DE29715921U1 - Binder for mineral wool and mineral wool product bound with it - Google Patents

Binder for mineral wool and mineral wool product bound with it

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Description

BeschreibungDescription Bindemittel für Mineralwolle sowie hiermit gebundenes MineralwolleproduktBinder for mineral wool and mineral wool product bound with it

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bindemittel für Mineralwolle gemäß den Ansprüchen 1 und 13 sowie ein gebundenes Mineralwolleprodukt gemäß Anspruch 18.The present invention relates to a binder for mineral wool according to claims 1 and 13 and to a bound mineral wool product according to claim 18.

Zum Binden von Mineralwolle, insbesondere Steinwolle und Glaswolle ist es seit langem bekannt ein Bindemittel auf Basis von Phenol-Formaldehyd-Harz auf die Fasern, vorzugsweise im Fallschacht im Anschluß an das Zerfaserungsaggregat aufzubringen.To bind mineral wool, especially stone wool and glass wool, it has long been known to apply a binding agent based on phenol-formaldehyde resin to the fibers, preferably in the chute following the defibration unit.

Hierbei wird das Bindemittel des Standes der Technik vorzugsweise auf die Fasern als wäßrige Lösung beziehungsweise Dispersion aufgesprüht, wobei das Phenol-Formaldehydharz dann aufgrund der noch relativ hohen Temperaturen der Fasern auf der Faseroberfläche weiter polymerisiert und durch den Polymerisationsprozeß die einzelnen Fasern, insbesondere an Kreuzungspunkten von Fasern, miteinander verbindet, weil die Fasern, die auf einem Kreuzungspunkt übereinander liegen dort durch erstarrte Harztröpfchen quasi eingebettet werden und somit die Verschiebbarkeit der einzelnen Fasern untereinander behindern bzw verhindern.In this case, the binder of the prior art is preferably sprayed onto the fibers as an aqueous solution or dispersion, whereby the phenol-formaldehyde resin then polymerizes further on the fiber surface due to the still relatively high temperatures of the fibers and, through the polymerization process, connects the individual fibers to one another, particularly at fiber crossing points, because the fibers that lie on top of one another at a crossing point are virtually embedded there by solidified resin droplets and thus hinder or prevent the ability of the individual fibers to move among one another.

Mineralwolleprodukte werden bekanntlich als Schutz gegen Wärme, Kälte, Schall oder Brand eingesetzt und werden zum überwiegenden Teil nach DIN 4102 als nichtbrennbar eigestuft. Zu diesem Zweck muß daher der Anteil an organischem - also brenn- oder schwelbarem Material - auf einem Minimum gehalten werden.Mineral wool products are known to be used as protection against heat, cold, noise or fire and are mostly classified as non-flammable according to DIN 4102. For this purpose, the proportion of organic material - i.e. flammable or smoldering material - must be kept to a minimum.

Ein anderes Kriterium neben der Nichtbrennbarkeit ist die Widerstandsfähigkeit der Mineralwolleprodukte gegen eine Feuerbeanspruchung, welche insbesondere beim Einsatz dieser Produkte als Brandschutzelement zum Tragen kommt.Another criterion besides non-flammability is the resistance of the mineral wool products to fire, which is particularly important when these products are used as fire protection elements.

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Flammschutzcompound IIFlame retardant compound II

Grünzweig + Hartmann AG, LudwigshafenGrünzweig + Hartmann AG, Ludwigshafen

Bekanntlich bestimmt sich die Feuerwiderstandsfähigkeit nach der Dauer, bei der bei einem bestimmten Temperaturanstieg auf einer Seite des Brandschutzelementes, beispielsweise einer Feuerschutztüre, die andere Seite des Brandschutzelementes unter einer definierten Grenztemperatur, zum Beispiel 18O°C, bleibt. Die Standzeit des Brandschutzelementes bis zum Erreichen der Grenztemperatur auf der kalten Seite in Minuten ergibt die Feuerwiderstandsklasse, wobei nach DIN 4102, Teil 5, zum Beispiel die Einstufung in die Feuerwiderstandsklasse T 30 eine 30-minütige Standzeit bedeutet, T 60 eine 60-minütige Standzeit usw.As is well known, fire resistance is determined by the duration for which, when a certain temperature rises on one side of the fire protection element, for example a fire door, the other side of the fire protection element remains below a defined limit temperature, for example 180°C. The service life of the fire protection element until the limit temperature on the cold side is reached in minutes determines the fire resistance class, whereby according to DIN 4102, Part 5, for example, the classification in fire resistance class T 30 means a 30-minute service time, T 60 a 60-minute service time, etc.

In der Vergangenheit wurden zum Erzielen von hohen Brandschutzwerten Schichtstrukturen verwendet, wie beispielsweise in der DE-A 38 24 598, die als Brandschutzschicht ein Gemisch aus einem wasserabspaltenden Hydroxid, etwa Aluminiumhydroxid und Wasserglas oder Kieselsol verwendet, die als verbindende Schicht zwischen zwei Körpern aus gebundener Mineralwolle angeordnet ist.In the past, layered structures were used to achieve high fire protection values, such as in DE-A 38 24 598, which uses a mixture of a water-releasing hydroxide, such as aluminum hydroxide and water glass or silica sol, as a fire protection layer, which is arranged as a connecting layer between two bodies made of bound mineral wool.

