DE2800805A1

DE2800805A1 - MASTIX COATING MATERIAL AND ITS USE FOR THE PRODUCTION OF A CURED THERMAL BARRIER LAYER SURFACE COVER AND THE PRODUCTS INCLUDED WITH IT

Info

Publication number: DE2800805A1
Application number: DE19782800805
Authority: DE
Inventors: Wayne P Ellis; Alan H Slotkin; Irvin J Steltz; Mcdonald Lee Whitlock
Original assignee: HB Fuller Co
Current assignee: HB Fuller Co
Priority date: 1977-02-25
Filing date: 1978-01-10
Publication date: 1978-08-31
Also published as: FR2381812A1; AU3202377A; GB1554538A; LU79108A1; JPS53105537A; BE864230A; NL7800154A

Description

51 248 - BR/051 248 - BR / 0

Anmelder: H.B. Fuller Company, 2400 Kasota Avenue, Saint Paul. Minnesota 55108/USAApplicant: HB Fuller Company, 2400 Kasota Avenue, Saint Paul. Minnesota 55108 / USA

Ma'stix-Beschichtungsmaterial und dessen Verwendung zur Herstellung eines gehärteten thermischen Sperrschicht-Oberflächenüberzugs und die dabei erhaltenen ProdukteMa'stix coating material and its use for the production of a hardened thermal barrier surface coating and the products obtained thereby

Die Erfindung betrifft Beschichtungsraaterialien (Überzugsmaterialien); sie betrifft insbesondere Beschichtungsmaterialien (Überzugsmaterialien), die eine feuerhemmende, bzw. flammwidrige Sperrschicht auf brennbaren oder schmelzbaren Substraten liefern.The invention relates to coating materials (coating materials); it relates in particular to coating materials (Covering materials) that have a fire-retardant or flame-retardant barrier layer on flammable or fusible Deliver substrates.

Es ist seit langem bekannt, daß bestimmte Baumaterialien besonders verbrennungsempfindlich sind. Eine Polyurethanschaumisolierung ist ein solches Material. Polyurethanschaum ist zwar ein hochwirksames Isolierungsmaterial, es unterliegt jedoch der Verbrennung und außerdem entstehen stark toxische Dämpfe, wenn er verbrennt. Es wurden bereits die verschieden-It has long been known that certain building materials are particularly sensitive to combustion. A polyurethane foam insulation is one such material. Polyurethane foam is a highly effective insulation material, but it is subject to it however, of combustion, and moreover, highly toxic fumes are generated when it burns. The different

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sten Versuche unternommen, um die Wahrscheinlichkeit der Verbrennung solcher Materialien zu vermindern. So fordern beispielsweise viele Bauvorschriften, daß eine Polyurethanisolierung durch irgendeine Form einer Feuersperrschicht überzogen wird. Es ist daher üblich, eine Gipsplatte oder eine Trockengipswand auf eine Polyurethanisolierung aufzubringen, um dadurch einen Feuerschutz zu erzielen.Most attempts are made to reduce the likelihood of burns to reduce such materials. For example, many building codes require polyurethane insulation is covered by some form of fire barrier. It is therefore common to use a plasterboard or a Apply dry plasterboard to polyurethane insulation to thereby to achieve fire protection.

Es sind bereits verschiedene Beschichtungsmaterialien (Überzugsmaterialien) vorgeschlagen worden, die in einer gipsartigen Konsistenz auf einer Polyurethanisolierung aufgebracht werden« In der Regel enthalten diese Materialien ein hydratisiertes anorganisches Material. Wenn solche Materialien einer übermäßigen Wärme und/oder Flammen (Feuer) ausgesetzt werden, wird das Hydratationswasser in einer endothermen Reaktion freigesetzt, welche die Wärme der Flammen (des Feuers) absorbiert. Darüber hinaus wird durch die Bildung von Wasserdampf weitere Wärme absorbiert, was zu einem Kühleffekt führt. Durch die Freisetzung von Hydratationswasser sowie durch die Verdampfung des dabei erhaltenen Wassers wird die Übertragung der Wärme der Flammen (des Feuers) verzögert, die Zersetzung der Polyurethanschaum-Isolierung wird hinausgezögert, so daß das Gebäude evakuiert werden kann·There are already various coating materials (covering materials) been proposed that applied in a plaster-like consistency on a polyurethane insulation “Usually these materials contain a hydrated inorganic material. If such materials Exposure to excessive heat and / or flames (fire) turns the water of hydration into an endothermic one Reaction released which absorbs the heat of the flames (fire). In addition, through education absorbs further heat from water vapor, which leads to a cooling effect. By releasing water of hydration as well as the evaporation of the water obtained thereby, the transfer of the heat of the flames (of the fire) delayed, the decomposition of the polyurethane foam insulation is delayed so that the building can be evacuated can·

Beider Herstellung und Verwendung solcher Überzugsmaterialien treten jedoch bestimmte Probleme auf. Die Überzugsmaterialien liegen in der Regel in Form von 2 oder mehr getrennten Komponenten vor, die zum Zeitpunkt des Aufbringens genau abgemessen und dann mit einer geeigneten Menge Wasser beispieIs-In the manufacture and use of such coating materials however, certain problems arise. The coating materials are typically in the form of 2 or more separate components before that, precisely measured at the time of application and then with a suitable amount of water, for example

