DE3042788C2 - Fire-retardant layer element for covering or cladding objects to be protected such as construction elements - Google Patents

Fire-retardant layer element for covering or cladding objects to be protected such as construction elements

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DE3042788C2 DE19803042788 DE3042788A DE3042788C2 DE 3042788 C2 DE3042788 C2 DE 3042788C2 DE 19803042788 DE19803042788 DE 19803042788 DE 3042788 A DE3042788 A DE 3042788A DE 3042788 C2 DE3042788 C2 DE 3042788C2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein feuerhemmendes Schichtenelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruches l.das z. B. zum Abdecken bzw. Verkleiden von zu schützenden Gegenständen dient. Ein Schichtenelement dieser Gattung auf Epoxid-Harz-Basis ist bereits Gegenstand des Hauptpatents 30 09 104.The invention relates to a fire-retardant layer element according to the preamble of the patent claim l. the z. B. is used to cover or disguise objects to be protected. A layered element This type of epoxy resin based is already the subject of the main patent 30 09 104.

Es ist bereits ein Schichtenelement für Brandschutz bekannt (DE-OS 28 28 839), bei dem eine Polyester-Glasfaserschicht beidseitig mit einem Gelcoat-Anstrich versehen ist, der neben Polyesterharz noch andere Füllstoffe bzw. Zusätze, wie Melamin, Pentaerythrit, Kartoffelstärke und Ammoniumphosphat aufweist. Ferner ist es auch bekannt (DE-OS 27 04 275), ein Schichtenelement unter Verwendung von üblichem Epoxid-Harz herzustellen, das Polyamine als Härter aufweist und Stickstoff und/oder Phosphor enthaltende Zusätze aufweist, weiche sich bei hohen Temperaturen über 1000C zersetzen. Dabei ist auch die Verwendung von Glasverstärkungsschichten ' so bekannt. Derartige Brandschutz-Schichtenelemente werden vor allem zum Schutz von Gebäuden oder Gebäudeteilen verwendet. Zur Verstärkung enthalten sie Glas- oder Metallfasern. Ihre Brandschutzeigenschaften genügen jedoch oftmals noch nicht den hohen Anforderungen.A layer element for fire protection is already known (DE-OS 28 28 839) in which a polyester glass fiber layer is provided on both sides with a gelcoat that contains polyester resin and other fillers or additives such as melamine, pentaerythritol, potato starch and ammonium phosphate having. Furthermore, it is also known (DE-OS 27 04 275) to produce a layer element using conventional epoxy resin which has polyamines as hardener and nitrogen and / or phosphorus-containing additives which decompose at high temperatures above 100 ° C . The use of glass reinforcement layers is also well known. Such fire protection layer elements are mainly used to protect buildings or parts of buildings. They contain glass or metal fibers for reinforcement. However, their fire protection properties often do not yet meet the high requirements.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schichtenelement der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß es trotz einfachen Aufbaus und einfacher Herstellung hervorragende Brandschutzeigenschaften aufweist. So soll vor allem auch ein ausreichend langer Feuerschutz von feuergefährdeten Konstruktionsteilen, darunter Gebäuden erreicht werden, insbesondere wenn gemäß der Feuerschutznorm DIN 102 mit Gegenheizung zu rechnen ist. Die Nachteile solcher bisher bekannter Brandschutz-Schichtenelemente, die bei Gegenheizung schon im Kleinbrandofen frühzeitig an der Oberfläche aufreißen und dann einen raschen Wärme- bzw. Hitzeübertritt von außen zum Konstruktionsteil gestatten, sollen vermieden werden.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet aber nicht auf die im Hauptpatent beanspruchte Zusammensetzung beschränkt. Dabei sollen die Schaumbildnerschichten als Bindemittel kein übliches hydrophobes, sondern hydrophiles bzw. hydratisierbares Epoxid-Harz aufweisen.The invention is based on the object of improving a layer element of the type mentioned at the outset in such a way that it has excellent fire protection properties despite its simple structure and simple manufacture. Above all, a sufficiently long fire protection of fire-endangered structural parts, including buildings, should be achieved, especially if counterheating is to be expected according to the fire protection standard DIN 102. The disadvantages of such previously known fire protection layer elements, which tear open early on the surface when counter-heated in the small fire furnace and then allow a rapid transfer of heat or heat from the outside to the structural part, should be avoided.
The invention is characterized in claim 1 but is not limited to the composition claimed in the main patent. The foaming agent layers should not have a customary hydrophobic but rather a hydrophilic or hydratable epoxy resin as a binder.

