is reached. Addn. of 5-60%, pref. 20-40%, of microcapsules is sufficient.

Description

Feuerschutzmittel Die Erfindung betrifft ein Feuerschutzmittel mit einer feuerhemmenden Substanz. Fire protection means The invention relates to a fire protection means with a fire retardant substance.

Als hochwirksame, feuerhemmende Substanzen werden gewöhnlich organische Substanzen vorwiegend in flüssiger Form verwendet, in deren MolekUle Halogene, vorzugsweise Brom und Fluor, eingebaut sind. Beispiele fUr solche Substanzen sind Pentabrodiphenyläther, Tetrabromiathan, Octabromdiphenyl und Tetrabromphthalsäureanhydrid. Diese Substanzen üben gewöhnlich Reizwirkungen auf die Haut und die Schleimhäute von Menschen und Tieren aus. Deshalb sind beim Umgang und bei der Anwendung derartiger feuerhemmender Substanzen besondere Vorsichtsmaßnahmen erforderlich, damit fenschen und Tiere mit diesen nicht in Berührung kommen oder, insbesondere bei pulverförmigen, kristallinen Produkten, diese nicht einatmen können. Weiterhin ist es schwierig und manehmal überhaupt nicht möglich, solche feuerhemmende Substanzen in andere Materialien einzuarbeiten, um deren Entflemmbarkeit herabzusetzen oder zu beseitigen.Highly effective fire retardant substances are usually organic Substances mainly used in liquid form, in their molecules halogens, preferably Bromine and fluorine, are incorporated. Examples of such substances are pentabrodiphenyl ether, Tetrabromiathan, octabromodiphenyl and tetrabromophthalic anhydride. These substances usually have irritating effects on the skin and mucous membranes from humans and animals. That is why they are more of the same in handling and application Fire-retardant substances require special precautions in order to avoid them and animals do not come into contact with them or, especially in the case of powdery, crystalline products that cannot be inhaled. It is also difficult and sometimes not at all possible to use such fire retardant substances in others Incorporate materials to reduce or eliminate their flammability.

Durch die Erfindung soll erreicht werden, diese Nachteile der üblichen, hochwirksamen, feuerhemmenden Substanzen vermeiden.The invention aims to overcome these disadvantages of the usual, Avoid highly effective, fire retardant substances.

Gemäß Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die feuerhammenden Substanzen mikroverkapselt werden.According to the invention this is achieved in that the fire-hammering Substances are microencapsulated.

Die Microverkapselungstechnik ist ein neues physikalischchemisches Verfahren zur Umhüllung kleinster Mengen von Flüssigkeiten und Feststoffen, z.B. durch Koazervierung, mittels anderer Stoffe, z.B. mittels eines Polymers, welche die Koazervathülle bilden. Die Kapselwände können durch mechanische oder physikalische Einwirkungen, z.B. durch Druck oder Wärme, zerstört werden, wonach der Inhalt der Kapseln freigegeben wird.The microencapsulation technology is a new physico-chemical one Process for encasing very small amounts of liquids and solids, e.g. by coacervation, by means of other substances, e.g. by means of a polymer, which form the coacervate envelope. The capsule walls can be mechanical or physical Actions, e.g. by pressure or heat, after which the contents of the capsules are released.

Durch die Mikroverkapselung der feuerhemmenden Substanz wird erreicht, daß diese bis zu ihrem eigentlichen Einsatz von der Umgebung völlig abgeschlossen und damit in eine völlig neutrale Form gebracht ist. Es kann keine Reizung der Haut oder Schleimhäute von Menschen oder Tieren mehr stattfinden, auch wenn keine-besonderen Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden. Ebenso kann keine Reaktion mit Stoffen oder Materialien der Umgebung stattfinden, wenn ein geeignetes Kapselwandmaterial gewShlt wird. Dadurch ist die mikroverkapselte feuerhemmende Substanz gut lagerfähig. Zum anderen kann sie aber auch gut mit anderen Stoffen oder Materialien, die vor Feuer geschützt werden sollen, vermischt oder verbunden werden. Die Größe der Mikrokapseln wird an den jeweilen Anwendungszweck angepaßt gewählt und kann von einigen Micron bis zu mehreren Millimetern variieren.The microencapsulation of the fire retardant substance achieves that these are completely isolated from the environment until they are actually used and is thus brought into a completely neutral form. It can not irritate the skin or mucous membranes of humans or animals take place, even if there are no special ones Precautionary measures are observed. Likewise, there can be no reaction with substances or Materials of the environment take place if a suitable capsule wall material is chosen will. This means that the microencapsulated fire-retardant substance can be stored well. To the Others can also work well with other substances or materials that protect against fire should be protected, mixed or combined. The size of the microcapsules is chosen adapted to the respective application and can be of a few micron vary by up to several millimeters.