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weise in einem Zementmischer miteinander gemischt werden müssen· Die Qualitätskontrolle einer solchen Messung, des Mischens und des Auftrags ist jedoch nicht immer zufriedenstellend. Darüber hinaus beginnen diese Materialien, wenn sie einmal miteinander gemischt worden sind, in der Regel abzubinden oder auszuhärten und deshalb müssen sie schnell aufgetragen werden, bevor sie für die Handhabung zu dick werden. Es ist bekannt, daß diese Materialien schon Abbinden oder Aushärten während sie noch in der Mischund Auftragsvorrichtung enthalten sind. Wenn diese Materialien unter Anwendung von Sprühverfahren aufgebracht werden sollen, ist eine spezielle Ausrüstung erforderlich. Außerdem sind manchmal Haftüberzüge erforderlich, um die erforderliche Haftung zwischen dem Überzugsmaterial und der Polyurethanschaumisolierung zu erzielen.must be mixed together wisely in a cement mixer · The quality control of such a measurement, des However, mixing and application is not always satisfactory. In addition, these materials begin once they have been mixed together they usually set or cure and therefore they must applied quickly before they become too thick to handle. It is known that these materials already exist Setting or curing while they are still in the mixing area Application device are included. When these materials are applied using spray techniques special equipment is required. Also, adhesive coatings are sometimes required to provide the required To achieve adhesion between the coating material and the polyurethane foam insulation.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein verbessertes Mastix-Überzugs- bzw. Beschichtungsmaterialjdas sich zum Schützen von Polyurethan und anderen plastischen Schaumisolierungen gegen Zersetzung bei der Einwirkung von Feuer (Flammen) eignet.The present invention now provides an improved mastic coating material itself to protect polyurethane and other plastic foam insulation against decomposition when exposed to fire (Flames) is suitable.

Unter dem hier verwendeten Ausdruck "Mastix" ist ein schützendes Oberflächen-Überzugsmaterial zu verstehen, das vor dem Aufbringen eine verhältnismäßig dicke Konsistenz hat und sich für den Auftrag auf Wärmeisolier- oder andere Oberflächen in Form von dicken Überzügen, das heißt in Form von Überzügen mit einer Dicke von mehr als 0,75 mm,durch Aufsprühen oder Auftragen mittels einer Kelle eignet«As used herein, the term "mastic" is understood to mean a protective surface coating material that is used before Application has a relatively thick consistency and is suitable for application on thermal insulation or other surfaces in In the form of thick coatings, i.e. in the form of coatings with a thickness of more than 0.75 mm, by spraying or Application with a trowel is suitable «

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Der erfindungsgemäße Mastix-Überzug selbst ist nicht brennbar. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Überzug, der eine Hydratationswasser enthaltende anorganische Verbindung zusammen mit einem Alkalimetallsilikat und Asbest enthält. Es wurde gefunden, daß ein gehärteter Überzug einer solchen Zusammensetzung, wenn er der Wärme einer Flamme (von Feuer) ausgesetzt wird, nicht nur Wasserdampf abgibt und dadurch das Feuer (die Flammen) kühlt und hemmt, sondern auch schäumt unter Bildung einer isolierenden oder intumeszierenden Schicht. Das heißt mit anderen Worten, wenn auf den Überzug eine beträchtliche Wärme einwirkt, beginnt der Überzug selbst sich auszudehnen und zu schäumen, wodurch das Substrat gegenüber der Wärme isoliert wird. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wurde gefunden, daß der gehärtete Überzug bei etwa 238 C (460 F) zu intumeszieren (sich aufzublähen) beginnt. Die Blasenbildung und die Schaumbildung beginnt auf der Überzugsoberfläche bei 343°C (65O°F) aufzutreten und die volle Intumeszenz der exponierten Oberfläche tritt bei etwa 427°C (80O⁰F) auf.The mastic coating according to the invention itself is not flammable. The invention also relates to a coating which contains an inorganic compound containing water of hydration together with an alkali metal silicate and asbestos. It has been found that a cured coating of such a composition, when exposed to the heat of a flame (of fire), not only gives off water vapor, thereby cooling and inhibiting the fire (s), but also foams to form an insulating or intumescent Layer. In other words, when the coating is exposed to significant heat, the coating itself begins to expand and foam, thereby isolating the substrate from the heat. In accordance with one embodiment of the invention, it has been found that the cured coating begins to intumescent (puff up) at about 238 C (460 F). Blistering and foaming begins to occur on the coating surface at 343 ° C (650 ° F) and full intumescence of the exposed surface occurs at about 427 ° C (80O ⁰ F).

Das erfindungsgemäße Überzugsmaterial kann verschiedene weitere Materialien₅wie zum Beispiel Asbestfasern, Ton, Talk, Acryllatex und Färbematerial, enthalten. Die Kombination aus dem Wärmeabsorptions- und Wärmeisolierungseffekten gemäß der vorliegenden Erfindung ergibt eine hochwirksame Sperrschicht, welche die Zersetzung von Polyurethanschaum mindestens bis zu 30 min lang bei direktem Kontakt mit der Flamme verhindern kann.The coating material according to the invention can contain various other materials ₅ such as asbestos fibers, clay, talc, acrylic latex and coloring material included. The combination of the heat absorption and heat insulation effects according to the present invention results in a highly effective barrier layer which can prevent the decomposition of polyurethane foam for at least up to 30 minutes in direct contact with the flame.

