DE2810180C2 - Verfahren zur Herstellung eines brandschützenden, geschäumten Materials sowie daraus hergestellter Beschichtungen, Isolierungen, Kabelabschottungen, Dämmschutzschichten, Platten, Formkörpern sowie anderer daraus geformter Gegenstände auf der Basis von Magnesiazement - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines brandschützenden, geschäumten Materials sowie daraus hergestellter Beschichtungen, Isolierungen, Kabelabschottungen, Dämmschutzschichten, Platten, Formkörpern sowie anderer daraus geformter Gegenstände auf der Basis von Magnesiazement

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Description

2—7 mm, vorzugsweise
3—5 mm,
umgerührt und verschäumt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines brandschützenden, geschäumten Materials sowie daraus hergestellter Beschichtungen, Isolierungen, Kabelabschottungen, Dämmschutzschichten, Platten, Formkörper sowie anderer daraus geformter Gegenstände auf der Basis von Magnesiazement durch Verschäumen von Magnesiumoxid und/oder Magnesiumhydroxid und Magnesiumchlorid in Form einer wäß- rigen Suspension, Aufschlämmung oder eines wasserhaltigen Breies in Gegenwart von Fasern, vorzugsweise zerhackten Glasfasern, eines oberflächenaktiven Mittels, eines Sehaumbildungs- bzw. Treibmittels und eines den Schäumungsvorgang aktivierenden Mittels.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Massenanteile von mehr als 50% (Gew.-%), vorzugsweise mehr als 65% (Gew.-%) (bezogen auf die Gesamtmasse der zur Verschäumung eingesetzten Ausgangsmaterialien), einer Mischung aus Magnesiumchlorid und Magnesiumoxid und/oder Magnesiumhydroxid im Gewichtsverhältnis von Magnesiumchlorid (berechnet als MgCb · 6 H2O) zu Magnesiumoxid und/oder Magnesiumhydroxid (berechnet als MgO) von 1,5 :1 bis 1 :1,3, vorzugsweise von 1,1 :1 bis 1 :1,1, eingesetzt und die Verschäumung in Gegenwart eines bestimmten Sehaumbildungs- bzw. Treibmittels und eines die Schaumbildung aktivierenden und steuernden Mittels sowie mindestens eines die Porenbildung steuernden und/oder eines Verarbeitungshilfsmittels durchgeführt.
Es ist bereits bekannt, geschäumtes Magnesiumoxichlorid bzw. geschäumten Magnesiumchloridzement zur Herstellung feuerbeständiger Beschichtungen und Formkörper zu verwenden (DE-AS 11 17 467). Nach dieser Veröffentlichung erfolgt die Schäumung zunächst mechanisch. Diese ist jedoch unzureichend, so daß nach der mechanischen Schäumung durch anschließenden Zusatz von Schaum oder Treibmittel des Porenvolumens vergrößert bzw. stabilisiert wird.
So wird in der DE-AS 20 04 246 ein feuerbeständige?
Material aus geschäumtem Magnesiumoxichloridzement beschrieben, das durch Schäumen einer Mischung aus wäßriger Magnesiumchloridlösung und Magnesiumoxid mit Magnesiumpulver erhalten wird. Das geschäumte Produkt dient zur Tränkung poröser Träger, die u. a. aus Schichten von zerhackten Glasfasern bestehen können. Zur Unterstützung der Schaumbildung wird der Zusatz von Milchsäure empfohlen.
Das geschäumte Magnesiumoxichlorid ist in einer Menge von 2 bis 40 Gew.-% des porösen Trägers vofhanden. Es ist daher in seiner Konsistenz nur für die Tränkung von porösen Trägern, insbesondere aus Glasfasern geeignet, nicht jedoch zur Herstellung brandschützender Beschichtungen, Isolierungen. Kabelabschottungen, Dämmschutzschichten, Platten, Formkörper sowie anderer daraus geformter Gegenstände nach an sich bekannten Auftragsverfahren. Für diese Auftragsverfahren sind nämlich vor allem solche Materialien geeignet, die eine mörtel- oder spritzputzähnliche
Konsistenz sowie eine gute Haftung aufweisen und auch an Bauteilen verarbeitet werden können. Das in der OE-AS 20 04 246 beschriebene Material ist somit außerhalb eines porösen Trägermaterials zur Verarbeitung nicht oder nur wenig geeignet Das als Schatmbildungs- bzw. Treibmittel dabei eingesetzte Magnesiumpulver vergrößert die Brandgefahr an den Einsatzstellen bzw. Verarbeitungsstätten und bedingt zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen, die bei dem Einsatz leicht brennbarer metallischer Pulver beachtet werden müssen.
