DE2524600C3 - Nicht brennbare Polymermasse, Verfahren zur Herstellung derselben und ihre Verwendung - Google Patents
Nicht brennbare Polymermasse, Verfahren zur Herstellung derselben und ihre VerwendungInfo
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Description
25
Die Erfindung betrifft ein neues nicht brennbares Harzmaterial mit vielen Vorteilen, welches im besonderen
nicht nur nicht brennbar, sondern auch leicht und mit geringem Aufwand herstellbar ist und ferner
keine giftigen Gase von sich gibt, selbst wenn es extremer Hitze und Flammen ausgesetzt wird, sowie
ein Verfahren zur Herstellung desselben und seine Verwendung.
Synthetische Harzmaterialien werden verbreitet als Baustoffe verschiedener Art verwendet, da sie leicht
sind, eine hohe Festigkeit je Raumgewicht und eine überlegene Preßbarkeit beziehungsweise Formbarkeit
haben. Es gibt jedoch wegen ihrer geringen Wärme- und Flammbeständigkeit ernsthafte Probleme bei ihrer
Verwendung für gegen Feuer zu schützende Baumaterialien. Bisher wurden zur versuchten Lösung
dieser Probleme verschiedene feuerhemmende Mittel, wie Antimontrioxyd beziehungsweise andere nicht
brennbare anorganische Zusätze, beispielsweise Kalkstein, Siliciumdioxyd und keramische Materialpulver,
eingearbeitet. Diese Zusätze sind jedoch mit einem ziemlichen Aufwand verbunden und/oder geben bei
der thermischen Zerzetzung giftige Gase von sich und/ oder erhöhen das spezifische Gewicht des Produktes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Behebung der Nachteile des Standes der Technik ein
neues nicht brennbares Harzmaterial, welches leicht und mit geringem Aufwand herstellbar ist, selbst unter
extremer Hitze und bei der Einwirkung von Flammen keine giftigen Gase von sich gibt und den scharfen Anforderungen
der Bauindustrie genügt, sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben und Formkörper aus
ihm zu schaffen, woran ein großer Bedarf besUht.
Das obige wurde durch die Erfindung erreicht.
Es wurde nämlich von der Anmelderin durch viele Forschungen überraschenderweise festgestellt, daß die
obige Aufgabe durch die Verwendung von trockenem Ettringit (3 CaO · Al2O3 ■ 3 CaSO4 · 31 H2O) beziehungsweise
trockenem Pseudoettringit (3 CaO · Fe2O3
•3 CaSO4-31 H2O) unter Schaffung eines leichten,
mit wenig Aufwand verbundenen und insbesondere unter Hitze- und Feuereinwirkung sicheren, nicht
brennbaren Harzmaterials gelöst werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine nicht brennbare Masse aus eirem oder mehreren härtbaren
synthetischen Polymeren und gegebenenfalls Härtemitteln, Polymerisationskatalysatoren und/oder PoIymerisaticnsbeschleunigern
sowie gegebenenfalls üblichen inerten Zusätzen für Polymere, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie auch trockenen Ettringit
und/oder trockenen Pseudoettringit enthält.
Der Ettringit beziehungsweise Pseudoettringit selbst ist nicht brennbar und enthält eine große Menge Kristallwasser,
weichletzteres im Sinne einer Hemmung der Temperaturerhöhung bei Hitze- beziehungsweise
Flammeneinwirkung wirkt. Selbst bei der thermischen Zersetzung bei äußerst hoher Temperatur gibt er nur
Wasserdampf und keine giftigen Gase von sich. Ferner ist der Ettringit beziehungsweise Pseudoettringit mit
wenig Aufwand verbunden und im allgemeinen in Form eines sehr porösen Materiales, dessen Schüttgewicht
sehr gering ist, das heißt, daß er sehr leicht ist. So hat der Ettringit beziehungsweise Pseudoettringit viele
Vorteile und ist als nicht brennbarer und feuerhemmender Zusatz für Harzmaterialien den Zusätzen des Standes
der Technik bei weitem überlegen.
Vorzugsweise sind die Polymere solche, welche bei Raumtemperatur, zweckmäßigerweise 10 bis 30=C,
härtbar sind. Insbesondere können sie Epoxyharze, Polyesterharze und/oder Polyurethanharze sein.
Ein Härtemittel kann beispielsweise im Falle \on Epoxyharzen zugegen sein, wobei es vorteilhafterweise
ein Amin oder eine mehrbasische Säure ist.