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Die Kombination aus dem hydratisierten anorganischen Material und dem Alkalimetall silikat wird als für die vorliegende Erfindung kritisch angesehen. So wurde beispielsweise gefunden, daß das Silikatmaterial allein nicht ausreicht, um zu verhindern, daß das Substrat aus dem Polyurethanschaum unter Zerstörung destilliert, wodurch brennbare organische Dämpfe entstehen. Es wurde gefunden, daß sich diese Dämpfe bzw. Gase entzünden. Außerdem wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäße Überzugsmasse eine Feuersperrschicht für einen wesentlich längeren Zeitraum darstellt als das anorganische Hydrat allein.The combination of the hydrated inorganic The material and the alkali metal silicate are believed to be critical to the present invention. For example, found that the silicate material alone was insufficient to prevent the substrate from taking off the polyurethane foam is distilled to destroy it, creating flammable organic vapors. It was found, that these vapors or gases ignite. It was also found that the coating composition according to the invention a fire barrier for one essential represents a longer period of time than the inorganic hydrate alone.

Gegenstand der Erfindung ist ein Überzugsmaterial bzw. Beschichtungsmaterial, das in einer laicht auftragbaren fließfähigen bzw. flüssigen Form hergestellt werden kann, das keine speziellen Misch- oder Vorbehaidlungsstufen vor dem Auftragen erfordert. Das erfindungsgemäße Beschich-The invention relates to a coating material or Coating material that spawns in a coatable flowable or liquid form can be produced, that does not provide any special mixing or pre-treatment stages requires application. The coating according to the invention

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tungsmaterial ist in fließfähigem bzw. flüssigem Zustand nicht-reaktionsfähig und bindet ab oder härtet aus nach dem Auftrag unter Freisetzung eines Teils des freien Wassers· Das erfindungsgemäße BeSchichtungsmaterial hat eine unbegrenzte Topfzeit (Gebrauchsdauer),ohne daß die Gefahr der Aushärtung in einer Sprühvorrichtung besteht, solange das Entweichen der Feuchtigkeit verhindert bzw. kontrolliert wird.processing material is in a flowable or liquid state non-reactive and sets or hardens after application, releasing some of the free Water · The coating material according to the invention has an unlimited pot life (service life) without the risk of hardening in a spray device, as long as the escape of moisture is prevented or controlled.

Das erfindungsgemäße Mastix- oder Beschichtungsmaterial kann unter Anwendung irgendeiner beliebigen üblichen Sprühvorrichtung, wie sie zum Aufbringen von Mastix-Überzügen angewendet wird, aufgebracht werden und es ist keine spezielle Sprühvorrichtung erforderliche Das erfindungsgemäße Beschichtungsmaterial kann in Form eines Überzugs auf eine glatte Fläche aufgesprüht werden, die eine feste Haftung an dem Schaum hat₀ Alternativ kann das Beschichtungsmaterial unter Anwendung anderer Verfahren, beispielsweise durch Auftragen mittels einer Kelle,aufgebracht werden. Die erfindungsgemäße Beschichtungsmasse führt auch dann zu einer glatten Oberfläche, wenn sie durch Sprühen aufgebracht wird, und es ist daher das Auftragen mittels einer Kelle nicht erforderlich. Die Dicke eines solchen Überzugs zum Zeitpunkt des Auftrags kann je nach Wunsch in der Regel etwa 0,64 bis etwa 1,27 cm (1/4 bis 1/2 inch) betragen. Das Material erstarrt nach dem Aufbringen und nach der Freisetzung des freien Wassers«The mastic or coating material according to the invention can be applied using any conventional spray device such as is used for applying mastic coatings, and no special spray device is required a strong adhesion to the foam has ₀ Alternatively, the coating material using other methods, for example by applying by means of a trowel, to be applied. The coating compound according to the invention also leads to a smooth surface when it is applied by spraying, and application by means of a trowel is therefore not necessary. The thickness of such a coating at the time of application can typically be from about 0.64 to about 1.27 cm (1/4 to 1/2 inch) as desired. The material solidifies after application and after the release of the free water «

Die bevorzugte Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Mastix umfaßt 75 bis 88 % einer Alkalimetallsilikatlösung (mitThe preferred composition of the mastic according to the invention comprises 75 to 88 % of an alkali metal silicate solution (with

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50 % Feststoffen), bis zu 15 % Aluminiumoxidtrihydrat (zum Beispiel 15 bis 10 % Aluminiumoxidtrihydrat) und bis zu 10 % Asbestfasern (beispielsweise 10 bis 3 % Asbestfasern). Die Zusammensetzung (Masse) kann verschiedene Füllstoffe, körperverleihende Agentien, thixotrope Materialien, unlöslich machende Agentien, Färbemittel und dergleichen enthalten.50% solids), up to 15% alumina trihydrate (for example 15 to 10 % alumina trihydrate) and up to 10% asbestos fibers (for example 10 to 3% asbestos fibers). The composition (mass) may contain various fillers, body-imparting agents, thixotropic materials, insolubilizing agents, coloring agents, and the like.