Solche hydrophilen Epoxid-Harze sind zwar ebenfalls schon bekannt, aber für ganz andere Aufgaben, nämlich zum Korrosionsschutz von großflächigen Stahlbauteilen (DE-OS 27 26 269) verwendet worden. Dieses Korrosionsschutzmittel kann nämlich direkt auf nasse Oberflächen aufgetragen werden und weist dennoch eine gute Korrosionsschutzwirkung auf.Such hydrophilic epoxy resins are also already known, but for completely different tasks, namely has been used for the corrosion protection of large steel components (DE-OS 27 26 269). This anti-corrosion agent namely can be applied directly to wet surfaces and still has a good Corrosion protection effect.

Es hat sich gezeigt, daß die Schichtenfolge verschiedener Teilschichten des Schichtenelements und die spezielle Verwendung der im Anspruch 1 genannten Stoffe die spezielle Aufgabe der Erfindung vorteilhaft löst.It has been shown that the sequence of layers of different partial layers of the layer element and the special Use of the substances mentioned in claim 1 advantageously solves the specific object of the invention.

Dadurch, daß die eigentlichen Schaumbildnerschichten durch Sperrschichten getrennt bzw. zumindest einseitig abgedeckt sind, werden die Werte F30 von DIN 4102 mit Gegenheizung 'eicht erreicht Die Ausbildung von tiefen, sich durch das Schichtenelement hinziehenden Spalten wird noch besser als im Hauptpatent verhindert, und zwar nicht nur bei der Einwirkung der Gegenheizung, sondern auch im Brandfall.Because the actual foaming agent layers are separated by barrier layers or at least on one side are covered, the values F30 of DIN 4102 are easily achieved with counter-heating. The formation of deep gaps extending through the layer element are prevented even better than in the main patent, and not only when the counter-heating is acting, but also in the event of a fire.

Neben guten mechanischen Eigenschaften werden außerordentlich hohe Feuerschutzwerte nach DIN 4102 ohne Gegenheizung bis zu 160 Minuten erreicht Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Brandschutz-Schichtenelement nicht nur in Innenräumen, sondern auch außen verwendet werden kann und trotz der Einwirkung von Wasser, Wärme und Kälte die guten Brandschutzeigenschaften nicht verlorengehen. So wurden auch bei der Außenanwendung Werte bis F90 bei Gegenheizung erreicht.In addition to good mechanical properties, extremely high fire protection values according to DIN 4102 Achieved up to 160 minutes without counter-heating. Another advantage is that the fire protection layer element Can be used not only indoors but also outdoors and despite the exposure the good fire protection properties are not lost by water, heat and cold. So were the Outdoor use values up to F90 achieved with counterheating.

Das Schichtenelement bietet einen guten Schutz, d. h. eine gute Flammhemmung sowohl bei Strahlungs- als auch bei Konvektionswärme; es bildet eine stabile, geschlossene »Haut« bis zu Temperaturen von etwa 10000C; bei Oberschreiten dieser Temperatur erfolgt der Abbau der Schicht durch ein überraschend langsames Abschuppen dünner Schichtenteile bzw. »Häute«, d. h. daß auch ein guter Langzeitschutz bei der Hitzeentwjcklung im Brandfall gewährleistet istThe layer element offers good protection, ie good flame retardancy both in the case of radiation and convection heat; it forms a stable, closed "skin" up to temperatures of about 1000 ° C .; If this temperature is exceeded, the layer is broken down by a surprisingly slow peeling of thin layer parts or "skins", which means that good long-term protection against heat development in the event of a fire is guaranteed

Das Schichtenelement nach der Erfindung kann vorzüglich zum Schutz von Stahlbauten; Flugzeughallen, Hochhäusern, Brücken, Raffinerien von Erdölfeldern oder Bohrplattformen verwendet werden. Auch der Schutz von Holz- und Kunststoflkonstruktionsteilen, darunter Schiffen und Fähren, ist trotz einfacher Applikation gewährleistetThe layer element according to the invention can be used for the protection of steel structures; Hangars, High-rise buildings, bridges, oil field refineries or drilling platforms can be used. Protection too of wooden and plastic construction parts, including ships and ferries, is easy to apply guaranteed

Dabei ist es nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung zweckmäßig, wenn das Schichtenelement mit dem zu schützenden Konstruktionsteil zu einer Baueinheit vereint ist; hierbei empfiehlt es sich, das Konstruktionselement vor dem Vereinen mit dem Schichtenelement mit einer Schutzschicht zu überziehen.It is useful according to a further embodiment of the invention if the layer element with the the structural part to be protected is combined into one structural unit; it is recommended to use the construction element to be covered with a protective layer before combining with the layer element.

Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform enthält der Epoxid-Harz-Werkstoff zusätzlich ein cycioaliphatisches oder aromatisches Carbonsäureanh' drid, das bei 1000C bis 300°C mit dem Epoxid-Harz reagiert. Derartige Stoffe sind als Härter bekannt und umfassen unter anderem Hexahydrophthalsäureanhydrid, Methylnadicsäureanhydrid, Hetsäureanhydrid, Thrimelitsäureanhydrid und Pyromelitsäuredianhydrid. Insbesondere die drei letztgenannten Stoffe reagieren bei Temperaturen zwischen 160 und 2900C mit üblichen Epoxid-Harzen bzw. Novolaken und ergeben besonders wärmefeste Werkstoffe.According to a preferred embodiment of the epoxy-resin material additionally contains a cycioaliphatisches or aromatic Carbonsäureanh 'anhydride, which reacts at 100 0 C to 300 ° C with the epoxy resin. Such substances are known as hardeners and include, inter alia, hexahydrophthalic anhydride, methylnadic anhydride, hetic anhydride, thrimelitic anhydride and pyromelitic dianhydride. In particular, the last three substances mentioned react at temperatures between 160 and 290 ° C. with conventional epoxy resins or novolaks and result in particularly heat-resistant materials.

Weiterhin ist bevorzugt, als schaumbildende bzw. gasabspaltende Zusätze solche zu verv/enden, die Stickstoff und/oder Phosphor enthalten und bei 100 bis 6000C zersetzen. Solche Stoffe sind beispielsweiseIt is further preferred, as foam-forming or gas-evolving additives such to verv / end, the nitrogen and / or phosphorus and decomposed at 100 to 600 0 C. Such substances are for example

Melaminphosphat, Melaminborat, Guanidinphosphat, Guanylharnstoff, Guanylharnstoffpho^phat,Melamine phosphate, melamine borate, guanidine phosphate, guanyl urea, guanyl urea phosphate,

N-phenyl-N-cyclohexyl-p-phenyldiamin, Guanidincarbonat, Benzosulfohydrazid und andere.
Es ist besonders bevorzugt, daß der Werkstoff 30 bis 70 Gew.-% solcher Substanzen enthält, wobei die Menge Stickstoff und/oder Phosphor mehr als 20 MoI-% bet. ägt und die Zersetzungstemperaturen beim Vorliegen von mindestens zwei dieser Substanzen um mindestens 50° C auseinanderliegen.N-phenyl-N-cyclohexyl-p-phenyldiamine, guanidine carbonate, benzosulfohydrazide and others.
It is particularly preferred that the material contains 30 to 70% by weight of such substances, the amount of nitrogen and / or phosphorus being more than 20 mol%. ägt and the decomposition temperatures are at least 50 ° C apart in the presence of at least two of these substances.

Weiterhin kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform als wasserbindender Schaumbildner ein Dicyandiamid-Phosphat-Kondensationsprodukt und/oder ein Dicyandiamid und/oder Gua.nidinsilikat in dem Epoxid-Harz-Werkstoff eingesetzt werden.Furthermore, according to a preferred embodiment, a dicyandiamide-phosphate condensation product can be used as the water-binding foaming agent and / or a dicyandiamide and / or gua.nidine silicate in the epoxy resin material can be used.