Wenn die mikroverkapselte feuerhemmende Substanz ihre Wirkung z.B. bei Auftreten eines Feuers entfalten soll, müssen die Kapselwände der Mikrokapseln zerstört werden, damit die feuerhemmende Substanz zur Umgebung hin frei wird.When the microencapsulated fire retardant substance exerts its effect e.g. If a fire is to unfold, the capsule walls of the microcapsules must destroyed so that the fire retardant substance is released to the environment.

Vorteilhaft sind die Mikrokapseln so ausgebildet, daß sie ihren Inhalt bei einer vorbestimmten Auslösetemperatur freigeben. Dadurch wird erreicht, daß sie ihren Inhalt nur dann freigeben, wenn es notwendig ist, d,h, dann, wenn infolge einer entsprechend hohen Temperatur die Gefahr eines Feuers besteht. Man kann also durch die angegebene Ausbildung der Mikrokapseln die Entfaltung der Feuerschutzwirkung der feuerhemmenden Substanz gewissermaßen automatisieren. Dies gilt besonders für den Fall, daß die Mikrokapseln mit der feuerhemmenden Substanz mit einem Stoff oder einem Material vermischt oder damit verbunden sind.The microcapsules are advantageously designed so that she release their contents at a predetermined trigger temperature. This achieves that they only release their content when it is necessary, that is, when there is a risk of fire as a result of a correspondingly high temperature. Man can therefore develop the fire protection effect through the specified design of the microcapsules the fire-retardant substance to a certain extent automate it. This is especially true for in the event that the microcapsules with the fire retardant substance with a substance or mixed with or associated with a material.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kapseln bzw. ihr Inhalt so ausgebildet, daß als feuerhemmende Substanz ein Stoff mit einem Siedepunkt bei einer gewünschten Auslösetemperatur verwendet wird. Dadurch wird erreicht, daß bei uberschreiten der Siedetemperatur der feuerhemmenden Substanz durch den dann auftretenden Dampfdruck die Kapseln zersprengt werden und die feuerhemmende Substanz freigegeben wird. Nach einem anderen Ausführungsbeispiel können zur Erreichung desselben Zwecks zusammen mit der feuerhemmenden Substanz Flüssigkeiten mikroverkapselt werden, deren Siedepunkt bei einer gewünschten Auslösetemperatur liegt. Solche Flüssigkeiten werden dann verwendet werden, wenn die Siedetemperatur der feuerhemmenden Substanz über der gewünschten Auslösetemperatur liegt.According to a preferred embodiment, the capsules or their contents designed so that a substance with a boiling point is used as a fire retardant substance a desired trigger temperature is used. This ensures that at Exceeding the boiling point of the fire retardant substance by the then occurring Vapor pressure ruptures the capsules and releases the fire retardant substance will. According to another embodiment, to achieve the same purpose liquids are microencapsulated together with the fire retardant substance, whose Boiling point is at a desired trigger temperature. Such liquids will be Used when the boiling point of the fire retardant substance is over the desired trigger temperature.

Nach einem anderen Ausführungsbeispiel kann es auch zweckmäßig sein, das Kapselwandmaterial so ZU wählen, daß es bei einer bestimmten Temperatur oder allgemein unter dem Einfluß von Wärme leicht zerstörbar ist. Damit läßt sich wiederum erreichen, daß die Mikrokapseln bei einer vorbestimmten Temperatur zerstört werden und ihren Inhalt freigeben.According to another embodiment, it can also be useful choose the capsule wall material so that it is at a certain temperature or generally easily destructible under the influence of heat. This in turn allows achieve that the microcapsules are destroyed at a predetermined temperature and share their content.