Ziel und Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zur Herstellung eines brandschützenden, geschäumten Materials auf der Basis von Magnesiumoxichlorid bzw. Magnesiumoxichloridzement zu finden, das für zahlreiche Anwendungsgebiete, insbesondere für brandschützende Beschichtungen, Isolierungen, Kabelabschottungen, Dämmschutzschichten, Platten, Formkörper sowie für andere daraus geformte Gegenstände geeignet ist und auf diesen Einsatzgebieten praxisgerecht verarbeite? werden kann. Weiterhin sollte erzielt werden, daß durch den Schäumungsvorgang ein brandhemmendes Material mil einer weitgehend homogenen Porosität bzw. Bläschenverteilung erzielt wird. Die mit Hilfe des Verfahrens hergestellten Beschichtungen, Isolierungen, Kabelabschottungen, Dämmschutzschichten, Platten, Formkörper sowie andere daraus geformten Gegenstände sollten eine für den jeweiligen Einsatz ausreichend gute mechanische Stabilität aufweisen. Weiterhin sollte eine gute Haftung des Materials an den unterschiedlichsten Materialoberflächen vorhanden sein. Das schaumförmige Material sollte sich schließlich so verarbeiten lassen, daß durch die Verarbeitung das Material nicht in seiner Porosität bzw. Dichte erheblich nachteilig beeinflußt wird.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß diesen Aufgaben ein Verfahren zur Herstellung eines feuerbeständigen bzw. brandschützenden, geschäumten Materials sowie daraus hergestellter Beschichtungen, Isolierungen, Kabelabschottungen, Dämmschutzschichten, Platten, Formkörper sowie anderer daraus geformter Gegenstände gerecht wird, bei dem die Verschäumung von Magnesiumoxid und/oder Magnesiumhydroxid und Magnesiumchlorid in Form einer wäßrigen Suspension, Aufschlämmung oder eines wasserhaltigen Breies in Gegenwart von Fasern, vorzugsweise zerhackten Glasfasern, eines oberflächenaktiven Mittels, eines Schaumbildungs- bzw. Treibmittels und eines den Schäumungsvorgang aktivierenden Mittels erfolgt. Im Rahmen der Erfindung werden Massenanteile von mehr als 50% (Gew.-%), vorzugsweise mehr als 65% (Gew.-%) (bezogen auf die Gesamtmasse der zur Verschäumung eingesetzten Ausgangsmaterialien) einer Mischung aus Magnesiumchlorid und Magnesiumoxid und/oder Magnesiumhydroxid im Gewichtsverhältnis von Magnesiumchlorid (berechnet als MgCb · 6 H2O) zu Magnesiumoxid und/oder Magnesiumhydroxid (berechnet als MgO) von 1,5 :1 bis I : 1,3, vorzugsweise von 1,1 :1 bis 1 :1,1 eingesetzt und die Verschäumung in Gegenwart von Wasserstoffperoxid und/oder einer sauerstoffabspaltenden Peroxidverbindung als Schaumbildungsbzw. Treibmittel und mindestens eines Mangansalzes, vorzugsweise einer Mangan-lI-Verbindung, als aktivierendes und steuerndes Mittel sowie mindestens eines die Porenbildung steuernden Mittels und/oder Verarbeitungshilfsmittels auf der Basis eines wasserlöslichen oder wasserdispergierbarcn Cellulosederivaten. CeIIuloseäthers oder Celluloseester und/oder einer Kunstharzdispersion durchgeführt
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren gemäß Patentanspruch. Als zerhackte Glasfasern werden zerhackte Glasmatten, zerhackte Glasgewebe und/oder verzweigte Glasfasern mit einer Faserlänge von 2 bis 7 mm, vorzugsweise 3 bis 5 mm, verwendet wobei die zerhackten Glasfasern überkreuzende oder winkelbildende Strukturen und/oder ähnliche zwei- oder dreidimensionale Verzweigungen aufweisen.