Ein Polymerisationskatalysator kann beispielsweise im Falle von Polyesterharzen zugegen sein, wobei er
vorteilhafterweise Benzoylperoxyd beziehungsweise Methyläthylketonperoxyd ist.
Ein Polymerisationsbeschleuniger kann beispielsweise
im Falle von Polyesterharzen zugegen sein, wobei er vorteilhafterweise Kobaltnaphthena». ist.
Der erfindungsgemäß zu verwendende trockene Ettringit
beziehungsweise Pseudoettringit hat eine hohe spezifische Wärme und enthält eine große Menge Wasser
stabil in seinen Kristallen. Er kann in an sich bekannter Weise erhalten worden sein. So kann er beispielsweise
durch Vermischen von Wasser mit seiner Zusammensetzung entsprechenden gemischten Materialien,
wie
a) aluminiumhaltigem Zement und Gips,
b) Kalk, Gips und Bauxit,
c) Kalk, Gips und aluminiumhaltigem
Rotschlamm,
Rotschlamm,
d) Kalk, Gips und aluminiumhaltigem Schlamm beziehungsweise
e) jeder anderen Kombination von zur Bildung des Ettringites beziehungsweise Pseudoettringites
nach den folgenden Reaktionsgleichungen 6CaO t AI2O3 i 3SO3 , 32 H,O
-> 3 CaO · Al2C)3 · 3 CaSO1 · 32 H2O
beziehungsweise
6 CaO + FeX)3 + 3 SO3 -f 32 H.,O
-> 3 CaO ■ Fe2O3 · 3 CaSO4 · 32 H2O
notwendigen Materialien hergestellt worden sein. Das erhaltene pastenähnliche Produkt ist
bei erhöhter Temperatur, wie 40 bis 6O0C, während eines ausreichenden Zeitraumes, beispielsweise
30 h, zu einem trockenen Pulver [3 CaO ■ Al2O3 · 3 CaSO4 · 31 H2O beziehungsweise
3 CaO ■ Fe2O3 · 3 CaSO4 · 31 H2O] ge-
trocknet worden. Es sei bemerkt, daß das trockene Pulver keinen Wasserüberschuß, welcher
das Pulver physikalisch benetzen und die Haftung zwischen dem Polymermaterial und
dem pulverförmigen Ettringit beziehungsweise Pseudoettringit ungünstig beeinflussen würde,
aufweisen soll.
Das erfindungsgemäße nicht brennbare Harzmatertal kann durch Vermischen seiner Bestandteile bei Raumtemperatur
in sehr einfacher Weise hergestellt werden.
Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung zur Herstellung des erfindungsgemäßen nicht
brennbaren Harzmaterials wird zum Mischen seiner Bestandteile der Ettringit beziehungsweise Pseudoettringit
in einem Volumanteil von etwa 30 bis 300 °o, insbesondere 100 bis 200%, bezogen auf die Menge des
Polymermaterials, verwendet.
Es können wie bereits erwähnt auch inerte Zusätze, welche üblicherweise Polymermaterialien, wie Harzmörtein
beziehungsweise Harzkitten, zugesetzt werden, ohne Beeinträchtigungen der erfindungsgemäßen Wirkungen
verwendet werden. Solche sind vor allem Streckmittel und Farbstoffe. Die Streckmittel werden
zur Verbesserung beziehungsweise passenden Einstellung der mechanischen Festigkeit, der Verarbeitbarkeit,
der Wetterbeständigkeit und/oder der Wirtschaftlichkeit der Herstellung zugesetzt. So ermöglicht die
passende Zugabe von Streck mitteln die Einstellung der Fließfähigkeit des Polymermateriales beim Pressen
beziehungsweise Formen sowie die Steuerung der Temperaturerhöhung infolge der Härtung und die Verlängerung
der Gebrauchsdautr beziehungsweise Haltbarkeit des Polymermaterials im Behälter. Solche
sind zum Beispiel Calciumcarbonat, Asbest, Siliciumdioxyd und pulverförmiges Aluminiumoxyd. Die Farbstoffe
können solche, welche gegenüber der Härtungsreaktion inert sind und ihre Farbe mit der Zeit kaum
ändern, sein. Solche Farbstoffe und ihre Eignung für bestimmte Polymermaterialien sind wohlbekannt. Bei- 4u
spiele für sie sind anorganische Pigmente, wie Titandioxyd, Ruß beziehungsweise Eisenoxyd, und organische
Farbstoffe, 'vie Toluidinrot, Phthalocyaninblau beziehungsweise Phthalocyaningrün.