Eine darüber hinausgehende Lehre offenbart das deutsche Gebrauchsmuster DE-U 295 07 498, welches ein Brandschutzelement mit Schichtstruktur offenbart, welches eine mittlere Schicht aus anorganischem Material umfaßt, das bei Temperatureinwirkung Wasser abspaltet und formstabil bleibt und als vorgefertigtes Halbzeug zwischen den äußeren Schichten aus gebundener Mineralwolle angeordnet ist.A further teaching is disclosed in the German utility model DE-U 295 07 498, which discloses a fire protection element with a layer structure, which comprises a middle layer of inorganic material that releases water when exposed to temperature and remains dimensionally stable and is arranged as a prefabricated semi-finished product between the outer layers of bound mineral wool.

Dieser Stand der Technik hat sich durchaus bewährt, jedoch sind hierfür naturgemäß erhöhte Schichtdicken erforderlich, um zu befriedigenden Feuerwiderstandswerten zu gelangen.This state of the art technology has certainly proven itself, but naturally increased layer thicknesses are required in order to achieve satisfactory fire resistance values.

Würde man die im Stand der Technik angegebenen Brandschutzschichten weglassen, dann besteht die Gefahr, daß die Mineralwolle des verwendeten Brandschutzelementes bei möglichen hohen Brandtemperaturen zusammensintert, wodurch das Brandschutzelement relativ schnell seine Wirksamkeit verliert. Bei welchen Temperaturen ein Sintern der Mineralwolle eintritt, hängt wiederum von der Beschaffenheit der verwendeten Mineralwolle ab.If the fire protection layers specified in the state of the art were to be omitted, there is a risk that the mineral wool of the fire protection element used will sinter together at potentially high fire temperatures, causing the fire protection element to lose its effectiveness relatively quickly. The temperatures at which sintering of the mineral wool occurs depend on the nature of the mineral wool used.

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LudwigshafenLudwigshafen

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Hierbei ist insbesondere eine Mineralwolle von großem Interesse, die eine sehr geringe Biobeständigkeit aufweist. Die Bewertung derartiger Mineralwollen ist in den Vorschriften der TRGS 905 definiert, welche vom Bundesministerium für Arbeit ausgegeben worden ist. Derartige Mineralfasern können beispielsweise bei Temperaturen von ab ca. 7000C zusammensintern.Of particular interest here is a mineral wool that has very low bio-resistance. The evaluation of such mineral wool is defined in the regulations of TRGS 905, which has been issued by the Federal Ministry of Labor. Such mineral fibers can, for example, sinter together at temperatures of around 700 0 C.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, mit einfachen Mitteln, insbesondere im Vergleich zu Mineralwolle aus Basalt niedriger schmelzende Mineralwolle derart zu behandeln, daß Dämmaterialien beziehungsweise Brandschutzelemente herstellbar sind, deren Feuerwiderstandsfähigkeit den Anforderungen nach DlN 4102, Teil 5 gerecht wird.The object of the present invention is therefore to treat mineral wool with a lower melting point using simple means, in particular in comparison with mineral wool made from basalt, in such a way that insulating materials or fire protection elements can be produced whose fire resistance meets the requirements of DIN 4102, Part 5.

Die obige Aufgabe wird durch ein Bindemittel gemäß Anspruch 1 und 13 sowie durch ein Mineralwolleprodukt gemäß Anspruch 18 gelöst.The above object is achieved by a binder according to claims 1 and 13 and by a mineral wool product according to claim 18.

Dadurch, daß wenigstens ein mit Phenolharz vernetzbares thermoplastisches Homo- oder Copolymer, Phenolharz sowie wenigstens ein Flammschutzmittel in dem erfindungsgemäßen Bindemittel enthalten sind, ergeben sich hohe Feuerwiderstandswerte, die mindestens denjenigen entsprechen, welche mit herkömmlichen Balsaltwolle-Because at least one thermoplastic homo- or copolymer, phenolic resin and at least one flame retardant that can be crosslinked with phenolic resin are contained in the binder according to the invention, high fire resistance values are obtained that correspond at least to those that can be achieved with conventional ballast wool.

Brandschutzeiementen erhalten wurden.Fire protection elements were preserved.

Hierbei hat sich völlig überraschend herausgestellt, daß - obwohl organische Substanzen, nämlich mit Phenolharz vernetzbare thermoplastische Homo- oder Copolymere dem Bindemittel zugesetzt werden, wobei der Fachmann eher eine Verschlechterung des Brandschutzverhaltens erwarten würde - beispielsweise mit Platten aus mit dem erfindungsgemäßen Bindemittel gebundener Mineralwolle mit einem Schmelzpunkt < 1000 C, z.B. eine Glas- oder Steinwolle mit Kl > 40 gemäß der TRGS 905, Temperaturen von über 10000C möglich wurden, ohne daß die Fasern - wie man erwarten würde - zusammensintern oder schmelzen.It has been found, quite surprisingly, that - although organic substances, namely thermoplastic homo- or copolymers crosslinkable with phenolic resin, are added to the binder, which the expert would rather expect a deterioration in the fire protection behavior - for example with panels made of mineral wool bound with the binder according to the invention with a melting point < 1000 °C, e.g. a glass or stone wool with Kl > 40 according to TRGS 905, temperatures of over 1000 ° C are possible without the fibers - as one would expect - sintering together or melting.

