DE2900157A1

DE2900157A1 - Material mit flammverzoegerungseigenschaften

Info

Publication number: DE2900157A1
Application number: DE19792900157
Authority: DE
Inventors: Jun John Phillip Spicuzza
Original assignee: Arco Polymers Inc
Current assignee: Arco Polymers Inc
Priority date: 1978-01-03
Filing date: 1979-01-03
Publication date: 1979-07-12
Also published as: GB2011280B; CA1122483A; GB2011280A; JPS54122384A; FR2413214A1

Description

PATENTANWÄLTE DlpL-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCH MIED-KOWAR ZIK

Dipi.-ing. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL

(j

335024 . 7 - SIEGFHIEDSTRASSE

76S48

TELEFON: CO895

335025 8000 MÜNCHEN 40

ARCO Polymers, Inc. 1500 Market Street Philadelphia, Pa. 19101/USA

Material mit Flammverzögerungseigenschaften

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Nicht feuerbeständige Materialien, die mit einem flammverzögernden und/oder feuerfesten Überzug versehen sind, wurden unter längerer und extremer Einwirkung von Flammen und Hitze infolge von Abbrennen, Zei'setzung dea nicht feuerbentändi-gen Materials und dergleichen beschädigt. Dies'ist der Wirksamkeit der Überzugszusammensetzung und dem Endprodukt abträglich. Um die gewünschte Widerstandsfähigkeit gegen Hitze und Feuer zu erreichen, ist es gewöhnlich erforderlich, die flammverzögernde und/oder feuerfeste Zusammensetzung in einer größeren Dicke als angemessen oder erwünscht auf die nicht-feuerfesten Materialien aufzutragen. Dies führt offensichtlich zu erhöhten Kosten, wodurch diese Materialien unwirtschaftlich und daher nicht wettbewerbsfähig und ungeeignet werden.

Wenn Schichtstoffe aus nicht feuerbeständigen Materialien an ihren angrenzenden Flächen mit einer feuerfesten oder flammverzögernden Zusammensetzung beschichtet sind, kann die länger andauernde Einwirkung von Hitze oder Feuer - insbesondere wenn sie örtlich erfolgt - zu Beschädigungen der Gesamtstruktur, wie zu einem Verziehen oder Trennen der Schichten,führen und die Wirksamkeit des Überzugs vernichten oder stark vermindern. Um dies zu verhindern, können größere Mengen des flammverzögernden oder feuerfesten Überzugs verwendet werden. Eine Erhöhung der Menge der Überzugszusammensetzung ist jedoch nicht immer eine zufriedenstellende Lösung. Falls das nicht feuerbeständige Material oder Teile von diesem der direkten Einwirkung von Hitze oder Feuer ausgesetzt sind, kann dies zu einem Abtrennen des Überzugs von dem nicht feuerbeständigen Material führen, so daß der Überzug nicht seine normale Schutzwirkung ausübt. Wenn das Material direkt der Einwirkung von Flammen ausgesetzt ist, wie dies bei einem Brand geschieht, kann der Überzug abblättern, so daß dann das nicht feuerbeständige Material direkt der vernichtenden Wirkung von Hitze und Flammen ausgesetzt ist.

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Aus diesen Gründen ist es üblich, nicht feuerbeständige Materialien, die mit flammverzögernden oder feuerfesten Verbindungen behandelt worden sind, zusätzlich zu verstärken, um sie weiter zu schützen, beispielsweise mit feuerfesten Schichten aus Glasfasern, Metall, Gips, Gipsplatten, Zement oder anderen Schutzmaterialien, so daß das Material insgesamt der länger andauernden Einwirkung von Hitze und/oder offenen Flammen widerstehen kann. Das bedeutet, daß nicht mehr die flammverzögernden Zusammensetzungen den Hauptschutz für die nicht feuerbeständigen Materialien bringen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Verwendung dieses zusätzlichen Schutzes überflüssig zu machen oder zumindest die Menge dieser Schutzmaterialien zu reduzieren, was von dem jeweiligen zu schützenden Material und der Intensität der einwirkenden Flammen oder Hitze, welcher es widerstehen muß, abhängt.