Durch diese Verfahrensmaßnahme wird erzielt daß die daraus hergestellten Beschickungen, Isolierungen, Kabelabschottungen, Dämmschutzschichten, Platten, Formkörper sowie andere daraus hergestellte Gegenstände im Brandfall nicht reißen bzw. eine verminderte Rißbildung oder nur eine Mikrorißbildung aufweisen.
Die zerhackten Glasfasern werden dabei in Massenanteiien (bezogen auf die Gesamtmasse der zur Verschäumung eingesetzten Ausgangsmaterialien) von 2—13% (Gew.-%), vorzugsweise 4—7% (Gew.-%), eingesetzt.
Neben dem Wasserstoffperoxid, das vorzugsweise als Verschäumungsmittel eingesetzt wird, können als sauerstoffabspaltende Peroxidverbindungen solche organischen oder anorganischen Peroxidverbindungen verwendet werden, die in Gegenwart von Wasser und Mangan-II-Salzen ohne zusätzliche Wärmeanwendung Sauerstoff abspalten, z. B. Natriumperoxid und/oder Kaliumperoxid. Als Mangan-II-Verbindungen werden bevorzugt die wasserlöslichen Mangan-II-Salze eingesetzt, z. B. Mangan-II-Sulfat und/oder Mangan-II-Ch!orid.
Als wasserlösliche oder wasserdispergierbare Cellulosederivate, Celluloseäther und/oder Celluloseester werden vorzugsweise wasserlösliche Hydroxyäthylcellulose, Hydroxymethylcellulose, wasserlösliche oder wasserdispergierbare hochviskose Methylcellulose und/ oder Carboxymethylhydroxymethylcellulose eingesetzt. Nach einer Ausführungsform kann auch eine Kunstharzdispersion, vorzugsweise eine in der Magnesiumoxichloridmischung beständige Kunstharzdispersioii eingesetzt werden. Vorzugsweise finden Polyacrylat, PoIyvinylpropionat, Polymethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat und/oder eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Kunstharze oder Mischpolymerisate dieser Kunstharze Anwendung.
Innerhalb des Verfahrens können zur Herstellung farbiger Beschichtungen, Isolierungen, Kabelabschottungen, Dämmschutzschichten, Platten, Formkörper sowie anderer daraus geformter Gegenstände Farbmischungen, bestehend aus einem oder mehreren wasserunlöslichen, in der Magnesiumoxichloridmischung beständigen anorganischen und/oder aus einem oder mehreren wasserunlöslichen, in der Magnesiumoxichloridmischung beständigen organischen Farbstoffe verwendet werden.
Als evtl. einzusetzende Füllstoffe können ggf. Silikate, Asbestfasern und/oder Mineralfasern und andere bekannte Füllstoffe eingesetzt werden. Dabei können von dem erfindungsgemäßen Material bis zu 15%, vorzugsweise bis zu 7% Magnesiumoxichlorid durch eine entsprechende Menge bindefähigem Calciumsulfat ersetzt werden.
Das brandschützende bzw. feuerhemmende Material zeigt nach dem Schäumungsvorgang eine weitgehend homogene Porosität bzw. Bläschenbildung. Es läßt sich bei Jen unterschiedlichen Verarbeitungen bzw. Auftragsverfahren so verarbeiten, daß es in seiner Porosität bzw. Dichte nicht erheblich negativ beeinflußt wird.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge-
stellte brandschützende, geschäumte Material läßt sich im bindefähigen Zustand mit der Kelle, dem Spachtelmesser oder mittels Spritzvorrichtungen aufbringen. Es kann auch im Gieß- bzw. Schüttverfahren bei bestimmten Anwendungsgebieten verarbeitet werden.