Unter den hier verwendeten Ausdrücken "%", "Teile" und dgl. sind, wenn nichts anderes angegeben ist, "Gew. ?2", "Gewichtsteile" und dgl. zu verstehen,. Bei dem Alkalisilikat handelt es sich um ein anorganisches Polymeres, das in seinen physikalischen Eigenschaften Glas ähnelt. Die Alkalimetallsilikatlösung kann genügend Wasser enthalten, um der Mastix die gewünschte Konsistenz zu verleihen, und sie kann in der Regel in Form einer Natriumsilikatlösung mit einem Feststoffgehalt von bis zu etwa 50 % vorliegen.Wenn die Beschichtungsmasse nach dem Auftrag abzubinden beginnt, wird ein Teil des freien Wassers in dem Überzugsfilm zurückgehalten oder eingeschlossen. Dieses Wasser wird, wie gefunden wurde, auch dann zurückgehalten, wenn man den Überzug über einen längeren Zeitraum hinweg bis zu 6 Wochen lang Temperaturen von 63 C (145 F) aussetzt, und dadurch behält der Überzug die Eigenschaft zu intumes zieren, wodurch eine wirkungsvolle Wärmesperrschicht erzielt wird. Das theoretisch gebundene Wasser oder Hydratationswasser wurde bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zu etwa 3,25 Gew.-% berechnet. Der tatsächliche Wasserge-Among the expressions "%", "parts" and the like used here are unless otherwise specified, "weight? 2", "parts by weight" and the like are to be understood. The alkali silicate acts it is an inorganic polymer that resembles glass in its physical properties. The alkali metal silicate solution can contain enough water to give the mastic the desired consistency, and they can usually be in the form of a sodium silicate solution with a solids content of up to about 50% the coating begins to set after application, some of the free water is retained in the coating film or included. It was found that this water is retained even when the coating is removed exposed to temperatures of 63 C (145 F) for an extended period of time up to 6 weeks, and thereby the coating retains the property of being intumescent, whereby an effective thermal barrier is achieved. The theoretically bound water or hydration water was calculated to be about 3.25% by weight in a preferred embodiment of the invention. The actual water

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halt betrug jedoch, wie experimentell in dem gehärteten Film festgestellt wurde, 11,38 %_f was anzeigt, daß der gehärtete Film eine beträchtliche Menge an freiem oder ungebundenem Wasser zurückhielt. Bei der Einwirkung von hohen Temperaturen werden sowohl das eingeschlossene Wasser als auch das gebundene Wasser freigesetzt und dadurch wird Wärme absorbiert und es wird verhindert, daß die Wärme und das Feuer (die Flammen) da* Substrat, wie zum Beispiel Stahlträger oder Polyurethanschäume, erreichen.however, the hold was found experimentally in the cured film to be 11.38 % _f indicating that the cured film retained a significant amount of free or unbound water. When exposed to high temperatures, both the trapped water and the bound water are released and thereby heat is absorbed and the heat and fire (flames) are prevented from reaching the substrate such as steel beams or polyurethane foams.

Bei der Alkalimetallsilikatlösung handelt es sich vorzugsweise um eine Natriumsilikatlösung· Es können aber auch andere lösliche Alkalisilikate, wie zum Beispiel Kaliumsilikat oder Lithiumsilikat,verwendet werden. Bei der erfindungsgemäß verwendeten Natriumsilikatlösung (oder sonstigen Alkalimetallsilikatlösung) kann es sich um eine solche eines Typs mit einem spezifischen Gewicht von 52 bis 34 Βαυιηέ handeln· Die Natriumsilikatlösung kann einen Gesamtfeststoff gehalt innerhalb des Bereiches von etwa 30 bis etwa 50 X₉ vorzugsweise von 31,9 bis 47,3 %, haben. Die Viskosität der Natriumsilikatlösung kann innerhalb des Bereiches von etwa 100 bis etwa 1760 cP liegen. Die Natriumsilikatlösung weist vorzugsweise ein Verhältnis von SiO« /Alkali von mindestens 1:1, vorzugsweise von etwa 2,40:1 bis etwa 3,85:1, auf.The alkali metal silicate solution is preferably a sodium silicate solution. However, other soluble alkali metal silicates such as potassium silicate or lithium silicate can also be used. The sodium silicate solution (or other alkali metal silicate solution) used according to the invention can be of a type with a specific gravity of 52 to 34 Βαυιηέ The sodium silicate solution can have a total solids content within the range from about 30 to about 50 × _9, preferably from 31, 9 to 47.3%. The viscosity of the sodium silicate solution can range from about 100 to about 1760 cP. The sodium silicate solution preferably has a SiO2 / alkali ratio of at least 1: 1, preferably from about 2.40: 1 to about 3.85: 1.

Bei dem Aluminiumoxidtrihydrat kann es sich um ein solches einer beliebigen Sorte bzw. Qualität handeln. Die Teilchengröße beträgt jedoch vorzugsweise weniger als 0,074 mm (200 mesh), insbesondere etwa 0,044 mm (325 mesh). Das heißtThe alumina trihydrate can be one trade of any kind or quality. However, the particle size is preferably less than 0.074 mm (200 mesh), especially about 0.044 mm (325 mesh). This means

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mit anderen Worten, das Aluminiumoxidtrihydrat passiert zweckmäßig ein ASTM-Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm (200 mesh), vorzugsweise ein ASTM-Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,044 mm (325 mesh). Je kleiner die Teilchengröße ist, um so besser können sie dispergiert werden und dies führt zu einer glatteren, leichter auftragbaren Sprühbeschichtung.in other words, the alumina trihydrate happens expediently an ASTM sieve with a clear mesh size of 0.074 mm (200 mesh), preferably an ASTM sieve with a mesh size of 0.044 mm (325 mesh). The smaller the particle size, the better they can do dispersed and this results in a smoother, easier to apply spray coating.

Die Asbestfasern können von einer beliebigen Sorte bzw. Qualität sein und sie haben zweckmäßig eine Faserlänge Nr. 7 gemäß der kanadischen Klasseneinteilung. Für das Auftragen mittels einer Kelle können auch längere Asbestfasern, zum Beispiel solche der Nr. 6>verwendet werden. Die folgenden Beispiele erläutern erfindungsgemäße Überzüge. The asbestos fibers can be of any type or quality and they expediently have a fiber length No. 7 according to the Canadian classification. Longer asbestos fibers, for example those of No. 6> can be used. The following examples illustrate coatings according to the invention.

