DE2557612A1

DE2557612A1 - Verbesserte brandschutz-dichtungselemente

Info

Publication number: DE2557612A1
Application number: DE19752557612
Authority: DE
Inventors: Wulf Von Dr Bonin
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1975-12-20
Filing date: 1975-12-20
Publication date: 1977-06-30
Also published as: BE849597R; LU76421A1; NL7614067A; FR2335246A2; JPS5280699A

Description

Bayer Aktiengesellschaft 2557612

Zentralbereich Patente. Marken und Lizenzen

509 Leverkusen. Bayerwerk Dp/bc

*^a 0e2.1975

Verbesserte Brandschutz-Dichtungselemente (Zusatz zu (Patentanmeldung P 2503712.1))

Gegenstand des Hauptpatentes (Patentanmeldung

P 2503712.1) sind flexible Brandschutzelemente, bevorzugt Dichtungselemente, auf der Basis von Alkalisilikat, die ohne Schaden oder Gefahr der Verminderung ihrer Brauchbarkeit stark verformt, z.B. über Rohre gewickelt, in Fugen gepreßt oder in Nuten eingezogen und dynamisch belastet werden können. Dabei bestehen die Brandschutzelemente aus einem flexiblen, beliebig geformten Schlauch, der mit einer wässrigen Alkalisilikatlösung und/oder einem wäßrigen Alkalisilikatgel gefüllt ist, wobei die Alkalisilikatlösung bzw. das Alkalißilikatgel ebenfalls Füllstoffe enthalten kann.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine weitere Ausgestaltung des Gegenstandes des Hauptpatentes.

In Weiterentwicklung des Verfahrens zur brandhemmenden Abdichtung wurde beobachtet, daß bei Wämreeinwirkung die Thermoplastizität der wässrigen Silikatlösungen bzw. Silikatgele eine Erweichung der Dichtungen bewirken kann, die

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dazu führen kann, daß die Dichtungselemente sich in ungünstigen Fällen so verformen, daß sie, bevor der Prozeß des Auf ^- schäumens einsetzt, ihre Dichtungsfunktion nicht mehr aus^ reichend erfüllen. Diese Tendenz läßt sich durch die gegebenenfalls mitzuverwendenden Füllstoffe, etwa Gesteinsmehl, Asbestfasern oder organische Fasern oder Kunststoffpulver nicht immer zufriedenstellend zurückdrängen.

Es wurde nunmehr gefunden, daß Brandschutz-Dichtungselemente gemäß Hauptpatent mit verbesserter Formbeständigkeit dann erhalten werden, wenn man die in der flexiblen umhüllung befindliche wasserhaltige Alkalisilikatmasse durch einen flexiblen Träger mechanisch stabilisiert.

Der Träger kann aus organischem und/oder anorganischem Material bestehen. Er soll jedoch von ausreichender Flexibilität sein, um den flexiblen Charakter der Dichtungselemente nicht nachteilig zu beeinflussen.

Es kann sich handeln um einen oder mehrere Fäden oder Faserstränge bzw. Drähte bzw. deren Kombination nach Art von Flaschenbürsten oder Pfeifenreinigern. Gut geeignet sind auch Gewebe oder Netze ggf, in Form von Bändern. Sehr gut eignen sich auch Schaumstoffe mit offenen oder geschlossenen Zellen, Vliesstoffe, Netzwerke oder ggf. gelochte oder beflockte Folien. Da als wichtigste Forderung an die Trägermaterialien neben einer gewissen mechanischen Festigkeit eine Formbeständigkeit in Temperaturbereichen unter ca. 150 C, vorwiegend unter 100⁰C verlangt wird, sind neben

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Metallen wie Eisen, anorganischen Materialien wie Kohlenstoff ,Asbest, Glas, z.B. in Form von Geweben, Vliesen, Fasersträngen aucli sehr viele organische Materialien geeignet, etwa Polyolefine, Polyvinylaromaten, Polyamide, Polyurethane, Polyester, Polyacry!verbindungen, Polycarbonate, Polyharnstoffe, Polyimide, Cellulose, Proteine, wie sie allgemein für die Fierstellung von Fäden, Geweben oder flexiblen Folien herangezogen werden.