Als Netzmittel werden innerhalb des Verfahrens die an sich bekannten wasserlöslichen, vorzugsweise organischen Netzmittel, z. B. Alkylsulfonate, Fettalkoholsulfonate, Naphthalinsulfonate bzw. kondensierten Napthalinsulfonate u. dgl. eingesetzt.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf die Oberfläche von Metallteilen oder Gegenständen aus Metall, Holz, Holzwerkstoffen, Beton bzw. Betonteilen, Mauerwerk, Kunststoffen, Bauplatten oder Bauwerksteilen, ggf. nach einer reinigenden und/oder schützenden und/oder haftverbessernden Vorbehandlung, das brandschützende, geschäumte Material in einer Schichtstärke von 0,3 bis 12 cm, vorzugsweise 1 bis 4 cm, aufgetragen.
Die aus dem feuerbeständigen bzw. brandschützenden, geschäumten Material hergestellten Beschichtungen, Isolierungen, Kabelabschottungen, Dämmschutzschichten, Platten, Formkörper bzw. Gegenstände weisen ein Raumgewicht von 300 bis 1100 kg/m3, vorzugsweise 450 bis 700 kg/m3, auf. Die aus dem geschäumten Material mit diesem Raumgewicht hergestellten Beschichtungen, Isolierungen, Kabelabschottungen, Dämmschutzschichten, Platten, Formkörper bzw. Gegenstände weisen eine gute mechanische Festigkeit auf. Durch die homogene Porosität bzw. Bläschenbildung wird zusätzlich eine gute Wärmedämmung erzielt.
Die Haftfestigkeit des geschäumten, brandschützenden Materials ist sowohl im frischen als auch im ausgehärteten Zustand gut, so daß zusätzliche Putzträger oder ähnliche Hilfsvorrichtungen entfallen können.
Das Material weist bei Hitzeeinwirkung eine gute mechanische Stabilität auf; größere Risse werden im allgemeinen durch das erfindungsgemäße Verfahren weitgehend vermieden bzw. weitgehend verhindert.
In den Zeichnungen sind einige Ausführungsformen schematisch dargestellt.
In Fig. 1 ist unter Ziffer (1) die Schicht bzw. Platte aus dem brandschützenden, geschäumten Material auf der Basis von geschäumtem Magnesiumoxichlorid bzw. geschäumtem Magnesiumoxichloridzement schematisch dargestellt, die zerhackte Glasmatten, zerhackte Glasgewebe und/oder verzweigte Glasfasern (2) eingebettet enthält. Die Schicht (3) besteht aus dichtem Material bzw. Material mit einem geringen Porenvolumen bzw. Bläschenvolumen im Vergleich zur Innenschicht (1). Die Schicht (4) stellt eine Beschichtung dar und/oder besteht aus einer dünneren Schicht dichteren Materials (wie 3) oder stellt ein Bauteil dar.
In F i g. 2 ist eine Nut-Federverbindung des Bauteiles, der Bauplatte oder des Formteiles schematisch dargestellt
In F i g. 3 ist auf einem Träger (5) die Schicht aus dem brandschützenden, geschäumten Material (1), die die verzweigten Glasfasern (2) enthält, angeordnet Die Schicht (3) besteht aus dichterem Material, vorzugsweise dem gleichen Material wie unter (1), jedoch mit einem geringeren Porenvolumen bzw. Bläschenvolumen oder ohne jedes Poren- bzw. Bläschenvolumen.
In F i g. 4 ist ein Schnitt durch einen die Schichtanordnung aufweisenden Stahl- oder Eisenträger schematisch dargestellt Der Stahlträger (5') weist eine korrosionsschützende Schicht (6) auf. Darauf ist die Schicht aus dem brandschützenden Material (1) mit zerhackten Glasmatten bzw. verzweigten Glasfasern (2), die dichtere Schicht (3) und eine Kunststoffschicht und/oder feuerhemmende Schicht (7) angeordnet.
In F i g. 5 ist der Träger (5) in dem brandschützenden Material beiderseitig eingebettet.
