DE2833385A1

DE2833385A1 - Alterungsbestaendiges brandschutzmaterial

Info

Publication number: DE2833385A1
Application number: DE19782833385
Authority: DE
Inventors: Heinz Hermann Koerner; Volker Dipl Chem Dr Trautz
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1978-07-29
Filing date: 1978-07-29
Publication date: 1980-02-14

Description

Alterungsbeständiges Brandschutzmaterial
Die Erfindung betrifft ein Brandschutzmaterial auf Basis von wasserhaltigem Natriumsilikat, bei welchem zur Erhöhung der Alterungsbeständigkeit ein Teil des Natriums durch Kalium oder Magnesium ersetzt ist.
Brandschutzmaterialien aus wasserhaltigen Alkalimetallsillkaten sind seit langem bekannt und werden bereits vielfältig für den vorbeugenden Brandschutz eingesetzt. Sie bewirken bei hohen Temperaturen, wie sie z.B. im Brandfalle auftreten, durch Schaumbildung Volumenvergrößerung und Ausbildung eines Schäumdrucks eine hervorragende Isolierung gegen Feuer und Rauch, und führen so eine Abdichtung von off nun gen und Durchgängen in Baukörpern herbei. Derartige Materialien, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung sind in den DE-AS 11 76 546, 11 69 832 und 14 71 005, sowie in den DE-OS 26 50 520, 27 03 022 und 28 17 268 beschrieben.
Diese Brandschutzmaterialien werden in einer zunehmenden Zahl von Einsatzgebieten verwendet, wodurch an das Material immer neue und erhöhte Anforderungen gestellt werden. So können die Materialien in besonderen Fällen auch einmal über längere Zeit hinweg höheren Temperaturen ausgesetzt sein. Es hat sich nun gezeigt, daß die Wirksamkeit des Brandschutzmaterials herabgesetzt wird, wenn es über mehrere Wochen hinweg bei Temperaturen knapp unterhalb von i000C gelagert wird. Dies macht sich durch eine verringerte Volumenvergrößerung beim Aufschäumen bemerkbar. Die Ursache für diese Erscheinung ist noch nicht geklärt; es ist denkbar, daß in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Feuchtigkeitsgehalt des Materials und seiner Umgebung eine Veränderung der Struktur des Materials eintritt.
Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, diese Abnahme der Aufschäumstärke des Brandschutzmaterials bei längerer Lagerung bei hohen Temperaturen zu beeinflussen und durch Zugabe geeigneter Zusatzstoffe weitgehend zu unterdrücken.
Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe gelöst wird, wenn man ein Brandschutzmaterial verwendet, bei welchem 15 bis 40 Gew.% des Natriumsilikats durch Kalium- oder Magnesiumsilikat ersetzt sind.
Das wasserhaltige Natriumsilikat ist in den oben zitierten Druckschriften ausführlich beschrieben. Sein Wassergehalt liegt vorzugsweise zwischen 20 und 50, insbesondere zwischen 25 und 40 Gew.%. Besonders geeignet ist Natriumsilikat mit einem Molverhältnis Na2O : SiO2 von 1 : 1 bis 1 : 6, vorzugsweise von 1 : 2,5 bis 1 : 4.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind 20 bis 35 Gew.% des Natriumsilikats durch Kaliumsilikat ersetzt Das Kaliumsilikat weist vorzugsweise ein Molverhältnis K20 : SiO2 von 1 : 1 bis 1 : 6, insbesondere von 1 : 2 bs 1 : 4 auf.
Daneben können die erfindungsgemäßen Brandschutzmaterialien noch übliche Zusatzstoffe enthalten, wie Netzmittel, z.B.
Natriumsulfonat; Schäumhilfsmittel, z.B. Kohlehydrate oder Cellulosepulver, die im Brandfalle ein Kohlenstoffgerüst bilden; Pigmente und Farbstoffe; sowie Verstärkungsmittel, z.B. mineralische, metallische oder textile Fasern, Gewebe 'oder Gitter. Bevorzugtes Verstärkungsmittel sind Glasfasern' in Mengen von 2 bis 20 Gew.%.
Das erfindungsgemäße Brandschutzmaterial wird hergestellt, indem man die K- oder Mg-Silikate als Feststoff oder als wäßrige Lösung oder Suspension einer wäßrigen Suspension des Natriumsilikats zumischt und die Masse auf den gewünschten Wassergehalt trocknet und verfestigt. Dabei erwies es sich als besonders wirksam, wenn die Silikate in feinster Form möglichst homogen ineinander verteilt sind. Je nachdem, an welcher Stelle des Herstellungsprozesses der Natriumsilikat-Suspension das K- oder Mg-Silikat dieser Suspension zugesetzt wird, kann man es in fester Form, als wäßrige Lösung oder als wäßrige Suspension einsetzen. So kann man z.B. Kaliumsilikat oder Magnesiumsilikat direkt in die fertige wäßrige Natriumsilikat-Suspension einquirlen. Man kann aber auch bei der Herstellung der Natriumsilikat-Suspension durch Vermischen eines Natriumsilikat-Pulvers mit einer Natriumsilikat-Lösung Kaliumsilikat in fester bzw. gelöster Form entweder dem Pulver oder der Lösung zudosieren. Ebenso können in geeigneter Weise gegebenenfalls die weiteren Zusatzstoffe zugegeben werden.
Das erfindungsgemäße Brandschutzmaterial kann wie üblich in Streifen oder Bahnen geschnitten werden, mit Trennmitteln, z.B. Talkum, gepudert werden, mit Überzügen, z.B. Lacken auf Basis von Epoxidharzen, Polyvinylchlorid oder Polyurethanen versehen werden und mit Folien aus Kunststoffen oder aus Metallen, z.B. Aluminium umhüllt werden.
Die Brandschutzmaterialien werden zur Isolierung von Offnungen und Durchgängen an Baukörpern gegen den Durchtritt von Feuer und Rauch, sowie als Brandschutzglas verwendet. Sie zeichnen sich durch eine besonders hohe Alterungsbeständigkeit aus und entfalten ihre Wirkung weitgehend unvermindert Lauch noch nach sehr langer Gebrauchsdauer. J Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente beziehen' sich auf das Gewicht. Als Kriterium für die Wirksamkeit der Zusatzstoffe wurde das Schäumverhalten des Brandschutzmaterials gewählt. Dazu wurden Brandschutzstreifen der Abmessung 100 x 200 x 2 mm bei 6000C 5 Minuten lang in einem Glühofen erhitzt. Gemessen wurde die Dicke des sich bildenden Schaums, die mit zunehmender Lagerzeit der Streifen bei 950C abnimmt, sowie die Dauer der Lagerzeit bis zum Abfall der Schaumdicke auf die Hälfte.
Angegeben wird die prozentuale Verlängerung dieser Zeitdauer, die durch den teilweisen Ersatz des Natriumsilikats erreicht werden kann.
Beispiel 1 18 kg Natriumwasserglas-Lösung (35 %ig) und 41,6 kg Kaliumwasserglas-Lösung (29 %ig) werden bei 100C zusammengerührt und 37,9 kg Natriumwasserglas-Pulver (82 Fig) zugesetzt.
Zu dieser Suspension wurde eine Lösung von 1,33 kg Zucker in 1 1 Wasser gegeben. Die Mengenverhältnisse wurden so gewählt, daß 24 % des Natriumsilikats durch Kaliumsilikat ersetzt sind. In ähnlicher weise wurden Suspensionen mit Kaliumsilikat-Gehalten von 17 %, 21 % und 32 » hergestellt.
Auf einem Endlosband wurden 0,2 kg/m2 Schnittglasfasern gestreut und dann 4,5 kg/m2 der verschiedenen Suspensionen zugegeben. Durch Infrarotstrahler (Einwirkungsdauer etwa 4 Minuten) wurden die Mischungen auf dem Endlosband auf etwa 900C aufgeheizt, wobei sie gelierten und anschließend auf eine Restfeuchte von 32 % getrocknet wurden. Aus dem Material wurden Probestreifen geschnitten und gemeinsam 0 bei 95 C so gelagert, daß ihr Wasserglas sich nicht veränderte. In gewissen Zeitabständen werden Probestreifen der verschiedenden Versuche dem Lagerraum entnommen und die Lschaumdicke ermittelt. 2 Folgende Ergebnisse wurden dabei erhalten: Versuch Gehalt an K-Silikat prozentuale Verlängerung a 0 100 b 17 180 c 21 250 d 24 330 e 32 400 Beispiel 2 77,5 kg einer Wasserglaslösung (35 Sig) wurde vorgelegt, bei 100C wurde eine homogenisierte Mischung aus 8,9 kg Natriumasserglaspulver (82 %ig) und 11,2 kg Kaliumwasserglaspulver (98 %ig) eingerührt und eine Lösung von 1,33 kg Zucker in 1 1 Wasser zugegeben. Der Kaliumsilikat-Gehalt (trocken) beträgt 24 ». In ähnlicher Weise wurde eine Suspension mit 33 % Kaliumsilikat hergestellt. Die Suspensionen wurden wie in Beispiel 1 zu Probestreifen verarbeitet. Auch hier zeigt sich nach Lagerung bei 950C und Bestimmung der Schaumdicke, daß die Proben wesentlich länger getempert werden können als Proben ohne Kaliumsilikat-Zusatz.