Das Beschichtungsmaterial (Überzugsmaterial) kann ein unlöslich machendes Agens enthalten, um das Alkalimetallsilikat in dem trockenen Überzug unlöslicher zu machen. Bei dem unlöslich machenden Agens handelt es sich vorzugsweise um einen Acryllatex. Es kann irgend ein beliebiger Acryllatex oder Acrylcopolymerlatex verwendet werden, der mit dem hohen pH-Wert und mit dem hohen gelösten Salzgehalt der Natriumsilikatlösung, die in dem Mastix enthalten ist, verträglich ist. Bei dem Acryllatex kann es sich um irgendeine wässrige Dispersion von Polymeren von Methylacrylat und Derivaten davon sowie von Copolymeren von Methylmethacrylat und anderen Monomeren handeln. Geeignete Acryllatices sind in der US-Patentschrift 3 297 616 beschrieben.The coating material (coating material) may contain an insolubilizing agent to make the alkali metal silicate to make it more insoluble in the dry coating. The insolubilizing agent is preferably an acrylic latex. Any acrylic latex can be used or acrylic copolymer latex, which has a high pH and high dissolved salt content Sodium silicate solution contained in the mastic is compatible. The acrylic latex can be any aqueous dispersion of polymers of methyl acrylate and derivatives thereof and of copolymers of methyl methacrylate and act other monomers. Suitable acrylic latices are described in U.S. Patent 3,297,616.

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Ein geeigneter, im Handel erhältlicher Acryllatex ist Rhoplex N-495, vertrieben von der Firma Rohm und Haas Company. Durch den Acryllatex wird nicht nur die Wasserbeständigkeit des trockenen Überzugs verbessert durch Insolubilisierung des Natriumsilikats, sondern dadurch wird auch die Einsinkbeständigkeit (Beständigkeit gegen Durchbiegen) des Überzugs während des Auftrags und gegen Abbinden des Überzugsmaterials verbessert. Auf diese Weise wirkt der Acryllatex auch als thixotropes Mittel. Die Anwesenheit des Acryllatex in dem Überzug erlaubt die Verwendung des Überzugs als dauerhaften Oberflächenüberzug in einer Umgebung mit hohem Feuchtigkeitsgehalt. Es können auch verschiedene andere unlöslich machende Agentien, wie Talk, Polyvinylacetatemulsion oder eine Äthylenvinylacetateraulsion, verwendet werden. Das unlöslich machende Agens kann in einer Menge von 5 bis IO % vorhanden sein. Der trockene Film kann alternativ behandelt werden, um das Alkalimetallsilikat noch unlöslicher zu machen. Eine solche Behandlung besteht darin, den frisch aufgetragenen gehärteten Film mit einer Ammoniumcarbonat lösung, in der Regel durch Waschen oder Besprühen des gehärteten Films mit einer solchen Lösung, zu behandeln. Alternativ kann der Film mit Kohlendioxidgas behandelt werden.A suitable commercially available acrylic latex is Rhoplex N-495, sold by Rohm and Haas Company. The acrylic latex not only improves the water resistance of the dry coating through insolubilization of sodium silicate, but this also increases the resistance to sinking (resistance to bending) of the coating during application and against setting of the coating material. In this way the acrylic latex also acts as a thixotropic agent. The presence of the acrylic latex in the coating permits its use of the coating as a permanent surface coating in a high humidity environment. It can also various other insolubilizing agents, such as talc, polyvinyl acetate emulsion or an ethylene vinyl acetate emulsion, be used. The insolubilizing agent can be present in an amount of 5 to 10%. Of the Alternatively, dry film can be treated to make the alkali metal silicate even more insoluble. Such Treatment consists in treating the freshly applied hardened film with an ammonium carbonate solution, usually by washing or spraying the cured film with such a solution. Alternatively, the film treated with carbon dioxide gas.

Vorzugsweise hat es sich als zweckmäßig erwiesen, in die Beschichtungsmasse (Überzugsmasse) Kaolin-Ton und Montmorrillonit-Ton (vorzugsweise in einem Verhältnis von etwa 2:1 ) einzuarbeiten· Die Ton-Gesamtmenge kann zwischen etwa 1 und 5 % des BeSchichtungsmaterials betragen. Durch den Kaolin-It has preferably proven to be expedient to incorporate kaolin clay and montmorillonite clay (preferably in a ratio of about 2: 1) into the coating compound (coating compound). The total amount of clay can be between about 1 and 5 % of the coating material. Through the kaolin

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Ton wird die Filmintegrität verbessert und die Rißbildung in dem Überzug während des Trocknens vermindert oder ausgeschaltet« Der Montmorillonit-Ton verleiht dem feuchten Überzug Körper und macht ihn thixotrop.Clay improves film integrity and reduces cracking of the coating during drying or switched off «The montmorillonite tone gives the wet coating body and makes it thixotropic.

Das BeSchichtungsmaterial (Überzugsmaterial) kann auch ein FärbemitteI^wie zum Beispiel Titandioxid, das zu einem weißen Produkt führt, oder einen Farbstoff, der irgendeine andere gewünschte Farbe haben kann, enthalten. Bei dem Titandioxid kann es sich ein solches von Rutil-Typ handeln und es kann in einer Menge von 4-8 %, bezogen auf das Gewicht des Mastix vorliegen.The coating material (covering material) can also a coloring agent such as titanium dioxide, which becomes a white product, or contain a dye which can be any other desired color. In which Titanium dioxide can be of the rutile type and it can be present in an amount of 4-8% based on the weight of the mastic.