Vorzugsweise werden natürlich alkalifeste Trägermaterialien verwendet wie etwa Metalldraht, Asbest, alkalifeste Gläser, C-Fasern, Träger aus Polyolefinen wie Polyäthylen oder Polypropylen, Polystyrol, Polybutadien, Polyisopren usw.. Es werden aber auch gute Ergebnisse mit weniger alkalifesten Materialien erhalten wie Cellulosematerialien, Polyurethanen, Polyestern, Polyacrylnitril, Polyvinylchlorid usw. .

Vorzugsweise werden als Träger Drähte, Gewebe, Vliese, ggf. gelochte oder verformte Folien oder Schaumstoffe bzw. deren Kombinationen verwendet.

Die Herstellung der Dichtungselemente erfolgt beispielsweise so, daß man die wässrigen Alkalisilikatmassen, die vorzugsweise aus Natriumsilikaten mit einem Verhältnis von Na„O zu SiO- wie 1 : 1,5 bis 1 : 3,0 bestehen und vorzugsweise Wassergehalte von 50-5 Gew.-% aufweisen, in die Trägermaterialien durch Walzen, Rakeln, Walken, Tränken oder Gießen einarbeitet oder daß man die Trägermaterialien einseitig, mehrseitig oder allseitig mit der Silikatmasse beschichtet und dann mit dem flexiblen Schlauch bzw. mit der

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flexiblen Außenschicht umgibt. Diese flexible Außenschicht kann z.B. aus einem verschweißten und ggf, auch aufgeschrumpften Polyolefin- oder PVC-FoIienmaterial bestehen, es kann sich auch um eine Lackierung handeln oder eine durch Extrusion analog der Kabelummantelung aufgebrachte Kunststoffschicht oder auch um eine ggf. verklebte Umwickelung mit z.B. PVC- oder Polyolefinfolie.

Im folgenden werden einige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Brandschutzdichtungselemente beispielhaft beschrieben:

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Beispiel 1 ^w*

Dichtungsstreifen ohne Träger

50 Gew.-Teile alkalisches Natriumsilikatpulver (Portil A, Fa. Henkel) werden mit 19 Gew.-Teilen Wasser zu einem Brei verrührt, der in einer Polyäthylenform zu einem Streifen der Abmessungen 1 cm χ 2 cm χ 25 cm vergossen wird. Nach ca. 30 Min. ist der Brei erhärtet, er kann der Form entnommen werden und wird in eine eng anliegende Polyäthylenfolie eingeschweißt, so daß er vor Austrocknung geschützt ist.

Beispiel 2
Polyurethanschaumträger

In eine weitgehend offenzellige Polyurethan-Weichschaumfolie mit einer Dicke von 5 mm wird die unter 1. verwendete Mischung durch ein Walzenpaar eingearbeitet, so daß die Poren weitgehend mit der Silikatmasse gefüllt sind.

Dann werden aus der Folie zwei Streifen 2 cm χ 25 cm ausgeschnitten und aufeinander gelegt, wobei sie verkleben. Es entsteht ein Dichtungsstreifen mit den bei 1. beschriebenen Abmessungen, der ebenfalls -in PE-Folie eingeschweißt wird.

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Vliesträger

Ein grobtitriges Glasvlies wird mit der Silikatmasse nach 1-übergössen, so daß eine Beschichtung mit der Silikatmasse erfolgt. In einer Presse werden drei Lagen eines solchen beschichteten Vlieses zu einem ca. 1 cn starken Sandwich verpreßt. Dieser wird in Streifen mit Abmessungen gemäß 1. geschnitten und in PVC-FoIie eingeschweißt.