Der Mechanismus hiervon ist derzeit noch nicht geklärt, jedoch hat es den Anschein - ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein - daß Zersetzungsprodukte des mit dem Phenolharz vernetzen Thermoplasten undThe mechanism of this is not yet clear, but it appears - but is not limited to - that decomposition products of the thermoplastic cross-linked with the phenolic resin and

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dem Flammschutzmittel, sogenannte Crack-Produkte mit den Fasern bei hohen Temperaturen über 500°C reagieren, wobei denkbar wäre, daß Kohlenstoff in oder an die Fasern ein- beziehungsweise angelagert wird, so daß die Fasern eine chemische Umwandlung erfahren.the flame retardant, so-called crack products, react with the fibers at high temperatures above 500°C, whereby it is conceivable that carbon is incorporated or deposited in or on the fibers so that the fibers undergo a chemical transformation.

Wenn man Platten aus Mineralwolle herstellt, die mit dem erfindungsgemäßen Bindemittel gebunden sind, so zeigt sich in Versuchsserien zur Klassifizierung der Feuerwiderstandszeit nach DIN 4102, Teil 5, daß überraschend hohe Standzeiten von bis zu 90 Minuten erreicht werden.When producing mineral wool panels that are bonded with the binder according to the invention, test series for the classification of fire resistance time according to DIN 4102, Part 5 show that surprisingly long service lives of up to 90 minutes are achieved.

Wichtig hierbei ist, daß ein mit Phenolharz vernetzbares thermoplastisches Homo- oder Copolymer verwendet wird, welches dann auf den noch heißen Fasern durch Aufsprühen auf die Fasern im Fallschacht im Anschluß an die Zerfaserung miteinander vernetzen, so daß quasi ein Mischharz aus Phenolharz und thermoplastischem Polymer entsteht.It is important here that a thermoplastic homo- or copolymer that can be cross-linked with phenolic resin is used, which is then cross-linked with one another by spraying it onto the fibers in the chute while they are still hot after the fiberization, so that a mixed resin made of phenolic resin and thermoplastic polymer is created.

Dabei kommt dem Gemisch aus mit Phenolharz vernetzbarem thermoplastischen Homo- oder Copolymer und dem Phenolharz, also dem Bindemittel gemäß Anspruch 13, auch alleinige Bedeutung zu, da ein derartiges Bindemittel auch ohne Flammschutzmittel eine erhöhte Temperaturfestigkeit aufweist und auch ansonsten zu verbesserten Eigenschaften der Mineralwolle führt, da die Sprödigkeit des gesamten Mineralwolleproduktes herabgesetzt wird, und somit eine verbesserte Faserbruchfestigkeit in den einzelnen Mineralwolleprodukten gegeben ist.The mixture of thermoplastic homo- or copolymer crosslinkable with phenolic resin and the phenolic resin, i.e. the binder according to claim 13, is also of sole importance, since such a binder has an increased temperature resistance even without flame retardants and also otherwise leads to improved properties of the mineral wool, since the brittleness of the entire mineral wool product is reduced, and thus an improved fiber breaking strength is provided in the individual mineral wool products.

Besonders geeignet als mit Phenolharz vernetzbare thermoplastische Homo- oder Copolymere haben sich diejenigen gemäß Anspruch 2 bewährt; hier sind insbesondere Acrylharze, Polyvinylacetate, Polyurethane sowie deren Homo- und Copolymeren, insbesondere jedoch Copolymeren auf Basis von Acrylsäureestern unter Mitverwendung von Acrylnitrilen für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ausgezeichnet geeignet.Those according to claim 2 have proven particularly suitable as thermoplastic homo- or copolymers that can be crosslinked with phenolic resin; in particular, acrylic resins, polyvinyl acetates, polyurethanes and their homo- and copolymers, but especially copolymers based on acrylic acid esters with the use of acrylonitriles, are excellently suited for the purposes of the present invention.

Gemäß den Ansprüchen 3 und 4 können also Phenolharze sowohl die klassisch bekannten Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukte sowie Phenol-Harnstoff-Kondensationsprodukte oder Phenol-Formaldehyd-Harn-According to claims 3 and 4, phenolic resins can be both the classically known phenol-formaldehyde condensation products and phenol-urea condensation products or phenol-formaldehyde-urea

[File:ANM\GH0744Bl.DOC] 03.09. 97[File:ANM\GH0744Bl.DOC] 03.09.97

Flammsiihutzcompound II Grünzweig + Hartmann AG, LudwigshafenFlame protection compound II Grünzweig + Hartmann AG, Ludwigshafen

stoff-Kondensationsprodukte als für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignete Phenolharze verwendet werden.condensation products can be used as phenolic resins suitable for the purposes of the present invention.

Als Flammschutzmittel werden gemäß Anspruch 5 die im Stand der Technik bekannten üblichen Flammschutzmittel bevorzugt verwendet.According to claim 5, the conventional flame retardants known in the prior art are preferably used as flame retardants.

Diese haben sich in der Praxis bestens bewährt.These have proven to be very effective in practice.

Darüberhinaus können selbstverständlich je nach Verwendungszweck des herzustellenden Mineralwolleproduktes noch Additive gemäß Anspruch 6 zugefügt werden.In addition, depending on the intended use of the mineral wool product to be manufactured, additives according to claim 6 can of course be added.

Als besonders wirkungsvolle Additive zur Erhöhung der Temperaturbeständigkeit von gebundenen Fasern, die frei von Krebsverdacht nach TRGS 905, z.B. > Kl 40, sind, haben sich sogenannte Faser-Stabilisatoren herausgestellt.So-called fiber stabilizers have proven to be particularly effective additives for increasing the temperature resistance of bonded fibers that are free from suspected cancer according to TRGS 905, e.g. > Kl 40.