Der gehärtete Überzug kann etwa 40 bis etwa 75 % Alkalimetallsilikat, etwa 10 bis etwa 30 % Aluminiumoxidtrihydrat und etwa 3 bis etwa 20 % Asbestfasern enthalten. Der gehärtete Überzug kann etwa 10 % Wasser enthalten. Der Überzug kann außerdem etwa 1 bis etwa 10 % Ton, etwa 5 bis etwa 15 % Titandioxid und/oder etwa 5 bis etwa 10 % Acryllatex enthalten.The cured coating can be about 40 to about 75% alkali metal silicate, contain about 10 to about 30% alumina trihydrate and about 3 to about 20% asbestos fibers. The hardened one Coating can contain about 10% water. The coating can also contain from about 1 to about 10% clay, from about 5 to about Contain 15% titanium dioxide and / or about 5 to about 10% acrylic latex.

Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf die Anwendung in Verbindung mit einem Polyurethanschaum beschrieben, sie kann aber auch in Verbindung mit verschiedenen anderen brennbaren Substraten angewendet werden. Der erfindungsgemäße Überzug kann als Feuerschutzüberzug für Baustahl verwendet werden, um das Schmelzen des Stahls zu vermindern.The invention has been described above with reference to the application is described in connection with a polyurethane foam, but it can also be used in connection with various other flammable substrates. The coating according to the invention can be used as a fire protection coating for Structural steel can be used to reduce the melting of the steel.

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Beispiel 1 - · vflp ■ Example 1 - · vflp ■

Es wurde eine erfindungsgemäße Beschichtungsmasse hergestellt durch Kombinieren von 79 % einer Natriumsilikatlösung, 4,4 % Talk, 3,5 % Asbestfasern, 4,4 % Titandioxid und 8,7 % Aluminiumoxidtrihydrat. Die Natriumsilikatlösung hatte ein SiO₂:Na₂O-Verhältnis von 3,22:1, ein spezifisches Gewicht von 41 Baume und einen Feststoffgehalt von 38 %. Der Talk hatte ein spezifisches Gewicht von 2,71 und passierte zu 100 % ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,044 mm (325 mesh). Der Talk hatte eine Gardner-Coleman-Absorption von 55. Die Asbestfasern hatten ein spezifisches Gewicht von 2,60 und eine Größe Nr. 7 gemäß der kanadischen Klassifikation,, Bei dem Titandioxid handelte es sich um ein solches von Rutil-Typ. Das Titandioxid hatte ein spezifisches Gewicht von 4,2 und eine Gardner-Coleman-Öl-Absorption zwischen 14 und 2O₀ Das Aluminiumoxidtrihydrat hatte ein spezifisches Gewicht von 2,41 und es passierte zu 99,5 % ein Sieb mit einer lichten Maschenware von 0,044 mm (325 mesh)· Die Komponenten wurden unter Verwendung eines Bandmischers gleichmäßig miteinander gemischt. Dies führte zu einem stabilen, weißen Mastix-Beschichtungsmaterial auf Wasserbasis mit einem Gesamtfeststoffgehalt von 51 %.A coating composition of the present invention was prepared by combining 79 % sodium silicate solution, 4.4% talc, 3.5% asbestos fibers, 4.4% titanium dioxide, and 8.7 % alumina trihydrate. The sodium silicate solution had an SiO ₂ : Na ₂ O ratio of 3.22: 1, a specific weight of 41 trees and a solids content of 38%. The talc had a specific gravity of 2.71 and passed 100% through a sieve with a mesh size of 0.044 mm (325 mesh). The talc had a Gardner-Coleman absorption of 55. The asbestos fibers had a specific gravity of 2.60 and a size No. 7 according to the Canadian classification, The titanium dioxide was of the rutile type. The titanium dioxide had had a specific gravity of 4.2 and a Gardner-Coleman oil absorption between 14 and 2O ₀ The alumina trihydrate has a specific gravity of 2.41 and it happened to be 99.5% a sieve having a mesh of commodity 0.044 mm (325 mesh) · The components were evenly mixed together using a ribbon blender. This resulted in a stable, white, water-based mastic coating material with a total solids content of 51%.

Das BeSchichtungsmaterial eignete sich für den Sprühauftrag unter Verwendung einer üblichen luftlosen Sprühvorrichtung. Auf eine Polyurethanschaumplatte wurde ein Überzug aus diesem Material aufgebracht. Der Überzug hatte nach dem Aufbringen auf den Polyurethanschaum eine Dicke von 1,27 cm (1/2 inch). Der Überzug wurde durch die Hy-The coating material was suitable for spray application using a conventional airless spray device. A coating made of this material was applied to a polyurethane foam sheet. The coating had after being applied to the polyurethane foam has a thickness of 1.27 cm (1/2 inch). The coating was