Wenn der Werkstoff zusätzlich zum Bindemittel noch ein Novolakharz in einer Menge von 10 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Epoxid-Harz. enthält, werden besonders günstige Langzeit-Feuerschutzwerte erhalten, wobei diese Wirkung noch durch Zusatz von Blähmittel, wie wasserbindenden Alkalisilikaten und/oder -metasilikaten. ao Aluminiu-nphosphat und/oder Aluminiumoxid-trihydrat verbessert wird. Es lassen sich aber auch eine stark wasserhaltige modifizierte Epoxid-Phenolharz-Emulsion als 1-Komponenten-System für die Verstärkung der Carbonisierung einbringen. Hierbei können bei Gegenheizung Werte gemäß DIN 4102 bis F90 erhalten werden, was für übliche feuerhemmende Kunstharze einen nicht erreichbaren Wert darstelltIf, in addition to the binder, the material also contains a novolak resin in an amount of 10 to 40% by weight, based on the epoxy resin. contains, particularly favorable long-term fire protection values are obtained, this effect still being achieved by adding blowing agents such as water-binding alkali silicates and / or metasilicates. ao aluminum phosphate and / or aluminum oxide trihydrate is improved. However, a modified epoxy-phenolic resin emulsion with a high water content can also be introduced as a 1-component system to reinforce the carbonization. With counter-heating, values according to DIN 4102 to F90 can be obtained, which is a value that cannot be achieved for conventional fire-retardant synthetic resins

Zusätzlich können dem Werkstoff als Stabilisatoren und/oder weitere gasabspaltende Mittel Pentaerythrit, Melamin. Tylosc oder Dioxan zugesetzt werden, sowie bei besonders gefährdeten Bauteilen zusätzlich Fasern aus GIa:. Gips. Asbest, Graphit, Bor. Wolfram, Stahl oder einem anderen temperaturbeständigen Material. Durch derartige Zusätze wird das beim Einwirken von Feuer entstehende Kohlenstoffgerüst mechanisch stabilisiert. In addition, the material can be used as stabilizers and / or other gas-releasing agents pentaerythritol, Melamine. Tylosc or dioxane can be added, as well as fibers for particularly endangered components from GIa :. Plaster. Asbestos, graphite, boron, tungsten, steel or any other temperature-resistant material. Such additives mechanically stabilize the carbon structure produced by the action of fire.

Anhand der Zeichnung sind zwei besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im folgenden näher beschrieben. Di.~in zeigtWith reference to the drawing, two particularly preferred exemplary embodiments of the invention are shown below described in more detail. Di. ~ in shows

Fig. 1 ein Schichtenelement, das mit einem aus Holz bestehenden Konseruktionselement vereint und als Brandschutzbaueinheit verwendbar ist, undFig. 1 shows a layer element which combines with a construction element made of wood and as Fire protection unit can be used, and

F i g. 2 eine andere Alternative, die mit einem aus Metallblech bestehenden Konstruktionsteil zu einer Baueinheit vereint und auf Trägern abgesetzt ist. "F i g. 2 another alternative, the one with a structural part made of sheet metal to form a structural unit is united and deposited on carriers. "

Gemäß Fig. 1 ist das als Holzbalken ausgebildete Konstruktionselement 1 mit einer Schutzschicht 2, z.B. einer Korrosionsschutzschicht, überzogen, auf der eine Zusatzschicht 3 aufgetragen, auf dieser eine SperrschichtAccording to Fig. 1, the structural element 1 in the form of a wooden beam is covered with a protective layer 2, e.g. a corrosion protection layer, on which an additional layer 3 is applied, on top of which a barrier layer

4, darüber eine Schaumbildnerschicht 5. darüber eine Sperrschicht 4. darüber eine zweite Schaumbildnerschicht4, over it a foaming agent layer 5. over it a barrier layer 4. over that a second foaming agent layer

5, darüber eine weitere Sperrschicht 4 und schließlich eine Deckschicht 6 aufgebaut sind.5, over which a further barrier layer 4 and finally a cover layer 6 are built up.

Die Zusammensetzung der einzelnen Teilschichten wird im folgenden nocl beschrieben werden.The composition of the individual sub-layers will not be described in the following.