Beispiel 4
Gewebeträger

Eine Polyäthylenfolie wird mit der Silikatmasse gemäß 1. ca.4,5 mm hoch beschichtet. Ein ca. 7 cm breiter und ca. 50 cm langer Streifen der so beschichteten Folie wird in Längsrichtung halbseitig mit einem ca. 2,5 cm breiten Jutesackgewebe bedeckt, dann wird die andere Seite der beschichteten Folie über die mit Jute abgedeckte Beschichtung geklappt, so daß im Inneren des so gebildeten ca. 1 cm dicken Streifens sich die Jutelage befindet. Die offene Seite des Streifens wird nun zusammengequetscht und zugeschweißt, so daß wiederum ein Dichtungsstreifen mit den ungefähren Abmessungen gemäß 1, entsteht.

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ORIGINAL IMSFECTEO

Beispiel 5 * Q *

Metallgewebeträger

Der gleiche Versuch wird wiederholt, nur an Stelle des Jutesackgewebes wird ein entsprechendes Stück Fliegendrahtgewebe gewählt.

Beispiel 6

Ein DIN A 4-Bogen aus Natronkraftpapier wird mit einer Rakel beidseitig ca. 1,5 mm hoch mit der Silikatmasse gemäß 1. beschichtet und zu einer Rolle von ca. 1,5 cm Durchmesser eng aufgerollt. Diese Rolle wird spiralig mit selbstklebendem PVOBand umwickelt.

Beispiel 7

Ein Bindfaden aus gereckten Polypropylen-Spleissfolienbändchen wird durch die gemäß 1. frisch hergestellte Silikatmasse bei ca. 50 C hindurch gezogen, wobei ca. das 7-fache des Bandgewichtes an Silikatmasse haften bleibt. Nunmehr werden mehrere solcher beschichteten Bänder zu einem Strang von ca. 1 cm Durchmesser·zusammengefaßt, wobei sie verkleben und sich beim Abkühlen 2u einem flexiblen Strang verfestigen, der anschließend in Polyäthylenfolie eingeschweißt wird.

Beispiel 8 - ·

Es wird.wie bei-7. gearbeitet, nur an' Stelle von Polypropylenband wird ein Baumwollgarn verwendet. ^v-· "

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ORIGINAL INSPECTED

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Beispiel 9

Man stellt eine Mischung aus 50 Teilen eines handelsüblichen basischen Natriumsxlikatpulvers (Portil, Fa. Henkel), 1 Tl. eines handelsüblichen Verflüssigers auf Basis eines Kondensationsproduktes aus Formaldehyd und Ditolylätherdisulfonsäure, sowie 12 TIn. Wasser her. Es entsteht eine gut streichfähige breiige Masse, die nach ca. 15 Minuten zu erhärten beginnt. Vor der Erhärtung kann diese Masse wie folgt verarbeitet werden:

Eine ca. 0,5 mm starke Hart-PVC-Folie wird durch Prägung oder Tiefziehen so verformt, daß sie die waffelartige Struktur eines Eierbrettes bekommt. Diese Struktur entsteht prinzipiell durch geometrische Überlagerung zweier senkrecht aufeinander stehender Sinuswellen in der Fläche. Die so verformte Folie, bei der die Vertierungen etwa 4 mm tief und die Kuppenabstande ca. 5 mm sind, wird zu 10 cm breiten Streifen von ca. 2 m Länge geschnitten. Durch einen Rakelprozess werden jetzt die Vertiefungen der Folie beidseitig mit der Silikatmasse ausgefüllt. Dann wird mit einer planen PVC-Folie beidseitig abgedeckt, die seitlich verschweißt wird, so daß ein flacher gefüllter Schlauch von ca. 5 mm Höhe entsteht. Dieser Schlauch führt bei Zutritt einer Flamme zu einem starken Aufschäumen an der beflammten Stelle und kann als Unterlage oder Abdeckung auf Kabeltrassen verwendet werden.