Es wurde gefunden, daß man die besten Ergebnisse bei der Verbesserung der Beständigkeit eines Materials gegen länger andauernde Einwirkung von Feuer und offenen Flammen erzielt, wenn man zusätzlich zum Beschichten der Oberfläche des nicht feuerbeständigen Materials bestimmte Mengen der Feuer- und Flammbeständigkeitszusammensetzung in Innere Teile des nicht feuerbeständigen Materials einbringt. Die flammverzögernde oder feuerfeste Zusammensetzung kann in Hohlräumen oder Vertiefungen in dem nicht feuerbeständigen Material eingebracht werden. Dies unterscheidet sich vom einfachen Beschichten der Oberfläche des nicht feuerbeständigen Materials. Die erhaltenen Ergebnisse sind so vorteilhaft, daß sie den Aufwand an zusätzlich verwendeter Flammverzögerungszusammensetzung bei weitem überwiegen. Dies könnte darauf zurückzuführen sein, daß die in den Hohlräumen oder Vertiefungen befindliche Zusammensetzung als Materialvorrat wirkt. Außerdem bewirkt sie eine verbesserte Haftung oder Verbindung der Zusammensetzung mit dem nicht feuerbeständigen Material und erfüllt den gewünschten Zweck. Wenn man Materialien in dieser

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Weise mit flammverzögernden oder feuerfesten Zusammensetzungen versieht, erhält man daher wirtschaftlich interessante feuerfeste Materialien, unabhängig davon, ob es sich bei, dem nip

^& ° l)zw. Su B π tr a

feuerbeständigen Material um eine einzelne überzogene Schicht oder um einen mit flammverzögernden oder feuerfesten Zusammensetzungen kombirmrten Schichtstoff handelt. /lufblrihbrire Überzugszusammensetzungen werden bevorzugt, insbesondere, wenn es sich bei dem zu schützenden Material um einen Kunststoff mit einem relativ hohen Entflammbarkeitsgrad handelt.

(Bauteile)

Die erfindungsgemäß hergestellten M.aterialien/mit flammverzögernden oder feuerfesten Eigenschaften umfassen ein nicht feuerbeständiges Material verschiedener Form und Anordnung, das aus einer Vielzahl verschiedener Materialien gewählt sein kann und das mit geeigneten flammverzögernden oder feuerfesten Zusammensetzungen kombiniert oder beschichtet ist.

Bei nicht feuerbeständigen Materialien handelt es sich um Materialien, welche keine Beständigkeit gegen die Einwirkung von Hitze und Flammen besitzen. Typische Beispiele für nicht feuerbeständige Materialien sind Papier, Holz oder andere Zellulosematerialien. Kunststoffmaterialien, im allgemeinen des Polymer-Typs, wie Polyäthylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyurethan und dergleichen, und zwar entweder in kompakter Form oder in Form eines verschäumten Produkts mit Zellstruktur, stellen eine Gruppe von nicht feuerbeständigen Materialien dar, mit welchen sich bei der Herstellung von feuerfesten Materialien Schwierigkeiten ergeben, da die meisten dieser Materialien einen wesentlich höheren Entflammbarkeitsgrad aufweisen als die zuvor genannten nicht feuerbeständigen Zellulosematerialien. Glas- oder Metallfasern, die viele Fäden umfassen, werden ebenfalls als nicht feuerbeständige Materialien betrachtet, da sie sich unter einer länger andauernden Einwirkung von Hitze und Flammen stark verschlechtern» Häufig sind die Fasern mit nicht feuerbeständigen Substanzen überzogen, damit sie flockig sind und sich nicht zusammendrücken,, wenn sie für Isolations-

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zwecke verwendet werden. In dieser beschichteten Form sind solche Materialien leicht entflammbar und müssen behandelt werden, damit man ein feuerfestes, flammverzögerndes Material erhält.

Die erfindungsgemäß verwendeten nicht feuerbeständigen Materialien können fast jede physikalische Anordnung aufweisen, in der sie verfügBar^Es kann sich um einzelne Schichten oder Schichtstoffe aus nicht feuerbeständigen Materialien handeln, oder sie können die Form von Wabenstrukturen in Schichten oder Schichtstoff-Form haben.