Die bekannten Stabilisatoren China Clay und Kieselsol stabilisieren die Mineralwollefasern zwar und verhindern eine übermäßige Schrumpfung bei hohen Temperaturen, jedoch hat sich im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung überraschend herausgestellt daß sich eine beachtlich gesteigerte Stabilisierung der Fasern ergibt, wenn man Metalloxidnanogele und/oder Keramik- bzw. Glaspulver zu dem Bindemittel gibt.The known stabilizers China Clay and silica sol stabilize the mineral wool fibers and prevent excessive shrinkage at high temperatures, but in connection with the present invention it has surprisingly been found that a considerably increased stabilization of the fibers results when metal oxide nanogels and/or ceramic or glass powder are added to the binder.

Durch die Wechselwirkung der im erfindungsgemäßen Bindemittel enthaltenen organischen Substanzen, insbesondere thermoplastischen Polymeren kristallisieren z.B. die Fasern der Steinwolle bei Temperaturen oberhalb von ca. 700 0C. Die Fasern behalten im wesentlichen ihre Form, ihre Oberfläche erscheint etwas aufgerauht und stellen sich im Polarisationsmikroskop als kristallin dar.Due to the interaction of the organic substances contained in the binder according to the invention, in particular thermoplastic polymers, the fibers of the rock wool, for example, crystallize at temperatures above approx. 700 ° C. The fibers essentially retain their shape, their surface appears somewhat roughened and appears to be crystalline under the polarizing microscope.

Dies könnte eine mechanistische Erklärung dafür sein, daß mit einem stabilisatorhaltigen Bindemittel gebundene Kl 40-Mineralwolle Temperaturen bis ca. 1000 0C aushält, ohne zusammenzusintern oder gar zu schmelzen.This could be a mechanistic explanation for the fact that Kl 40 mineral wool bound with a stabilizer-containing binder can withstand temperatures up to approx. 1000 0 C without sintering or even melting.

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Als besonders vorteilhaft haben sich Stabilisatoren aus kolloidalen Metalioxiden, insbesondere Nanogele und/oder dem Bindemittel hinzugefügte Keramik- und/oder Glasteilchen gemäß den Ansprüchen 7 bis 9 herausgestellt.Stabilizers made of colloidal metal oxides, in particular nanogels and/or ceramic and/or glass particles added to the binder according to claims 7 to 9, have proven to be particularly advantageous.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Faser-Stabilisatoren gemäß den Ansprüchen 7 bis 9 ist es, daß je höher der Anteil der Stabilsatoren ist, desto weniger Flammschutzmittel werden benötigt, um dieselbe Temperaturbeständigkeit und Feuerfestigkeit der gebundenen Mineralwolleprodukte zu erreichen.A further advantage of using fiber stabilizers according to claims 7 to 9 is that the higher the proportion of stabilizers, the less flame retardants are required to achieve the same temperature resistance and fire resistance of the bonded mineral wool products.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wenigstens ca. 10%, bezogen auf die Trockenmasse des Bindemittels, Phenolharz gemäß Anspruch 10.A preferred embodiment of the present invention uses at least about 10%, based on the dry mass of the binder, of phenolic resin according to claim 10.

Die Unteransprüche 11 und 12 geben bevorzugte quantitative Zusammensetzungen des erfindungsgemäßen Bindemitteis wieder.Subclaims 11 and 12 give preferred quantitative compositions of the binder according to the invention.

Die Unteransprüche 14 bis 16 betreffen bevorzugte Ausführungsformen des Bindemittels gemäß Anspruch 13, also ohne Flammschutzmittel.Subclaims 14 to 16 relate to preferred embodiments of the binder according to claim 13, i.e. without flame retardants.

Unteranspruch 17 betrifft eine bevorzugte Ausführungsform einesSubclaim 17 relates to a preferred embodiment of a

Bindemittels ohne Flammschutzmittel, jedoch mit Faser-Stabilisatoren, wobei Mettalloxidnanogele und/oder Keramikpulver, z.B. Glaspulver, den Schutz der einzelnen Fasern vor dem Zusammensintern bei Temperaturen oberhalb von ca. 700 0C übernehmen.Binder without flame retardants, but with fiber stabilizers, whereby metal oxide nanogels and/or ceramic powder, e.g. glass powder, protect the individual fibers from sintering together at temperatures above approx. 700 0 C.

Die Unteransprüche 19 bis 21 stellen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Mineraiwolleproduktes gemäß Anspruch 18 dar.Subclaims 19 to 21 represent preferred embodiments of the mineral wool product according to the invention according to claim 18.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.Further advantages and features will become apparent from the description of embodiments of the present invention.

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[File:AMM\GH0744Bl.DOC][File:AMM\GH0744Bl.DOC] 03.09.9703.09.97 &bull;&bull; &bull;&bull; &bull; » · · · ff <&bull; » · · · ff < &bull; ··« · ·«* *··« · ·«* * Flammsthutzcompound II
Grünzweig + Hartmann AG,Flame Retardant Compound II
Gruenzweig + Hartmann AG, LudwigshafenLudwigshafen BeispielExample * ** * ·· * · * ■ ··· * · * ■ · 11

Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Bindemittels wurden folgende Komponenten miteinander gemischt:To produce a binder according to the invention, the following components were mixed together:

165 Teile Wasser165 parts water

50 Teile Ammonium-Polyphosphat-Flammschutzmitte!50 parts ammonium polyphosphate flame retardant!

60 Teile Aluminium-Hydroxid-Flammschutzmittel60 parts aluminium hydroxide flame retardant

60 Teile Melamin als Flammschutzmittel sowie60 parts melamine as a flame retardant and

60 Teile Polyvinylacetat60 parts polyvinyl acetate

Der PH-Wert betrug ca. 7,4, und der Feststoffgehalt der Mischung dieses sogenannten Flammschutzcompounds betrug ca. 51 %.The pH value was approximately 7.4 and the solids content of the mixture of this so-called flame retardant compound was approximately 51%.