Fernerhin wird mit der frisch hergestellten Silikatmischung eine 0,1 mm starke Polypropylenfolie ca. 2 mm dick beschichtet. Ein ca. 1 m langer und ca. 5 cm breiter Streifen der so beschichteten Folie wird in Längsrichtung eng aufgerollt, so daß eine ca. 1 m lange und etwa 1,5 cm dicke gerollte 'Wurst¹ entsteht. Die Längsnaht dieser Wurst wird auf der Peripherie mit einem PVC-Selbstklebeband verschlossen und zusammengehalten.

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Dieser Rollkörper enthält viele radial angeordnete und durch Polyäthylenfolie geschützte Silikatschichten, gleichzeitig bewirken die Folienschichten eine Stabilisierung des so hergestellten Dichtungselementes gegen Verformung. Im Brandfalle entspricht das Ergebnis den im folgenden beschriebenen Befunden.

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Prüfung

In eine ca. 1 cm dicke Stahlplatte ist ein S-förmiger Schlitz eingefräst, die Länge beträgt etwa 25 cm, die Schlitzbreite beträgt 1 cm.

Diese Platte liegt waagerecht auf einem Gestell und wird von der Unterseite mit einem Bunsenbrenner beflammt. Die zu prüfende Brandschutzdichtung wird in den Schlitz eingepreßt und von unten her mit der Brennerflamme beaufschlagt.

Legt man eine Dichtung gemäß Beispiel 1 ein, so erfolgt bei voller Brennerstärke ein sehr schnelles Aufschäumen der Silikatmasse nach Abschmelzen der äußeren Hülle und der Schlitz wird über den gesamten Bereich sehr gut gegen den Flammendurchtritt geschützt.

Stellt man dagegen den Brenner auf eine sehr geringe Stärke der Flamme ein, so erfolgt zwar dort, wo die Flamme auf die Dichtung auftrifft, das Aufschäumen, jedoch in der Nachbarschaft dieser Stelle reicht die '."irrpvenlv.'icl'Ji.iii^ nicht aus, um zum Abschmelzen der Außenhülle und zum Aufschäumen des Silikatmaterials zu führen. Hier erweicht die Silikatfüllunq lediglich nach und nach durch Wärmeleitung über die gesamte Länge des Schlitzes mit der Folge, daß die Dichtung langsam durch den Schlitz abzusinken beginnt. HJorbei entstellt innerhalb von 30 Min. bisweilen entweder ein freien Raum zwischen Dichtungselement und Wand der Schi i tzöf f niinq oder die Dichtuna sinkt eventuell :;f> wf»i i ah, dar· sr-i.u 'Mn Freilegen de.¹; Schlitzes erfolgt.

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OFHGINAL INSPECTED

Die gleichen Versuche Werden nunmehr mit Dichtungselementen gemäß den Herstellungsbeispielen 2-8 wiederholt;

Bei voller Brennerstärke ist das Schutzvermögen genauso gut wie bei der Dichtung gemäß Beispiel 1. Bei geringer Brennerstärke zeigt sich bei allen Mustern kein oder nur ein geringes Absinken der Dichtung, in keinem Falle wurde innerhalb von 30 Min. der Schlitz freigelegt, und so ein Flammendurchtritt ermöglicht.

Diese Versuche zeigen, daß die eingebetteten Trägermaterialien zu einer Verbesserung der Funktionstüchtigkeit der Brandschutzdichtungen geführt haben.

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Claims

P atentansprttche

1) prandschutz-Dichtungselemente gemäß Hauptpatent ^—s (Patentanmeldung P 2503712.1), bestehend aus einer flexiblen beliebig geformten Umhüllung, die mit einer wässrigen Alkalisilikatlösung und/oder einem wässrigen Alkalisilikatgel gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die im Inneren der flexiblen Umhüllung befindliche Silikatfüllung durch einen flexiblen Träger mechanisch stabilisiert ist.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus Strängen oder Geweben aus Metalldraht, organischen oder anorganischen Fasern oder Asbest, aus flexiblen Schaumkörpern, Vlies oder Folien besteht.

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