Erfindungsgemäß können als feuerfeste oder flammverzögernde Zusammensetzungen viele verschiedene chemische Zusammensetzungen verwendet werden, welche die Eigenschaft besitzen, einem nicht feuerbeständigen Material die gewünschten Hitzebeständigkeitsund Flammverzögerungseigenschaften zu verleihen. Es sind zahlreiche derartige Zusammensetzungen bekannt. Beispielsweise gibt es Flammverzögerungszusammensetzungen, welche, wenn sie auf ein Polymerkunststoffmaterial aufgetragen werden, sich so auswirken, daß das Material ohne Einwirkung einer Flamme nicht weiterbrennt. Bei vielen dieser Materialien ist diese feuerhemmende und flammverzögernde Wirkung auf ihren Halogengehalt zurückzuführen. Metalloxyde sind ein weiterer bekannter feuerhemmender Bestandteil. Häufig werden Kombinationen von solchen Materialien verwendet.

Falls Materialien hergestellt werden sollen, die besser flrum- oder feuerfest sein sollen, ist es zweckmäßig, eine aufblii.hbn.re Zusammensetzung zu verwenden. Wenn solche Zusammensetzungen Hitze und/oder Flammen ausgesetzt werden, scheinen sie zuerst weich zu werden und dann Schaum zu entwickeln, der als Isolierschicht zum Schutz des nicht feuerbeständigen Materials dient. Nach länger andauernder Einwirkung von Flammen und Hitze verkohlt der Schaum und bildet eine feste Isolationskohleschicht, die die nicht feuerbeständigen Materialien weiterhin sehr wirksam schützt. Eine besonders bevorzugte feuer- und flamm-

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feste Zusammensetzung erhält man durch Umsetzen von Phosphorsäure mit einem reduzierenden Zucker, gegebenon/falln unter Zugabe von wenigstens einem zusätzlichen schaumerzeugenden Zusatzmittel. Bei Zusammensetzungen dieses Typs erhält man ein Aufblähen bei wesentlich niedrigeren Temperaturen, z.B. bei unter 1OO°C, was einen früher einsetzenden und länger anhaltenden Schutz bedeutet.

Erfindungsgemäß geeignete feuer- und flammfeste Zusammensetzungen werden in den U.S.-Patentschriften 3 551 365, 3 808 159 und 3 824 200 beschrieben. Von Interesse sind auch die in der U.S.Patentanmeldung Serial No. 755 596 beschriebenen Zusammensetzungen.

Zur Verdeutlichung der vorliegenden Erfindung ist eine besonders bevorzugte feuer- und flammfeste Zusammensetzung ausgewählt worden, und zwar eine der oben beschriebenen Zusammensetzungen, die durch Umsetzen einer Phosphorsäure mit einem reduzierenden Zucker ,wie Dextrose oder handelsübliche Glukose, gegebenenfalls unter Verwendung eines zusätzlichen Schaumerzeugungsmittels, hergestellt wird. Diese hat die oben --onnnnton Eigenschaften.

Bei einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt diese Zusammensetzung eine Mischung aus einer harzbildenden Substanz (mit RF71 bezeichnet) und einer Härtsubstanz (mit 175F bezeichnet).

Die harzbildende Substanz umfaßt die folgenden Bestandteile in den folgenden annähernden Gewichtsmengen: 3 % Wasser, 41 % Phosphorsäure (85 %-ig, wobei die Säurekonzentration von dem Wasser abhängt, das sich sonst noch in der Zusammensetzung befinden kann, und je nach Bedarf verändert werden kann) und 56 % Dextrose. Zweckmäßigerweise werden die ßliihaigenschaften der harzbildenden Substanz im Hinblick auf ihre Verwendung als feuerbeständiges Mittel erhöht, indem wenigstens eine Substanz zugegeben wird,welche eine Gasentwicklung, und zwar insbesondere unter dem Einfluß von Hitze, hfrv>rnr.lM.. ".oi-

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spiele für solche Substanzen sind: Monoammoniumphosphat, Oxalsäure, Harnstoff, Monoäthanolamin und dergleichen. Ein Beispiel für eine harzbildende Substanz, welche solche Zusatzmittel enthält, ist die mit RF77 bezeichnete Substanz, welche die folgenden Mengen, bezogen auf das Gewicht, enthält: etwa 3 % Wasser, etwa 31.96 Phosphorsäure (85 %-ig), etwa 43 % Dextrose, etwa 8 % Monoammoniumphosphat, etwa 4 % Oxalsäure, etwa 10 % Harnstoff und etwa 1 % Monoäthanolamin.