Das nicht brennbare Harzmaterial nach der Erfindung kann zu einer Mannigfaltigkeit von Formkörpern,
beispielsweise für Bau- und Ausstattungs/wecke, wie Halbdächer, als Abdeckungen für Bänke, Brüstungen
beziehungsweise Geländer, Dekorationsplatlen, Füllmauern beziehungsweise nicbttragende Wände,
Badewannen, als Abdeckungen beziehungsweise Schirme von Kühlaggregaten, wie auf Gebäudedächern, und
Badezimmer- und Ankleide?immerfertigelemente, wie versenkbare Ablagen, Schrankelemente beziehungsweise
Anbauelemente, sowie Spielzeug und Teile von elektrischen Maschinen und Küchengeräten, gepreßt
beziehungsweise geformt werden.
Gegenstand der Erfindung ist daher auch die Verwendung des erfindungsgeuäßen nicht brennbaren
Harzmaterials zur Herstellung von nichtbiennbaren Harzformkörpern. Diese erfolgt zweckmäßigerweise
durch Pressen beziehungsweise Formen.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden nicht als Beschränkung aufzufassenden Beispiele näher erläutert.
Der in diesen verwendete trockene Ettringit ist aus einer wäßrigen Lösung von Aluminiumsulfat
[A12(SO4)3 · 18 H2O] und gelöschtem Kalk [Ca(OH)2]
hergestellt worden.
Es wurden ein Epoxyharzmaterial, in welches kein feuerhemmender nicht brennbarer Zusatz eingearbeitet
worden ist, dasselbe Harzmaterial, in welches kiesefsäurehaltiger
Sand Nr. 5 eingearbeitet worden ist, und dasselbe Harzmaterial, in welches der obige Ettringit
eingearbeitet worden ist, auf ihre Nichtentflammbarkeit
beziehungsweise Schwerbrennbarkeit geprüft.
Das verwendete Epoxyharzmaterial wurde durch Vermischen von 100 Gewichisteilen eines flüssigen
Epoxyharzes mit einme Epoxyäquivalent von 180 bis 200 mit 10 Gewichtsteilen eines Härtemittels, bestehend
aus einer Polyaminosäure, hergestellt.
Die Harzmörtelprobestücke, in welche ein feuerhemmender nicht brennbarer Zusatz eingearbeitet
worden ist, wurden durch Verkneten von 100 Volumteilen der wie oben beschriebenen hergestelltenMischung
aus flüssigem Epoxyharz und Härtemittel und 100 bis 200 Volumteilen des kieselsäurehaltigen Sandes Nr. 5
beziehungsweise des trockenen Ettringites hergestellt. Der Zusatz und die genannte Mischung wurden in dieser
Reihenfolge in einen mechanischen Rührer eingeführt und 3 bis 5 min lang geknetet.
Jedes der so hergestellten gekneteten Materialien wurde jeweils zu einem Probestück mit Abmessungen
von 150 mm χ 12 mm ν 5,5 mm gepreßt beziehungsweise
gefonnt und die Prüfungen wurden nach einer vereinfachten ASTM-D635-Verfahrensweise (Standardverfahrensweise
zur Prüfung der Entflammbarkeit von selbsttragenden Kunststoffen) durchgeführt. Spezieller
ausgedrückt wurde das an einen Träger befestigte Probestück an seinem freien Ende unmittelbar mit
einem Gasbrenner angezündet. Nach dem Anzünden des Probestückes wurde die Gashrennerflamme entfernt,
um das Probestück weiterbrennen zu lassen, worauf die Brenndauer und die Brennlänge ermittelt wurden.
Die Versuchsergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle I zusammengestellt.
Es wurde ein Polyesterharzrnaterial, in welches kein feuerhemmender nicht brennbarer Zusatz eingearbeitet
worden ist, dasselbe Harzmaterial, in welches kieselsäurehaltiger Sand Nr. 5 eingearbeitet worden ist,
und dasselbe Harzmaterial. in welches der obige Ettringit eingearbeitet worden ist, auf ihreNichtentflammbarkeit
beziehungsweise Schwerbrennbarkeit geprüft.