Mikroverkapselte feuerhemmende Substanzen eignen sich besonders gut für die Mischung und/oder Verbindung mit anderen Materialien oder Werkstoffen oder die Verbindung mit Gegenständen, welche vor Feuer geschützt werden sollen. Die feuerhemmende Substanz ist durch ihre Mikroverkapselung chemisch neutral und gefährdet, selbst wenn sie nahe der oder direkt an der Oberfläche des Materials oder erkstoffs gelegen ist, weder Menschen noch Tiere durch ihre Toxizität. Vorteilhaft kann die mikroverkapselte feuerhemmende Substanz in einen vor Feuer zu schützenden Werkstoff über diesen Volumen verteilt eingearbeitet sein. Damit wird ein besonders hoher Grad von Feuerhemmungswirkung erreicht.Microencapsulated fire retardant substances are particularly suitable for the mixture and / or connection with other materials or substances or the connection with objects that are to be protected from fire. The fire retardant Due to its microencapsulation, the substance is chemically neutral and endangered, even if they are close to or directly on the surface of the material or substance is, neither humans nor animals by their toxicity. The microencapsulated fire-retardant substance in a material to be protected from fire over this volume be incorporated in a distributed manner. This creates a particularly high degree of fire retardancy achieved.

Der Werkstoff ist dann durch und durch gegen die Entstehung von Feuer geschützt.The material is then through and through against the development of fire protected.

Besonders gut eignen sich die mikroverkapselten feuerhemmenden Substanzen in diesem Zusammenhang in Verbindung mit Kunststoffen. Zum Beispiel kann in sonst brennbaren Polymermaterialien wie Polyester oder Epoxidmaterialien die Brennbarkeit wenigstens herabgesetzt oder ganz beseitigt werden. So zeigen z.B. herkömmliche Polyester und Epoxide auch nach ihrer Aushärtung eine gute Brennbarkeit. Durch einen Zusatz von 5 bis 6o % mikroverkapseltem feuerhemmendem Stoff (vorzugsweise 20 bis 40 % mikroverkapseltem feuerhemmenden Stoff) wird eine ausreichende flammhemmende Wirkung erzielt. Bei der Erstellung von Polyester bzw. Epoxid-Mörteln läßt sich eln sehr großes Einsatzgebiet mit einer hohen technischen Verbesserung erschließen. Auf diese Weise können etwa die Auftriebskörper von Schiffen, die mit Polymerschäumen (z.B. Polyurethan) gefüllt sind, feuersicher ausgebildet werden, indem den Polymerschäumen eine mikroverkapselte feuerhemmende Substanz zugesetzt wird.The microencapsulated fire-retardant substances are particularly suitable in connection with this with plastics. For example can be used in otherwise flammable polymer materials such as polyester or epoxy materials the flammability can at least be reduced or eliminated entirely. For example, conventional polyesters and epoxies have good flammability even after they have hardened. By adding 5 to 60% microencapsulated fire retardant material (preferably 20 to 40% microencapsulated fire retardant fabric) becomes a sufficient flame retardant Effect achieved. When creating polyester or epoxy mortars can Open up a very large area of application with a high level of technical improvement. In this way, for example, the floats of ships that are made with polymer foams (e.g. polyurethane) can be made fire-proof by using the polymer foams a microencapsulated fire retardant substance is added.

Auch bei schwer entflammbaren Polymermaterialien wird noch eine Steigerung der Nichtentflammbarkeit des Produktes durch die Verwendung mikroverkapselter feuerhemmender Substanzen erzielt.Even with flame-retardant polymer materials, there is still an increase the non-flammability of the product through the use of microencapsulated fire retardant Substances achieved.

Aber auch bei fiolzfasermaterialien, z.B. in Form von Platten, kann deren Nichtentflammbarkeit durch einen Zusatz von mikroverkapselten feuerhemmenden Substanzen verbessert werden.But also with fiolzfasermaterials, e.g. in the form of plates, can their non-flammability due to the addition of microencapsulated fire retardant Substances are improved.