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dratation abbinden gelassen und wurde dann in Bezug auf seine Wärmesperreigenschaften mit einem 1,27 cm (1/2 inch) dicken Überzug aus einem handelsüblichen Spray auf einem Polyurethanschaum verglichen. Der handelsübliche feuerhemmende Überzug enthielt hauptsächlich Magnesiumoxychlorid. Die Oberflächenmaterialien wurden unter Verwendung der Radiant Energy Fire Test (REFT)-Apparatur und unter Anwendung des Verfahrens gemäß ASTME 162-67 (1973) getestet.Der Test ist dazu bestimmt, einen Flammenausbreitungsindex für die Überzüge im Vergleich zur Flammenausbreitung eines Standard-Holzes (Roteiche), das einen Index von 100 ergibt, und im Vergleich zu einer Asbest-Zementplatte mit einem Index von 0 zu liefern. Nachdem man den mit einer Gipswandplatte beschichteten Polyurethanschaum der Flamme ausgesetzt hat, trat eine Schaumzersetzung im Abstand von 5,1 cm (2 inches) von dem Ort der Pilot-Flamme auf. Bei dem mit einem handelsüblichen Spray beschichteten Polyurethanschaum trat eine Schaumzersetzung in einer Entfernung von 12,7 cm (5 inches) von dem Ort der Pilot-Flamme auf und der mit dem erfindungsgemäßen Überzug versehene Polyurethanschaum wies eine Schaumzersetzung in einem Abstand von 7,6 cm (3 inches) von dem Ort der Pilot-Flamme auf.Dies zeigt, daß der erfindungsgemäße Überzug einaiflammhemmenden Sperr schicht schutz ergab, der besser war als bei dem im Handel erhältichen Produkt und im wesentlichen demjenigen einer Gipswandplatte entsprach. Der erfindungsgemäße Überzug wurde gemäß E 119-73 weiter getestet durch Anwenden einer Temperatur von 871°C (1600⁰F) auf die Oberfläche dieses Überzugs und Bestimmung des Zeitraumes, der erforderlich war, bis die Grenzfläche zw-ischen dem Überzug und dem PoIy-The dratation was allowed to set and was then compared for its thermal barrier properties to a 1.27 cm (1/2 inch) overlay of a commercial spray on a polyurethane foam. The commercial fire retardant coating mainly contained magnesium oxychloride. The surface materials were tested using the Radiant Energy Fire Test (REFT) apparatus and using the method in accordance with ASTME 162-67 (1973) The test is designed to determine a flame spread index for the coatings compared to the flame spread of a standard wood ( Red oak), which gives an index of 100, and compared to an asbestos-cement board with an index of 0. After the polyurethane foam coated with a gypsum wallboard was exposed to the flame, foam decomposition occurred at a distance of 5.1 cm (2 inches) from the location of the pilot flame. The polyurethane foam coated with a commercially available spray showed foam decomposition at a distance of 12.7 cm (5 inches) from the location of the pilot flame and the polyurethane foam coated with the invention had foam decomposition at a distance of 7.6 cm (3 inches) from the location of the pilot flame. This indicates that the coating of the present invention provided flame retardant barrier protection that was better than the commercially available product and substantially equivalent to that of a gypsum wallboard. The coating according to the invention was prepared according to E 119-73 further tested by applying a temperature of 871 ° C (1600 ⁰ F) to the surface of this coating and determination of the period of time which was required until the interface zw-regard the coating and the poly-

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urethanschaum-Substrat eine Temperatur von 177 C (350 F) erreicht hatte. Es wurde ermittelt, daß eine Wärmeanwendung von 30 min erforderlich war.urethane foam substrate a temperature of 177 C (350 F) had achieved. It was found that 30 minutes of heat application was required.

Example .2

Es wurde eine erfindungsgemäße BeSchichtungsmasse hergestellt, die enthielt 76,1 % einer Natriumsilicatlösung (Sorte Philadelphia-Quartz ¹¹N"), 1,95 % Talk (spezifisches Gewicht 2,71,er passierte zu 100 % ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,044 mm (325 mesh)), 4,88 % Titandioxid (Rutil, spezifisches Gewicht 4,2), 12,19 % Aluminiumoxidtrihydrat, 1,95 % Kaolin-Ton (spezifisches Gewicht 2,6, er passierte zu 99,6 % ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,44 πια (325 mesh)) und 2,93 % Asbestfasern (spezifisches Gewicht 2,6). Man erhielt ein sehr zufriedenstellendes BeSchichtungsmaterial, das einen gehärteten Überzug mit Wärmesperreigenschaften (bestimmt wie in Beispiel 1) von mehr als 40 min ergab bei Einwirkung einer Temperatur von 871⁰C (1600⁰F) auf das Überzugsmaterial· A coating composition according to the invention was produced which contained 76.1% of a sodium silicate solution (Philadelphia-Quartz ¹¹ N "grade), 1.95% talc (specific gravity 2.71, 100 % of which passed a sieve with a mesh size of 0.044) mm (325 mesh)), 4.88% titanium dioxide (rutile, specific gravity 4.2), 12.19% aluminum oxide trihydrate, 1.95% kaolin clay (specific gravity 2.6, 99.6% passed through Sieve with a clear mesh size of 0.44 πια (325 mesh) and 2.93 % asbestos fibers (specific weight 2.6). A very satisfactory coating material was obtained, which has a cured coating with thermal barrier properties (determined as in Example 1) of over 40 min at a temperature of 871 ⁰ C (1600 ⁰ F) to the coating material gave upon exposure ·

Example 3

Es wurde ein erfindungsgemäßes BeSchichtungsmaterial oder ein erfindungsgemäßer Mastix hergestellt durch Kombinieren von 68,78 Teilen einer Natriumsilikatlösung (50 % Feststoffe), lipi Teilen Aluminiumoxidtr ihydr at, 4,62 TeilenA coating material or mastic according to the invention was prepared by combining 68.78 parts of a sodium silicate solution (50% solids), lipi parts of alumina trihydrate, 4.62 parts