Die harzbildenden Substanzen können hergestellt werden, indem Wasser und Phosphorsäure in einen Kessel gegeben und auf etwa 70 - 90⁰C erhitzt werden. Dann wird der reduzierende Zuckrr r.ugegeben, und die Mischung wird etwa 10 - 15 Minuten lang gerührt. Nun werden alle gewünschten Zusatzmittel zur Erhöhung der Bläheigenschaften in dem Endprodukt zugegeben und ebenfalls gründlich gerührt. Der Kessel wird geschlossen, für die Dauer von etwa 10 Minuten auf etwa 12<
kühlt, und der Inhalt wird entnommen.

Dauer von etwa 10 Minuten auf etwa 120⁰C erhitzt, dann abge-

Ein geeignetes Härtemittel kann die folgenden Bestandteile in den genannten Gewichtsmengen - enthalten: Wasser, etwa 4 %; Dextrose, etwa 35 %i Harnstoff, etwa 28 %; Natriumhydroxyd (3 %-ig), etwa 3 %i Furfurylalkohol, etwa 5 %i und Paraformaldehyd, etwa 25 %- Das Härtemittel kann beispielsweise nach dem folgenden Verfahren hergestellt werden: Natriumhydroxyd, Wasser, Furfurylalkohol und Paraformaldehyd werden in ein Reaktionsgefäß gegeben und bei einer Temperatur von etwa 90°C gemischt, bis sie gelöst sind. Dann wird die Dextrose zugegeben, und das Ganze wird gemischt, bis sich eine homogene Lösung gebildet hat. Die Mischung wird dann auf etwa 40°C abgekühlt, oder man läßt sie abkühlen, wonach dann der Harnstoff und das Monoäthanolamin zugegeben werden. Dies führt zu einer exothermen Reaktion, und es ist erwünscht, das sich die Mischung erhitzt, jedoch nicht auf eine Temperatur von mehr als 110⁰C, und zwar bei geschlossenem Reaktionsgefäß. Man hält die Mischung etwa 25 Minuten lang auf dieser Temperatur, läßt sie umsetzen, dann entnimmt man sie. Gegebenenfalls können auch Wasser und Dextrose

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in den Kessel gegeben und auf etwa 9O°C erhitzt und gemischt werden, bis sie gelöst sind. Dann wird der Harnstoff zugegeben und gerührt, bis er gelöst ist. Dann läßt man den Kessel abkühlen oder kühlt ihn durch Wärmeübertragung auf etwa 60⁰C ab, und es werden nun das Natriumhydroxyd, der Furfurylalkohol und das Paraformaldehyd zugegeben. Der Kessel wird geschlossen, auf etwa 11O⁰C erhitzt und etwa 25 Minuten lang bei dieser Temperatur gerührt. Wenn die Temperatur absinkt, kann das Monoäthanolamin zugegeben und gerührt werden. Nachdem die Mischung abgekühlt ist, ist sie verwendungsfertig.

Die Flammverzögerungszusammensetzung wird dann hergestellt, indem das harzbildende Mittel und das Härtemittel gemischt werden. Vorzugsweise werden sie im Verhältnis von etwa 1:1 gemischt; dieses Verhältnis kann jedoch zwischen etwa 3s1 und 1:4 variieren und hängt von den gewünschten physikalischen Eigenschaften oder Funktionen der erhaltenen Zusammensetzung ab. Das Endprodukt ist eine dicke, zähe Flüssigkeit mit einer Dichte von etwa 11/2 g/ccm. Die Zusammensetzung hat gute Hafteigenschaftenj wenn sie als Überzug verwendet wird, oder verbindet Schichten von nicht feuerbeständigem Material sicher miteinander.

Diese Zusammensetzung kann als Überzug für ein nicht feuerbeständiges Material verwendet werden. Beispielsweise kann sie verwendet werden, um die Hauptoberflächen einer Polystyrolschaumstoff platte aus verschäumtem Polystyrol, die im Handel unter der Bezeichnung DYLITE M57 erhältlich ist, zu beschichten. Die Harzzusammensetzung kann nach verschiedenen bekannten Verfahren aufgetragen werden, wie durch Sprühen, Streichen, Auftragen mit einer Abstreifwalze oder dergleichen. Der Überzug kann in jeder gewünschten Dicke aufgebracht werdenj die Menge

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von 25 g pro 9»29 dm wurde jedoch als ausreichend für einen normalen Schutz und als wirtschaftlich vertretbar bei einer Herstellung im industriellen Maßstab gewählt.