Eine gute Feuerhemmung läßt sich auch dadurch erzelen, daß ein Werkstoff oder ein Gegenstand mit der mikroverkapselten feuerhemmenden Substanz beschichtet wird. Zum Beispiel können flächige Werkstoffe mit geringer Dicke, wie etwa Gewebe, Pappe, Papier, Vlies usw., mit mikroverkapselten feuerhemmenden Substanzen beschichtet werden und können dadurch schwer entflammbar oder überhaupt nicht brennbar gemacht werden0 Auch bei Laminaten für glasfaserverstärkten Kunststoff ist eine Beschichtung mit mikroverkapseltem Stoff zweckmäßig. Besonders im Bootsbau, wo es auf feuerhemmende Eigenschaften besonders ankommt, kann damit der Feuerschutz erheblich verbessert werden.Good fire retardancy can also be achieved by using a material or an object with the microencapsulated fire retardant substance is coated. For example, flat materials with a small thickness, such as such as fabric, cardboard, paper, fleece, etc., with microencapsulated fire-retardant substances be coated and can therefore be flame retardant or not at all combustible be made0 Even with laminates for fiberglass-reinforced plastic is one Coating with microencapsulated material is expedient. Especially in boat building where there is fire-retardant properties are particularly important, so the fire protection can be considerable be improved.

Zum Beispiel kann bei Schiffskörpern aus glasfaserverstärktem Polyester- oder Epoxidharz entweder das Laminat mit der mikroverkapselten feuerhemmenden Substanz beschichtet werden und/oder die mikroverkapselten feuerhemmenden Substanzen können in das Harz gemischt werden0 Feuerhemmende igenschaften von Materialien können auch dadurch verbessert werden, daß die feuerhemmende Substanz in ein Beschichtungsmittel, z.B. einen Lack, eingearbeitet wird, das auf den zu schützenden Werkstoff aufgetragen wird. Die Beschichtung kann z,B. auch aus Platten eines Werkstoffs bestehen, in dessen Volumen mikroverkapselte feuerhemmende Substanzen verteilt sindo Eine andere Möglichkeit der Anwendung mikroverkapselter feuerhemmender Substanzen bei der direkten Feuerbekämpfung liegt darin, den mikroverkapselten feuerhemmenden Stoff in verschießbare Körper einzubringen, die zum Ort des Feuers geschossen und dort gesprengt werden können.For example, in the case of hulls made of glass fiber reinforced polyester or epoxy either the laminate with the microencapsulated fire retardant substance can be coated and / or the microencapsulated fire retardant substances can be mixed into the resin0 fire retardant properties of materials can also be improved by the fact that the fire-retardant substance in a coating agent, e.g. a varnish, which is applied to the material to be protected will. The coating can e.g. also consist of plates of a material in the volume of which is distributed with microencapsulated fire retardant substances o One another possibility of using microencapsulated fire retardant substances The direct fire fighting lies in the microencapsulated fire retardant fabric to be brought into shootable bodies that shot to the location of the fire and there can be blown up.

Durch die Mikroverkapselung ist besonders bei flüssigen feuerhemmenden Substanzen, die dann in Form etwa eines groben Pulvers vorliegen, bei Sprengung eines verschießbaren Körpers der vorgenannten Art eine bessere Verteilung der Substanz am Ort des Feuers sichergestellt.The microencapsulation is particularly useful for liquid fire retardant Substances that are then in the form of a coarse powder, for example, when detonated a sealable body of the aforementioned type a better distribution of the substance secured at the location of the fire.

Ein guter Feuerschutz läßt sich auch bei mit einem Kunststoffschaum gefüllten Fahrzeugreifen erzielen, wenn dem Kunststoffschaum mikroverkapselte feuerhemmende Substanzen beigefügt sind.Good fire protection can also be achieved with a plastic foam Achieve filled vehicle tires when the plastic foam is microencapsulated fire-retardant Substances are attached.