Diese Mischung wurde zum Bindemittel wie folgt vermischt:This mixture was mixed to form the binder as follows:

100 Teile Phenolharz (50 %ig)100 parts phenolic resin (50%)

201 Teile des obigen Flammschutzcompounds201 parts of the above flame retardant compound

20 Teile Kieselsol {40 %ig).20 parts silica sol (40%).

Das so erhaltene erfindungsgemäße Bindemittel wurde bei Bedarf noch weiter verdünnt und auf Kl 40-Fasern in bekannter Weise im Fallschacht aufgesprüht, wobei im Mineralwolieprodukt eine Konzentration von ca. 0,1 % bis 10 % Bindemittel bezogen auf die Fasermasse erhalten wurde.The binder according to the invention thus obtained was diluted further if necessary and sprayed onto Class 40 fibers in a known manner in the drop shaft, whereby a concentration of approx. 0.1% to 10% binder based on the fiber mass was obtained in the mineral wool product.

Wurden derartige gebundene Mineralfasern zu einer Mineralwolleplatte verarbeitet und diese Platte im Feuerwiderstandstest nach DIN 4102, Teil 5 getestet, so wurden Standzeiten von 60 bis 90 Minuten erzielt. Es stellte sich heraus, daß mit dem erfindungsgemäßen Bindemittel in obiger beispielhafter Ausführung Mineralwolleprodukte erhalten wurden, die 10000C standhielten, ohne zusammenzusintern. Das nach dem Abkühlen vorliegende Mineralwolieprodukt war lediglich schwarz gefärbt, was auf die bereits erwähnte Bedeutung des Kohlenstoffs schließen lassen könnte.If such bound mineral fibers were processed into a mineral wool board and this board was tested in the fire resistance test according to DIN 4102, Part 5, service lives of 60 to 90 minutes were achieved. It turned out that with the binder according to the invention in the above exemplary embodiment, mineral wool products were obtained that withstood 1000 0 C without sintering together. The mineral wool product obtained after cooling was only black in color, which could indicate the importance of carbon mentioned above.

03.ng.9703.ng.97 &bull; * * ·&bull; * * · ·· ·· ·* » ·· ·· ·* » (File:AMM\GHO7 4 4B1.DOC]
Flammsfchutzcompound II(File:AMM\GHO7 4 4B1.DOC]
Flame retardant compound II LudwigshafenLudwigshafen Grünzweig + Hartmann AG,Gruenzweig + Hartmann AG,

Beispiel 2Example 2

Zur Herstellung eines weiteren Bindemittels gemäß der vorliegenden Erfindung werden folgende Komponenten zuerst zu einem Flammschutzcompound gemischt:To produce another binder according to the present invention, the following components are first mixed to form a flame retardant compound:

60 Teile Wasser60 parts water

65 Teile eines Ammonium-Polyphosphat- Flammschuztmittels
50 Teile eines Copolymers auf der Basis von Acrylsäureester,
unter Mitverwendung von Acrylnitril als mit Phenolharz
vernetzbaren thermoplastischen Polymer, und dann wurden65 parts of an ammonium polyphosphate flame retardant
50 parts of a copolymer based on acrylic acid ester,
using acrylonitrile rather than phenolic resin
crosslinkable thermoplastic polymer, and then

175 Teile dieses Flammschutzcompounds mit 50 Teilen Phenolharz gemischt, so daß ein Feststoffgehalt von ca. 40 % vorlag.175 parts of this flame retardant compound were mixed with 50 parts of phenolic resin, so that the solids content was approximately 40%.

Diese Mischung wurde sodann in bekannter Weise auf die Kl 40-Fasern im Fallschacht aufgesprüht.This mixture was then sprayed onto the Kl 40 fibers in the chute in the usual way.

Bei Mineralwolleplatten, die als Brandschutzelemente für Feuerschutztüren verwendet werden sollen, zeigte sich ebenfalls im Feuerwiderstandstest eine Standzeit von mindestens 90 Minuten gemäß DIN 4102, Teil 5.Mineral wool panels intended to be used as fire protection elements for fire doors also showed a fire resistance test of at least 90 minutes in accordance with DIN 4102, Part 5.

Beispiel 3Example 3

Es wurden zwei Bindemitteldispersionen A und B hergestellt, deren quantitative Zusammensetzung in Tabelle 1 wiedergegeben ist.Two binder dispersions A and B were prepared, the quantitative composition of which is shown in Table 1.