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Erfindungsgemäß wird die Polystyrolschaumplatte mit Hohlräumen oder Vertiefungen in wenigstens einer der Oberflächen versehen, welche dazu bestimmt sind, weitere Mengen der Harzzusammensetzung aufzunehmen. Diese Hohlräume oder Vertiefungen können jede gewünschte Form haben, die geeignet ist, die Zusammensetzung, welche gute Hafteigenschaften besitzt, fest mit der Platte zu verbinden und Vorratsmengen der Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen, um die Eeuerbeständigkeitseigenschaften der beschichteten Platte noch zu erhöhen. Die Platte kann parallel angeordnete Reihen von rechteckigen oder u-förmigen Schlitzen aufweisen, oder der Querschnitt der Schlitze kann dreieckig, trapezförmig oder dergleichen sein. Auch willkürlich angeordnete Vertiefungen können geeignet sein.

Es wurden Proben von verschiedenen erfindungsgemäß hergestellten Materialien zu Test- und Vergleichszwecken benutzt.

Einer der Tests, die angewandt wurden, um die erfindungsgemäß erreichte Feuerbeständigkeit zu veranschaulichen, wird als modifizierter "Bureau of Mines"-Durchbrenntest bezeichnet. Bei diesem Test werden Proben von 30,5 x 30,5» cm und der beschriebenen Dicke in horizontaler Lage auf einem Ständer befestigt. Die Probe wird 50,8 mm über der Spitze eines Fisher-Brenners angebracht. Die horizontale Anordnung der Probe und die Verwendung eines Fisher-Brenners anstelle einer Propanflamme stellen die bei diesem Versuch verwendeten Modifikationen gegenüber dem Durchbrenntest des "Bureau of Mines" dar. Die Flamme des Fisher-Brenners wird auf eine Höhe von 114 mm und einen inneren Kegel von 38,1 mm eingestellt. Auf die Probe wird ein Tuch gelegt, und die Probe wird von dem Ständer horizontal über der Flamme gehalten. Die Durchbrennzeit wird durch das Entzünden des Tuches angezeigt.

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Beispiel I

Es wurde eine Anzahl von Proben aus Polystyrolschaumplatten hergestellt und dem Durchbrenntest unterworfen, um Vergleichswerte zu erhalten und die Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung zu verdeutlichen, und zwar wie folgt:

Die Probe 1, eine Vergleichsprobe, bestand aus einem Stück Polystyrolplatte von 30,8 χ 30,8 cm und 5,08 cm Dicke, die nicht mit einer Flammverzögerungszusammensetzung behandelt worden war und keinen Belag aufwies. Sie wurde mit Draht aus einer formgepreßten yerschäumten Polystyrolplatte geschnitten das Polystyrol wird unter dem Handelsnamen DYLITE M57 vertrieben - und hatte eine Dichte von etwa 453 g/'9,29 dm * Die Durchbrennzeit für diese Probe betrug 8 Sekunden.

Die Probe 2 war ein ähnliches Stück einer Polystyrolschaumplatte von 5»08 cm Dicke und ebenfalls unbehandelt, hatte jedoch einen Belag aus Aluminiumfolie von 0,075 mm Dicke, und zwar nur auf der der Flamme zugewandten Seite. Diese Probe hatte eine Durchbrennzeit von 15 Sekunden.

Die Probe 3 war ein ähnliches Stück von einer Polystyrolschaumplatte, es war jedoch mit einer Elammverzögerungszusammensetzung beschichtet, welche ein Harzbildungsmittel und ein Härtemittel im Verhältnis 1:2 umfaßte. Der Harzüberzug war

ρ in einer Dicke von 25 g pro 9»29 dm aufgetragen, und die der Flamme ausgesetzte (untere) Seite der Probe war mit einer Aluminiumfolie von 0,075 mm Dicke bedeckt. Diese Probe hatte eine Durchbrennzeit von 2 Minuten und 13 Sekunden. Diese Probe wurde stark beschädigt, und es wurde ein ziemlich großes Loch hindurchgebrannt.