Das verwendete Polyesterharzmaterial wurde durch Vermischen von 100Gewichtsleilen eines flüssigen Harzes,
bestehend aus einem ungesättigten lsophthalsäurepolyester, mit 25 Gewichtsteilen einer Härtemittelmischung,
bestehend aus Kobaltnaphthenat und Methyläthyl ketonperoxyd, hergestellt.
Die Probestücke wurden nach den im Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweisen hergestellt und geprüft.
Die Versuchsergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle Il zusammengestellt.
Es wurde ein Polyurethanharzmaterial, in welches kein feuerhemmender nicl.t brennbarer Zusatz eingearbeitet
worden ist, dasselbe Harzmaterial, in welches kieselsäurehaltiger Sand Nr. 5 eingearbeitet worden
ist, und dasselbe Harzmaterial, in welches der obige Ettringit eingearbeitet worden ist, auf ihre Nichtent-
flammbarkeit beziehungsweise Schwerbrennbarkeit geprüft.
Das verwendete Polyurethanharzmatcrial wurde durch Vermischen von 100 Gewichtsteilen eines flüssigen
Harzes, bestellend hauptsächlich a».s einem Poiyisocyanat, mit 200 Gewichtsteile einer Härtemittel-
(f.
mischung, bestehend aus einem Polyol (Hauptbestandteil) und einem Streckmittel, hergestellt.
Die Probestücke wurden den im Beispiel I beschriebenen Verfahrensweisen hergestellt und geprüft.
Die Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tabelle 111 zusammengestellt.
| Zusatz | Tabelle II | Zusatz | Verhältnis der Mi | Brennlänge | Brenndauer | Bemerkungen |
| schung aus flüssigem | in mm | in see | ||||
| Harz und Härte | ||||||
| mittel zum Zusatz | ||||||
| Keiner | Keiner | 100:0 | 50 | 93 | Weiterbrennen | |
| 100 | 191 | Weiterbrennen | ||||
| Kieselsäurehaltiger | Kieselsäurehaltiger | |||||
| Sand Nr. 5 | Sand Nr. 5 | 100:200 | 26 | 141 | Erlosch von selbst | |
| Ettringit | Ettringit | 100:100 | 4 | 60 | Erlosch von selbst | |
| Verhältnis der Mi | Brennlänge | Brenndauer | Bemerkungen | |||
| schung aus flüssigem | in mm | in see | ||||
| Harz und Härte | ||||||
| mittel zum Zusatz | ||||||
| 100:0 | 50 | 96 | Weiterbrennen | |||
| 100 | 209 | Weiterbrennen | ||||
| 100:200 | 50 | 162 | Weiterbrennen | |||
| 100 | 346 | Weiterbrennen | ||||
| 100:200 | 12 | 102 | Erlosch von selbst |
| Zusatz | Verhältnis der Mi | Brennlänge | Brenndauer | Bemerkungen |
| schung aus flüssigem | in mm | in see | ||
| Harz und Härte | ||||
| mittel zum Zusatz | ||||
| Keiner | 100:0 | 50 | 59 | Weiterbrennen |
| 100 | 189 | Weiterbrennen | ||
| Kieselsäurehaltiger | 100: 100 | 50 | 115 | Weiterbrennen |
| Sand Nr. 5 | 100 | 258 | Weiterbrennen | |
| Ettringit | 100: 100 | 5 | 76 | Erlosch von selbst |
Claims (3)
1. Nicht brennbare Masse aus einem oder mehreren härtbaren synthetischen Polymeren und gegebenenfalls
Härtemitteln, Polymerisationskatalysatoren und/oder Polymerisationsbeschleunigern
sowie gegebenenfalls üblichen inerten Zusätzen für Polymere, dadurch gekennzeichnet,
daß sie auch trockenen Ettringit und/oder trockenen Pseudoettringit enthält.
2. Verfahren zur Herstellung der Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die
Bestandteile mischt und dabei den Ettringit beziehungsweise Pseudoettringit in einem Volumanteil
von etwa 30 bis 300%, insbesondere 100 bis 300%, bezogen auf die Menge des Polymermaterials,
verwendet.
3. Verwendung der Masse nach Anspruch 1 zur Herstellung von Harzformkörpern.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6182974 | 1974-06-03 | ||
| JP49061829A JPS50153054A (de) | 1974-06-03 | 1974-06-03 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2524600A1 DE2524600A1 (de) | 1975-12-04 |
| DE2524600B2 DE2524600B2 (de) | 1976-07-22 |
| DE2524600C3 true DE2524600C3 (de) | 1977-03-17 |
Family
ID=
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