03.09.9703.09.97 &bull; ····· »····· » &bull;&bull; titi &bull;&bull;
&bull;&bull; &bull;t ·· ···&bull;t ·· ··· [File:ANM\GH0744Bl.DOC][File:ANM\GH0744Bl.DOC] ·* *·* * ··· · *·· ···· · *·· · Flammeehutzcompound IIFlame Retardant Compound II LudwigshafenLudwigshafen Grünzweig + Hartmann AG,Gruenzweig + Hartmann AG,

Tabelle 1Table 1

Bestandteilcomponent Bindemittel ABinder A Bindemittel BBinder B % bezogen auf
Trockenmasse% based on
Dry matter % bezogen auf
Trockenmasse% based on
Dry matter AmmoniumphosphatAmmonium phosphate 26,826.8 16,816.8 Harnstoffurea 12,812.8 7,77.7 DicyandiamidDicyandiamide 6,96.9 5,75.7 PentaerythritPentaerythritol 2,12.1 1,71.7 PolyvinylacetatPolyvinyl acetate 22,922.9 22,922.9 PhenolharzPhenolic resin 28,528.5 28,528.5 Glas, ca. 5//n KorngrößeGlass, approx. 5//n grain size 16,716.7 //

Obwohl Bindemittel B (im Vergleich zu A) reduzierte Anteile der Flammschutzmittel Ammoniumphosphat, Harnstoff, Dicyandiamid und Pentaerythrit aufweist, zeigen damit gebundene Mineralwollepiatten, die als Brandschutzelemente für Feuerschutztüren verwendet werden sollen, im Feuerwiderstandstest eine Standzeit von mindestens 90 Minuten gemäß DIN 4102, Teil 5.Although binder B (compared to A) contains reduced amounts of the flame retardants ammonium phosphate, urea, dicyandiamide and pentaerythritol, mineral wool panels bound with it, which are intended to be used as fire protection elements for fire doors, show a service life of at least 90 minutes in the fire resistance test in accordance with DIN 4102, Part 5.

Das Glas in Bindemittel B kann durch kolloidale Metalloxide, sogenannte Metalloxidnanogele, z.B. durch acetatstabilisiertes ZrO2 , CeO2, AI2O3, Y2O3, SnO2, B2O3, BeO, MgO, ZnO, SiO2, oder TiO2 ersetzt werden.The glass in binder B can be replaced by colloidal metal oxides, so-called metal oxide nanogels, e.g. by acetate-stabilized ZrO 2 , CeO 2 , AI 2 O 3 , Y 2 O 3 , SnO 2 , B 2 O 3 , BeO, MgO, ZnO, SiO 2 , or TiO 2 .

Andere Gegenanionen als Acetat, wie z. B. Nitrat, können ebenfalls verwendet werden.Counter anions other than acetate, such as nitrate, can also be used.

Somit lassen sich erstmals mit dem erfindungsgemäßen Bindemittel glasartige Mineralfasern, zum Beispiel Kl 40-Fasem, zu Brandschutzelementen verarbeiten, welche Temperaturen bis über 100O0C standhaltenohne zu erweichen oder zusammenzusintern oder zu schmelzen.Thus, for the first time, using the binder according to the invention, glassy mineral fibers, for example Class 40 fibers, can be processed into fire protection elements which can withstand temperatures of up to 100 ° C without softening, sintering or melting.

Derartige Produkte sind somit in der Lage, Brandschutzelemente aus klassischer Basaltwolle zu ersetzen.Such products are therefore able to replace fire protection elements made of classic basalt wool.

Claims (1)