Die Probe 4 war ein ähnliches Stück von einer Polystyrolschaumplatte von 5,08 cm Dicke, das jedoch mit einer Reihe von rechteckigen Kerben in parallel angeordneten Reihen versehen war. Die Reihen waren im Abstand von 25,4 mm, vom Mittelpunkt aus, angeordnet, und die Kerben waren 12,7 mm tief

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und 6,35 mm breit. Die Kerben waren auf beiden Hauptflächen der Probe angebracht, und die Oberflächen waren mit der für Probe 3 beschriebenen Flammverzögerungszusammensetzung beschich-

tet, und zwar in einer Dicke von 25 g pro 9,29 dm . Die Oberflächen der Kerben waren überzogen, aber die Korben waren nicht mit flammverzögernder Zusammensetzung gefüllt. Beide Oberflächen der Probe waren mit einer Aluminiumfolie von 0,075 mm Dicke belegt. Bei dem Test brannte die Probe während der Testzeit von 5 Minuten nicht durch. Es trat nur eine leichte Beschädigung in Form von Schrumpfen oder Schmelzen auf. Weitere Proben brannten auch bei einer Testzeit von 60 Minuten nicht durch.

Die Probe 5 war ähnlich wie die Probe 4, wobei jedoch zusätzlich zu der Oberflächenbeschichtung auch die Kerben mit der flammverzögernden Harzzusammensetzung gefüllt waren. Nach einer Testzeit von 30 Minuten war die Probe nicht durchgebrannt. Die Probe wurde nur begrenzt beschädigt.

Die Probe 6 entsprach der Probe 5, wobei die Kerben mit der gleichen flammverzögernden Zusammensetzung gefüllt waren, die jedoch als Pulver hergestellt war. Die Zusammensetzung wurde in Pulverform hergestellt, indem die flüssige Harzzusammensetzung bei erhöhten Temperaturen (ungefähr 80⁰C) längere Zeit, etwa 72 - 90 Stunden lang, getrocknet und der erhaltene Kuchen pulverisiert wurde. Mit dem Pulver wurden dann die Kerben gefüllt, nachdem die flüssige flammverzögernde Zusammensetzung auf die Oberflächen aufgetragen worden war. Nach einer Testzeit von 30 Minuten war die Probe nicht durchgebrannt.

Zur Verdeutlichung der Vorteile der vorliegenden Erfindung wurde noch ein strengerer Test mit Polystyrolschaumplatten, die mit der gleichen feuerbeständigen und flammverzögernden Zusammensetzung beschichtet waren, durchgeführt. Dieser Test wird "Tunnel-Test" genannt und wird von den "Underwriters Laboratories, Inc." durchgeführt. Er wird als "Testverfahren zur Klassifizierung der Feuergefährlichkeit von Baumaterialien UL73" beschrieben und wurde am Vi.4.1970 als Test "ANSI A2.5-

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1970 anerkannt. Bei diesem Test wird eine Probe in einem horizontal verlaufenden Tunnel angebracht und eingeschlossen, welches an einem Ende mit Gasbrennern ausgestattet ist und worin in der gesamten Länge des Tunnels geregelte Zugbedingungen herrschen. Die Testprobe ist 50,8 cm breit und 762 cm lang. Grob vereinfacht, wird in dem Test die Feuergefährlichkeit einer bestimmten Probe mit der Feuergefährlichkeit von Asbestzementplatten (nicht-brennbar) verglichen, wobei die Bewertungsskala von 0 bis 100 (für Roteichenbretter, brennbar) reicht. Es werden die Ausbreitung der Flammen, der verbrauchte Brennstoff und die Dichte des entwickelten Rauchs bewertet. Die Probe wird in dem geschlossenen Tunnel untergebracht und bildet das Dach des Tunnels. Der Tunnel selbst hat die Abmessungen 44,45 cm χ 30,48 cm χ 762 cm. Der Test beginnt damit, daß die Gasbrenner angezündet werden und man die Probe 10 Hinuten lang unter den festgelegten Testbedingungen der Gasflamme aussetzt. Während des Tests werden in bestimmten Zeitabständen die Daten aufgezeichnet. Man erhält Angaben über die Ausbreitung der Flammen und die Rauchdichte. Im Fall von Polymermaterialien und noch einigen anderen Materialien wird die verbrannte Menge als nicht von Bedeutung betrachtet, und obwohl sie in den Tests von Underwriters Laboratories aufgezeichnet wird, wird sie in der vorliegenden Beschreibung bei den Ergebnissen weggelassen.