Beispiel
38 Gewichtsteile MgCb · 6 H2O,
38 Gewichtsteile Magnesiumoxid,
10 Gewichtsteile Wasser,
2 Gewichtsteile einer tO%igen Alkylsulfonatlö-
sungals Netzmittel,
0,02 Gewichtsteile Mangan-Il-Sulfat, berechnet als
MnSO4 · H2O,
1,5 Gewichtsteile einer l%igen hochviskosen Me-
thylcelluloselösung,
7,7 Gewichtsteile gehackte Glasfasermatten,
wurden gut verrührt. Zu dieser Aufschlämmung wurden unter Rühren 0,78 Gewichtsteile einer ca. 30%igen Wasserstoffperoxidlösung und 2,0 Gewichtsteile Wasser zugefügt und verschäumt. Nach der Aushärtung hat das Material ein Raumgewicht von 650 kg/m3. Die Topfzeit des Materials lag zwischen 2 und 3 Stunden.
Eine Stahlplatte 50 cm χ 50 cm χ 0,5 cm wurde mit dem Material nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Schichtdicke von 4 cm beschichtet und nach Aushärtung und Klimatisierung im Kleinbrandofen nach DIN 4102, Blatt 8 (Entwurf 1977). nach der Einheitstemperaturkurve gemäß DIN 4102 gebrannt. Dabei wurden nach 90 Minuten auf der dem Feuer abgekehrten Seite Temperaturen von ca. 95 bis 110°C gemessen. Während der Gesamtdauer des Versuches traten in der dem Feuer zugekehrten Schicht weder Abplatzungen noch Risse auf.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung eines brandschützenden, geschäumten Materials sowie daraus hergestellter Beschichtungen, Isolierungen, Kabelabschottungen, Dämmschutzschichten, Platten, Formkörper sowie anderer daraus geformter Gegenstände auf der Basis von Magnesiazement durch Verschäumen von Magnesiumoxid und/oder Magnesiumhydroxid und Magnesiumchlorid in Form einer wäßrigen Suspension, Aufschlämmung oder eines wasserhaltigen Breies in Gegenwart von Fasern, vorzugsweise zerhackten Glasfasern, eines oberflächenaktiven Mittels, eines Sehaumbildungs- bzw. Treibmittels und eines den Schäumungsvorgang aktivierenden Mittels, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung bestehend aus
    90— 130 Gew.-Tln., vorzugsweise
    95-110Gew.-Tln.
    Magnesiumchlorid (berechnet als MgCh · 6H2O),
    85— 115 Gew.-Tln, vorzugsweise
    90-105Gew.-Tln.
    Magnesiumoxid und/oder Magnesiumhydroxid (berechnet als MgO), unter Verwendung von
    1 —8 Gew.-Tln., vorzugsweise
    1,5—4 Gew.-Tln.
    Wasserstoffperoxid und/oder einer sauerstoffabspaltenden Peroxidverbindung als Schaumbildungsbzw. Treibmittel, mit
    0,01 —0,5 Gew.-Tln., vorzugsweise
    0,02-0,1 Gew.-Tln.
    mindestens einer Mangan-II-Verbindung als aktivierendes und steuerndes Mittel sowie
    20—45 Gew.-Tln., vorzugsweise
    25-35 Gew.-Tln.
    Wasser, und
    1 —7 Gew.-Tln., vorzugsweise
    2—5 Gew.-Tln. einer weniger
    als 10%igen Lösung
    mindestens eines Mittels auf der Basis eines wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Cellulosederivates, Celluloseäthers und/oder Celluloseester und/ oder einer Kunstharzdispersion zur Steuerung der Porenbildung bzw. als Verarbeitungshilfsmittels, sowie mit
    0,05—5 Gew.-Tln., vorzugsweise
    0,1 -4 Gew.-Tln.
    eines Netzmittels und
    4—25 Gew.-Tln., vorzugsweise
    6-20 Gew.-Tln.
    von Glasfasern aus zerhackten Glasmatten, zerhackten Glasgeweben und/oder verzweigten Glasfasern mit einer Faserlänge von
DE2810180A 1978-03-09 1978-03-09 Verfahren zur Herstellung eines brandschützenden, geschäumten Materials sowie daraus hergestellter Beschichtungen, Isolierungen, Kabelabschottungen, Dämmschutzschichten, Platten, Formkörpern sowie anderer daraus geformter Gegenstände auf der Basis von Magnesiazement Expired DE2810180C2 (de)

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