SchutzansprücheProtection claims Bindemittel für Mineralwolle enthaltend:Binder for mineral wool containing: wenigstens ein mit Phenolharz vernetzbares thermoplastisches Homo- oder Copolymer;at least one thermoplastic homo- or copolymer crosslinkable with phenolic resin; wenigstens ein Phenolharz; sowie
wenigstens ein Flammschutzmittel.at least one phenolic resin; and
at least one flame retardant. Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastischen Polymere ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus:Binder according to claim 1, characterized in that the thermoplastic polymers are selected from the group consisting of: Acrylharzen, Polyvinylacetaten, Polyurethanen, sowie deren Homo- und Copolymeren, insbesondere Copolymeren auf der Basis von Acrylsäureestern unter Mitverwendung von Acrylnitrilen,Acrylic resins, polyvinyl acetates, polyurethanes, as well as their homo- and copolymers, in particular copolymers based on acrylic acid esters with the use of acrylonitriles, Bindemittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phenolharze Phenol-Formaldehyd-Binder according to claim 1 or 2, characterized in that the phenolic resins are phenol-formaldehyde Kondensationsprodukte sind.are condensation products. Bindemittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phenolharze Phenol-Harnstoff-Kondensationsprodukte oder Phenol-Formaldehyd-Harnstoff-Kondensationsprodukte sind.Binder according to claim 1 or 2, characterized in that the phenolic resins are phenol-urea condensation products or phenol-formaldehyde-urea condensation products. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammschutzmittel ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus:Binder according to one of claims 1 to 4, characterized in that the flame retardant is selected from the group consisting of: bei erhöhter Temperatur wasserabspaltenden Hydroxiden, insbesondere Aluminiumhydroxid, bei erhöhter Temperatur halogenabspaitenden Stoffen, insbesondere Halogenparaffine,hydroxides which release water at elevated temperatures, in particular aluminium hydroxide, substances which release halogens at elevated temperatures, in particular halogen paraffins, 03.09.97
Ludwigshafen03.09.97
Ludwigshafen »· *
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Flammschutzcompound II
Grünzweig + Hartmann AG,[E\Lle:AHlhGH0744Al · DOC]
Flame retardant compound II
Gruenzweig + Hartmann AG, ·* >·* > r,at « advice " * ** *
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sauerstoffabsperrenden Substanzen, Phosphinen, Phosphaten, insbesondere Ammoniumphosphaten, insbesondereoxygen-blocking substances, phosphines, phosphates, especially ammonium phosphates, especially Ammoniumpolyphosphaten, Phosphorsäureestern,Ammonium polyphosphates, phosphoric acid esters, Antimonoxiden und/oder Antimonsalzen; Melamin;
5antimony oxides and/or antimony salts; melamine;
5 sowie deren Mischungen.and their mixtures. 6. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es Additive enthält, welche ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus:6. Binder according to one of claims 1 to 5, characterized in that it contains additives which are selected from the group consisting of: Stabilisatoren, insbesondere Kieselsol, Tone, insbesondere Kaolinite, Montmorillonite, China Clay und/oder Bentonite; thixotropierenden Mitteln, insbesondere Polysaccharide, wie Stärke, Kartoffelstärke, Polysaccharidderivate, wie Methylcellulose; Pigmentverteilern sowieStabilizers, in particular silica sol, clays, in particular kaolinite, montmorillonite, China clay and/or bentonite; thixotropic agents, in particular polysaccharides, such as starch, potato starch, polysaccharide derivatives, such as methylcellulose; pigment distributors and deren Mischungen.their mixtures. 0 7. Bindemittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisatoren ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus:0 7. Binder according to claim 6, characterized in that the stabilizers are selected from the group consisting of: Oxiden, insbesondere kolloidalen Oxiden, von Aluminium, Cer, Silicium, Zink, Antimon, Zinn, Yttrium, Zirkon, Titan, Beryllium, Magnesium, Bor; insbesondere Nanogelen der genanntenOxides, in particular colloidal oxides, of aluminium, cerium, silicon, zinc, antimony, tin, yttrium, zirconium, titanium, beryllium, magnesium, boron; in particular nanogels of the above Metalloxide; vorzugsweise acetatstabilisierteMetal oxides; preferably acetate-stabilized Metalloxidnanogele; sowie Keramikpulver, insbesondere Glaspulver; vorzugsweise Glaspulver, dessen mittlerer TeSlchendurchmesser im Bereich von ca. 1 &mgr;&eegr;&pgr; bis 50 &mgr;&igr;&eegr;, insbesondere im Bereich von ca. 5 &mgr;&igr;&eegr; bis 30 &mgr;&eegr;&eegr;, besonders bevorzugt bei ca. 5&mgr;&eegr;&igr;, liegt; sowie deren Mischungen.Metal oxide nanogels; and ceramic powders, in particular glass powder; preferably glass powder whose average particle diameter is in the range of approximately 1 μm to 50 μm, in particular in the range of approximately 5 μm to 30 μm, particularly preferably approximately 5 μm, and mixtures thereof. 8. Bindemittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Metaiioxidnanogele ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus:8. Binder according to claim 7, characterized in that the metal oxide nanogels are selected from the group consisting of: 03.09.9703.09.97 &bgr; ·&bgr; · &bull;&bull; ftft >> &bull;&bull;
&bull;&bull; «*«* 11 &bull; *&bull; * &bull;J&bull;J iiiJJijlliiiJJijll « ·
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A * &bull;&bull; &bull; it
*&bull; it
* &bull; ··
&bull;&bull; ** &bull; ·*··*· ii [Fi le:ANM\GHO74 4A1.DOC][File:ANM\GHO74 4A1.DOC] LudwigshafenLudwigshafen ItIt ** ** ·*·* IkVTiIIkVTiI Flammschutzcompound IIFlame retardant compound II ** Grünzweig + Hartmann AG,Gruenzweig + Hartmann AG,