Beispiel II

Es wurde eine Reihe von 5 Proben hergestellt und dem Tunnel-Test unterworfen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I wiedergegeben. Die Ergebnisse mit der Probe 5 zeigen deutlich, daß man erfindungsgemäß ein Material erhält, welches ausgezeichnete Feuerbeständigkeitseigenschaften besitzt.

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Tabelle

Nr.

Beschreibung der Probe

	IAL	GO
	CO	σ
	TJ	CD 3*
Z	m	00
sr	ο	OO
I"* *:s ,**
	00
?■£)	CO
,.	00

5**

Ausbreitung d. Flammen Rauchentwicklung

Gewichtsverlust

Bemerkungen

Polystyrolschaumplatte, 5»08 cm, unbeschichtet. Kein Schichtstoff.

Polystyrolschaumplatte, 10,16 cm, unbeschichtet. Kein Schichtstoff.

Polystyrolschaumplatte, 10,16 cm, harzbeschichtet, 50 g/9,29 ctar

Polystyrolschaumplatte, 5»08 cm, Kerben in Platte, 12,7 mm breit χ 6,35 mm tief, Abstand 25»4 mm, in beiden Oberflächen. Harzbeschichtung auf Platte und« Kerben oberflächen, 25 g/9,29 dm . Oberu. Unterseite der Platte mit Alufolie, Dicke 0,075 mm, belegt.

Wie Probe 4, jedoch Kerben gefüllt mit pulverförmigem Harz, Unter- u. Oberseite d. Platte mit Folie von 0,05 mm belegt.

10

10 -

70

70,5

7,7 - 500

%

etwa 1300

578

551

%

ca.42 %

16

Vollständig verzehrt. Auf den Tunnelboden geschmolzen und verbrannt.

vollständig verzehrt. Auf Tunnelboden geschmolzen und verbrannt.

stark beschädigt.

Kein Verbrennen auf Tunnelboden.

Sehr geringe Beschädigung.

* Harzbeschichtung war Mischung aus Harzbildemittel 71 und Härtanit-fel 175F, Verhältnis 1:2.

** Bei Probe 5 wurde die Oberfläche mit Harz beschichtet, dann wurden die Kerben mit einem aus der Harzzusammensetzung hergestellten Pulver gefüllt.

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Beispiel III

In diesem Beispiel wurden Holzproben von 30,5 χ ^0,5 cm und 0,95 cm Dicke dem Durchbrenntest unterworfen.

Die Probe 1 war eine nicht behandelte Vergleichsprobe. Obwohl die Probe nicht durchbrannte, war sie vollständig von Flammen umgeben, bei seitlicher Ausbreitung der Flammen.

Probe 2 war mit einer handelsüblichen blähbaren Farbe, die unter dem Handelsnamen Ball Chemical G-3232 vertrieben wird, bestrichen. Der Überzug wurde in einer Menge von 25 g/9,29 dm aufgetragen. Nach 3^· 1/2 Minuten war die Probe von Flammen umhüllt, bei seitlicher Ausbreitung der Flammen.

Die Probe 3 wurde auf beiden Hauptflächen mit Korben von 1,59 mm Breite und 3»17 mm Tiefe im Mittelpunktsabstand von 25,^ mm versehen. Dann wurde die Probe mit der gleichen blähbaren Farbe wie Probe 2 überzogen. Der Überzug wurde in einer Menge von 25 g/9,29 dm sowohl auf die Oberfläche der Kerben als auf die Oberfläche der Platte aufgetragen, so daß infolge der durch die Kerben vergrößerten Oberfläche die Gesamtbeschichtung dünner wurde. Nach 90 Minuten war die Probe nicht durchgebrannt, es gab keine seitliche Flammenausbreitung, und die Probe wurde nicht von Flammen umhüllt.