PatentansPrtiche sPatent claims s

Claims (1)

Patentansprüche: Feuerschutzmittel mit einer feuerhemmenden Substanz, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerhemmende Substanz mikroverkapselt isto 20 Feuerschutzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokapseln so ausgebildet sind, daß sie ihren Inhalt beim Überschreiten einer vorbestimmten Auslösetemperatur freigeben0 3. Feuerschutzmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit der feuerhemmenden Substanz eine Flüssigkeit mikroverkapselt ist, deren Siedepunkt bei einer gewünschten Auslösetemperatur liegt. Claims: fire retardants with a fire retardant substance, characterized in that the fire retardant substance is microencapsulated as 20 fire retardants according to claim 1, characterized in that the microcapsules are designed so that they release their contents when a predetermined trigger temperature is exceeded 3. Fire protection means according to claim 2, characterized in that together with the fire retardant substance is a liquid microencapsulated whose boiling point is at a desired trigger temperature. 4. Feuerschutzmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als feuerhemmende Substanz ein Stoff mit einem Siedepunkt bei einer gewünschten Auslösetemperatur verwendet wird.4. Fire protection means according to claim 2, characterized in that as a fire retardant substance, a substance with a boiling point at a desired one Trigger temperature is used. 5. Feuerschutzmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapselwandmaterial durch Wärme leicht zerstörbar ist.5. Fire protection means according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the capsule wall material is easily destroyed by heat. 6. Feuer chutzmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapselwandmaterial bei einer vorbestimmten Auslösetemperatur zerstört wird.6. Fire protection means according to claim 5, characterized in that that the capsule wall material is destroyed at a predetermined release temperature. 7. Feuerschutzmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem vor Feuer zu schützenden Werkstoff gemischt und/oder verbundenoder mit einem Gegenstand verbunden ist.7. Fire protection means according to one of the preceding claims, characterized characterized in that it is mixed with a material to be protected from fire and / or connected or connected to an object. 8. Feuerschutzmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mikroverkapselte feuerhemmende Substanz in den vor Feuer zu schützenden Werkstoff über dessen Volumen verteilt eingearbeitet ist.8. Fire protection means according to claim 7, characterized in that the microencapsulated fire retardant substance in the material to be protected from fire is incorporated over the volume distributed. 9. Feuerschutzmittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vor Feuer zu schützende Werkstoff ein Polymermaterial ist.9. Fire protection means according to claim 8, characterized in that the material to be protected from fire is a polymer material. 10. Feuerschutzmittel nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vor Feuer zu schützende Werkstoff ein Holzfasermaterial ist.10. Fire protection means according to claim 7 or 8, characterized in that that the material to be protected from fire is a wood fiber material. 11. Feuerschutzmittel nach einem der Ansprüche 7 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkstoff an seiner Oberfläche mit der -mikroverkapselten feuerhemmenden Substanz beschichtet ist.11. Fire protection means according to one of claims 7 to lo, characterized in that that a material on its surface with the -microencapsulated fire retardant Substance is coated. 12o Feuerschutzmittel nach Anspruch li, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff ein Flächenmaterial wie ein Gewebe, Pappe, Papier, Vlies ist.12o fire protection means according to claim li, characterized in that the material is a flat material such as a fabric, cardboard, paper, fleece. 13. Feuerschutzmittel nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff ein Laminat für einen glasfaserverstärkten Kunststoff ist.13. Fire protection means according to claim 11 or 12, characterized in that that the material is a laminate for a glass fiber reinforced plastic. 14. Feuerschutzmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerhemmende Substanz in ein Beschichtungsmittel eingearbeitet ist.14. Fire protection means according to one of claims 1 to 10, characterized in that that the fire retardant substance is incorporated into a coating agent. 15o Feuerschutzmittel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmittel ein Lack oder ein Überzugsmaterial ist.15o fire protection means according to claim 14, characterized in that the coating agent is a lacquer or a coating material. 16. Feuerschutzmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mikroverkapselte feuerhemmende Substanz in einem verschießbaren Sprengkörper enthalten ist.16. Fire protection means according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the microencapsulated fire retardant substance in a shootable explosive device is included. 17. Feuerschutzmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es zusammen mit einem Kunststoffschaum als Füllstoff für einen Fahrzeugreifen dient.17. Fire protection means according to one of claims 1 to 6, characterized in that that it is used together with a plastic foam as a filler for a vehicle tire serves.
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