Claims

PatentansDrüche Alterungsbeständiges Brandschutzmaterial auf Basis von wasserhaltigem Natriumsilikat, dadurch gekennzeichnet, daß 15 bis 40 Gew.% des Natriumsilikats durch Kalium-oder Magnesiumsilikat ersetzt sind.
2. Brandschutzmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Wassergehalt von 20 bis 50 Gew.%, vorzugsweise von 25 bis 40 Gew.% aufweist.
Brandschutzmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 20 bis 35 Gew.% des Natriumsilikats durch Kaliumsilikat ersetzt sind.
4. Brandschutzmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaliumsilikat ein Molverhältnis K20 : SiO2 von 1 : 1 bis 1 : 6, vorzugsweise 1 : 2 bis 1 : 4 aufweist.
5. Brandschutzmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es noch bleiche Zusatzstoffe, wie Netzmittel, Schäumhilrsmittel, Farbstoffe, Pigmente sowie Verstärkungsmittel enthält.
6, Brandschutzmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es 2 bis 20 Gew.% Glasfasern enthält.
7. Verfahren zur Herstellung des Brandschutzmaterials nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die K- oder Mg-Silikate als Feststoff oder als wäßrige Lösung oder Suspension, gegebenenfalls zusammen mit Zusatzstoffen, einer wäßrigen Suspension des Natriumsilikats zumischt, und die Masse auf den gezGnschten Wassergehalt trocknet und verfestigt.
des 8. Verwendung des Brandschutzmaterials nach Anspruch 1 zur Isolierung von Öffnungen und Durchgängen an Baukörpern gegen den Durchtritt von Feuer und Rauch.
9. Verwendung des Brandschutzmaterials nach Anspruch 1 als Brandschutzglas.