Beispiel IV

Proben aus Polyurethanschaumplatten von 30,5 χ 30,5 cm und 2,5^· cm Dicke wurden dem Durchbrenntest unterworfen. Der Polyurethanschaum ist im Handel von der Firma Dacar Chemical Products Co. unter dem Handelsnamen 22G erhältlich.

Die Probe 1 war eine unbehandelte Vergleichsprobe; sie brannte nach etwa 6 Minuten durch.

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Probe 2 war auf beiden Oberflächen mit einer im Handel erhältlichen blähbaren Farbe (Ball Chemical Company, G 3232) in einer Menge von 25 g/9,29 dm gestrichen. Die Probe war nach 19 Minuten durchgebrannt.

Die Probe 3 war auf beiden Oberflächen mit Kerben von 3»17 mm Breite, 6,35 mm Tiefe und einem Mittelpunktsabstand von 25»4 mm versehen. Die Probe wurde mit der gleichen blähbaren Farbe wie Probe 2 in einer Menge von 25 g/9,29 dm² gestrichen, wobei sowohl die Oberflächen in den Kerben als auch die Plattenoberflächen beschichtet wurden. Die Probe brannte erst nach 47 Minuten durch.

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Claims

Patentansprüche ;

1. Material mit Flammverzögerungseigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Schicht bzw. ein Substrat aus nicht feuerbeständigem Material umfaßt, wobei auf wenigstens eine Oberfläche dieser Schicht ein Überzug aus einer Flaminverzögerungszusammensetzung aufgebracht ist, und die Oberfläche in räumlichen Abständen Hohlräume aufweist, worin sich Flammverzögerungszusammensetzung befindet, wodurch die Beständigkeit des Materials gegen eine längere Einwirkung von Flammen und Hitze wesentlich verbessert wird.

2» Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Hohlräume Rillen umfassen, die- in räumlicher Hinsicht über die ganze Oberfläche verlaufen.

3. Material nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flaminverzögerungszusammensetzung aufblähbar ist.

4. Material nach Anspruch 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein Kunststoffmaterial ist.

5. Material nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammverzögerungszusammensetzung auf dem Substrat haftet.

6. Material nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß

es zumindest zwei übereinanderliegende Schichten bzw. Schichtstoffe von nicht feuerbeständigem Material umfaßt, wovon wenigstens eine zahlreiche öffnungen in der Oberfläche, welche an die andere Schicht angrenzt, aufweist und sich zwischen den Oberflächen der übereinanderliegenden Schichten eine Flammverzögerungszusammensetzung befindet, welche sich in die genannten öffnungen erstreckt.

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7. Material nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammverzögerungszusammensetzung Hafteigenschaften besitzt, damit sie auf der Schicht und in den öffnungen haftet und damit gegebenenfalls die Schichten aneinander haften,

S. Material nach Anspruch 6 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtstoffe Kunststoffmaterialien sind.

9. Verfahren zur Herstellung eines feuerbeständigen

Materials nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einer Oberfläche eines nicht feuerbeständigen Materials Öffnungen erzeugt werden und eine Plammverzögerungszusammensetzung in diese Öffnungen gegeben und auf die Oberfläche aufgebracht wird, wobei die Öffnungen die Zusammensetzung aufnehmen und die Zusammensetzung mit dem nicht feuerbeständigen Material verbinden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammverzögerungszusammensetzung aufblälibar ißt.

11. Verfahren nach Anspruch 9-10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines feuerbeständigen Materials aus wenigstens zwei übereinanderliegenden Schichten von nicht feuerbeständigem Material, an wenigstens einer der sich berührenden Oberflächen von wenigstens einer der Schichten zahlreiche Öffnungen vorgesehen werden und in diese Öffnungen und auf die sich berührenden Oberflächen eine, Flammverzöge rungszusammensetzung gegeben wird, und die Flammverzöperungszusammensetzung auf wenigstens eine äußere Oberfläche der übereinanderliegenden Schichten aufgetragen wird, so daß die genannten Schichten aneinander haften.

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12. Verfahren nach Anspruch 9-11» dadurch gekennzeichnet, daß als nicht feuerbeständiges Material ein Kunststoff verwendet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 9-12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Plammverzögerungszusammensetzung verwendet wird,
deren Aufblähung bei einer Temperatur von unter etwa 1OO°G
beginnt.

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