CeO2, AI2O3, Y2O3, ZrO2, SnO2, B2O3, BeO, MgO, ZnO, SiO2, und TiO2.CeO 2 , AI 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , SnO 2 , B 2 O 3 , BeO, MgO, ZnO, SiO 2 , and TiO 2 . 9. Bindemittel nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der durchschnittliche9. Binder according to one of claims 7 or 8, characterized in that the average Teilchendurchmesser der Nanogele ca. 1 nm bis 150 &mgr;&pgr;&eegr;, insbesondere ca. 5 nm bis 1 &mgr;&eegr;&tgr;&igr;, vorzugsweise ca. 5 nm bis 200 nm, besonders bevorzugt ca. 5 nm bis 100 nm, insbesondere bevorzugt ca. 5 nm bis 50 nm, vorzugsweise ca. 5 nm bis 20 nm, besonders bevorzugt ca. 5 nm bis 10 nm beträgt.Particle diameter of the nanogels is approximately 1 nm to 150 μιη, in particular approximately 5 nm to 1 μιη, preferably approximately 5 nm to 200 nm, particularly preferably approximately 5 nm to 100 nm, particularly preferably approximately 5 nm to 50 nm, preferably approximately 5 nm to 20 nm, particularly preferably approximately 5 nm to 10 nm. 10. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens ca. 10%, bezogen auf die Trockenmasse des Bindemittels, Phenolharz enthält.10. Binder according to one of claims 1 to 9, characterized in that it contains at least about 10%, based on the dry mass of the binder, phenolic resin. 11. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es bezogen auf seine Trockenmasse:11. Binder according to one of claims 1 to 10, characterized in that it contains, based on its dry mass: ca. 2,5 bis 70% thermoplastisches Polymerapprox. 2.5 to 70% thermoplastic polymer ca. 10 bis 95% Phenolharz
ca. 2,5 bis 70% Flammschutzmittel und
ca. 1 bis 50% Stabilisatoren, insbesondereapprox. 10 to 95% phenolic resin
approx. 2.5 to 70% flame retardant and
approx. 1 to 50% stabilizers, especially Metalloxidnanogele und/oder Glasteilchen;
25Metal oxide nanogels and/or glass particles;
25 insbesonderein particular ca. 2,5 bis 60% thermoplastisches Polymer
ca. 10 bis 80% Phenolharz
ca. 2,5 bis 50% Flammschutzmittel undapprox. 2.5 to 60% thermoplastic polymer
approx. 10 to 80% phenolic resin
approx. 2.5 to 50% flame retardant and ca. 5 bis 30% Stabilisatoren, insbesondereapprox. 5 to 30% stabilizers, especially Metalloxidnanogele und/oder Glasteilchen;Metal oxide nanogels and/or glass particles; vorzugsweisepreferably ca. 10 bis 60% thermoplastisches Polymerapprox. 10 to 60% thermoplastic polymer lFile:AMM\GHO74 4Al.DOC] 03.09.97[File:AMM\GHO74 4Al.DOC] 03.09.97 Flammschutzcompound II Grünzweig + Hartmann AG, Lud'./igshafenFlame retardant compound II Grünzweig + Hartmann AG, Lud'./igshafen &bull; ·· &bull; ·· It ·It · ca. 10 bis 70% Phenolharzapprox. 10 to 70% phenolic resin ca. 10 bis 60% Flammschutzmittel undapprox. 10 to 60% flame retardant and ca. 5 bis 20% Stabilisatoren, insbesondereapprox. 5 to 20% stabilizers, especially Metalloxidnanogele und/oder Glasteilchen;Metal oxide nanogels and/or glass particles; enthält.contains. 12. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es bezogen auf seine Trockenmasse:12. Binder according to one of claims 1 to 11, characterized in that it contains, based on its dry mass: ca. 25%, vorzugsweise ca. 23%, thermoplastisches
Polymerapprox. 25%, preferably approx. 23%, thermoplastic
polymer ca. 30%, vorzugsweise ca. 29% Phenolharz und
ca. 45%, vorzugsweise ca. 48% Flammschutzmittel;approx. 30%, preferably approx. 29% phenolic resin and
approx. 45%, preferably approx. 48% flame retardant; enthält.contains. 13. Bindemittel für Mineralwolle enthaltend:13. Binders for mineral wool containing: wenigstens ein mit Phenolharz vernetzbares thermoplastisches Homo- oder Copolymer; sowieat least one thermoplastic homo- or copolymer crosslinkable with phenolic resin; and wenigstens 10% Phenolharz.at least 10% phenolic resin. 14. Bindemittel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastischen Polymere ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus:14. Binder according to claim 13, characterized in that the thermoplastic polymers are selected from the group consisting of: Acrylharzen, Polyvinylacetaten, Polyurethanen, sowie deren Homo- und Copolymeren, insbesondere Copolymeren auf der Basis von Acrylsäureestem unter Mitverwendung von Acrylnitrilen.Acrylic resins, polyvinyl acetates, polyurethanes, as well as their homo- and copolymers, in particular copolymers based on acrylic acid esters with the use of acrylonitriles. 15. Bindemittel nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Phenolharze Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukte sind.15. Binder according to claim 13 or 14, characterized in that the phenolic resins are phenol-formaldehyde condensation products. [File:AiIM\GHO744Al . DOC) 03. 09. 97 FlammSjChutzcompound II Grünzweig + Hartmann AG, Ludwigshafen[File:AiIM\GHO744Al . DOC) 03. 09. 97 FlammSjChutzcompound II Grünzweig + Hartmann AG, Ludwigshafen &igr;* · &bull; · &igr;* · &bull; · 16. Bindemittel nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Phenolharze Phenol-Harnstoff-Kondensationsprodukte oder Phenol-Formaldehyd-Harnstoff-Kondensationsprodukte sind.16. Binder according to one of claims 13 to 15, characterized in that the phenolic resins are phenol-urea condensation products or phenol-formaldehyde-urea condensation products. 17. Bindemittel nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß es Stabilisatoren enthält, insbesondere Metalloxidnanogele und/oder Keramikteilchen, insbesondere Glasteilchen.17. Binder according to one of claims 13 to 16, characterized in that it contains stabilizers, in particular metal oxide nanogels and/or ceramic particles, in particular glass particles. 18. Gebundenes Mineralwolleprodukt,
dadurch gekennzeichnet, daß 18. Bonded mineral wool product,
characterized in that es mit dem Bindemittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 gebunden ist.it is bound with the binder according to one of claims 1 to 16. 19. Mineralwolleprodukt nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß es Steinwolle oder Glaswolle enthält, deren Fasern die Kl 40-Kriterien erfüllen.19. Mineral wool product according to claim 18, characterized in that it contains rock wool or glass wool, the fibers of which meet the Kl 40 criteria. 20. Mineralwolleprodukt nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß es als Platte, Matte oder Filz vorliegt.20. Mineral wool product according to claim 18 or 19, characterized in that it is in the form of a plate, mat or felt. 21. Mineralwolleprodukt nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß es als Platte aus Kl 40-Mineralwolle vorliegt und seine Feuerwiderstandszeit nach DIN 4102, Teil 5, wenigstens 60 min, vorzugsweise 90 min, beträgt.21. Mineral wool product according to one of claims 18 to 20, characterized in that it is in the form of a panel made of class 40 mineral wool and its fire resistance time according to DIN 4102, part 5, is at least 60 minutes, preferably 90 minutes.
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