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Asbestfasern, 4,3 Teilen Titandioxid, 1,76 Teilen Kaolin-Ton, 1,15 Teilen Montmorillonit-Ton und 8,38 Teilen eines AeryIestercopolymeren (ein Produkt der Firma Rohm und Hass Co. mit einem Feststoffgehalt von 57 %, das unter der Handelsbezeichnung Rhoplex N-495 vertrieben wird). Diese Materialien wurden unter Verwendung eines Bandmischers miteinander gemischt bis zur Erzielung einer einheitlichen Mischung. Das Produkt war ein stabiles, weißes Mastix-Beschichtungsmaterial auf Wasserbasis· Es wurde gefunden, daß der Acryllatex in Kombination mit dem Montmorillonit-Ton einen synergistischen thixotropen Effekt ergab. Ein Überzug aus diesem Mastix bestand einen künstlichen Verwitterungs-Test von 1000 Stunden, der gemäß ASTM D 822-60 durchgeführt wurde. Es wurde gefunden, daß der Mastix einen ausgezeichneten Überzug ergab.Asbestos fibers, 4.3 parts of titanium dioxide, 1.76 parts of kaolin clay, 1.15 parts of montmorillonite clay, and 8.38 parts an AeryIestercopolymeren (a product from Rohm and Hass Co. at 57% solids, sold under the trade name Rhoplex N-495). These materials were mixed together using a ribbon blender until uniform Mixture. The product was a stable, white mastic coating material water-based · It has been found that the acrylic latex in combination with the montmorillonite clay gave a synergistic thixotropic effect. A coating made from this mastic passed an artificial weathering test of 1000 hours performed according to ASTM D 822-60. It was found that the mastic had an excellent Coating resulted.

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Claims

248 - BR / 0

Applicant: HB Fuller Company, 2400 Kasota Avenue, Saint Paul , Minnesota 55108 / USA

Claims

Ii mastic coating material that can be used for manufacture a fire-retardant (flame-retardant) coating, thereby characterized in that it is an alkali metal silicate, alumina trihydrate, and asbestos fibers Contains water, the alkali metal silicate being present in an amount sufficient to form a cured coating intumescent when excessive heat occurs make, and wherein the alumina trihydrate is present in an amount sufficient to provide the cured coating to give a protective amount of water.

2. Mastic coating material according to claim 1, characterized in that it is between 75 and 88 % By weight of an alkali metal silicate solution, up to 15% by weight of aluminum oxide trihydrate and up to 10% by weight of asbestos fibers contains.

3. Coating material according to claim 1 or 2, characterized characterized in that it contains the alumina trihydrate in an amount between 10 and 15% by weight.

4. coating material according to claims 1 to 3, characterized I do not mark it between

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ORIGINAL INSPECTED

contains about 3 and about 10% by weight asbestos fibers.

5. Coating material according to claims 1 to 3, characterized in that it contains clay in an amount of about 1 to 5% by weight.

6. Coating material according to claim 5, characterized in that it is kaolin clay as clay contains.

7. Coating material according to claims 1 to 6, characterized in that it contains an acrylic latex in an amount between 5 and 10% by weight contains.

8. Coating material according to claims 1 to 7, characterized in that it also Contains asbestos fibers and titanium dioxide.

9. Coating material according to claims 1 to 8, characterized in that there is a Contains acrylic latex and montmorillonite clay.

10, mastic coating materialι in particular according to claims 1 to 9, characterized in that it contains or consists of about 75 to about 88 wt .-% of a sodium silicate solution, about 10 to about 15 wt .-% aluminum oxide trihydrate and about 3 to about 10 wt ""% 'asbestos fibers, wherein it is in the sodium silicate solution is an aqueous solution containing about 30 to about 50 wt .-% solids.

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11. Mastic Be layering material according to claim 10, characterized in that it also contains about 1 to 5 wt .-% clay, the clay being a mixture of kaolin clay and montmorillonite clay acts.

12. Mastic coating material according to claim 11, characterized in that there is also about 5 contains up to about 10% by weight acrylic latex.

13. Mastic coating material according to claim 12, characterized characterized in that it also contains titanium dioxide.

14. Hardened Thermal Barrier Surface Coating, characterized in that it contains about 40 to about 75 wt .-% alkali metal silicate, about 10 to contains about 30% by weight of alumina trihydrate and about 3 to about 20% by weight of asbestos fibers.

15. Surface coating according to claim 14, characterized in that it also comprises about 1 to contains about 10 wt% clay.

16. Surface coating according to claim 15, characterized in that it is a mixture as a clay contains kaolin clay and montmorillonite clay.

17. Surface coating according to claim 15, characterized in that it also has about 5 to Contains 10% by weight acrylic latex.

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18. Surface coating according to claim 17, characterized in that it also has about Contains 5 to 15% by weight of titanium dioxide.

19 · Insulation, characterized in that it contains or consists of a polyurethane substrate and a thermal barrier coating that contains or consists of about 40 to 75 percent by weight alkali metal silicate, about 10 to about 30% by weight of alumina trihydrate and about 3 to 20% by weight asbestos fibers.

20. Fire-resistant structural steel, characterized in that that it contains or consists of a steel substrate and a thermal barrier coating, the contains or consists of about 40 to about 75 wt .-% alkali metal silicate, about 10 to about 30 wt .-% aluminum oxide trihydrate and about 3 to about 20 weight percent asbestos fiber ^

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