Gemäß F i g. 2 dient als Konstruktionselement 1 ein Metallblech. d?s an der Außen- und an beiden Stirnseiten ebenfalls mit einer Schutzschicht 2 überzogen ist. Dieser Teil ist mit dem Schichtenelement zu einer Baueinheit vereint und, kann daher als solche transportiert und zu einer Gesamtabdeckung von gegen Brand zu schlitzender Gegenstände zusammengestellt werden. Hierbei ist der Schutzschicht 2 eine der Schaumbildnerschichten 5 benachbart und befindet sich die Zusatzschicht 3 neben einer Sperrschicht 4, die zwischen dieser Zusatzschicht 3 und der anderen der Schaumbildnerschichten 5 eingefüllt ist. Die äußere Spe.nchicht 4 ist auch hier mit einer Deckschicht 6 abgedeckt Diese Baueinheit ist auf Trägern 8, beispielsweise Stützmauern oder Stützsäulen, abgesetzt und kann d<rt in geeigneter Weise verankert werden.According to FIG. 2, a sheet metal is used as the construction element 1. d? s on the outside and on both front sides is also covered with a protective layer 2. This part forms a structural unit with the layer element united and, therefore, can be transported as such and to a total coverage of to be slit against fire Objects are put together. Here, the protective layer 2 is one of the foaming layers 5 adjacent and the additional layer 3 is next to a barrier layer 4, which is between this additional layer 3 and the other of the foaming agent layers 5 is filled. The outer Spe.nchicht 4 is also here with a Cover layer 6 covered This structural unit is on supports 8, for example retaining walls or supporting columns, and can then be anchored in a suitable manner.

Die Herstellung des Schichtenelements kann auf verschiedene Weise, insbesondere durch schrittweisen Aufbau der Einzelschichten erfolgen, indem das Konstruktionselement 1 zuerst mit der Schutzschicht, insbesondere einem Haftgrund, einer Korrosionsschutzschicht oder einer ähnlichen Grundierung, überzoger; wird. Falls das Konstruktionselement 1 aus Stahl besteht, empfiehlt es sich, die Schutzschicht 2 unter Verwendung von Epoxid-Harz herzustellen. Der Schichtenaufbau kann durch Streichen, Rollen oder Spritzen erfolgen; bereits zwei bis drei Schaumbildnerschichten 5 von je 900 g/m2 Schichtdicke bzw. Auftragsmenge ergeben hervorragende Feuerschutzwerte. Dabei beträgt die Schichtdicke nur etwa 1 bis 2 mm; beim Erhitzen bläht sich das Schichtenelement jedoch um einen Faktor 10 bis 100, beispielsweise bis zu 20 cm auf. Dadurch, daß zwischen jeder Schaumbildnerschicht 5 eine mechanische Sperrschicht 4 aus Fasern, Vliesen, Geweben u.dgl. eingefügt ist, wird das beim Brand entstehende Kohlenstoffgerüst stabilisiert. Die Fasern können aufgesprüht werden; sie können auch im trockenen Zustand oder sogar zusammen mit dem Epoxid-Harz-Werkstoff in einem Arbeitsgang naß aufgespritzt werden.The layer element can be produced in various ways, in particular by gradually building up the individual layers by first covering the construction element 1 with the protective layer, in particular an adhesive primer, a corrosion protection layer or a similar primer; will. If the structural element 1 is made of steel, it is advisable to produce the protective layer 2 using epoxy resin. The layers can be built up by brushing, rolling or spraying; already two to three foaming agent layers 5 of 900 g / m 2 each layer thickness or application amount give excellent fire protection values. The layer thickness is only about 1 to 2 mm; however, when heated, the layer element expands by a factor of 10 to 100, for example up to 20 cm. The fact that a mechanical barrier layer 4 made of fibers, fleeces, woven fabrics and the like is inserted between each foaming agent layer 5 stabilizes the carbon structure produced during the fire. The fibers can be sprayed on; they can also be sprayed on wet in a dry state or even together with the epoxy resin material.

Es empfiehlt sich, aufblähende Silikate und/oder Graphite und andere hydratisierende bzw. wasserbindendeIt is advisable to use puffing silicates and / or graphites and other hydrating or water-binding ones

Metallsalze des Aluminiums, Bleis, Zinns, Bors, Phosphors zu verwenden. Besonders günstig ist die Anwendung von Aluminiumphosphat oder Aluminiumtrihydrat oder anderen stark wasserbindenden und Wasser erst bei höherer Temperatur wieder abgebenden Mitteln, wie Zeolithe und/oder Kieselgur. Besonders günstig ist die Verwendung organischer, pyrolitischer, wasserabgebender Materialien und auch Stärke, die gleichzeitig die Carbonisierung verstärken. Die Sperrschichten 2 stabilisieren nicht nur mechanisch, sondern ergeben bei Feuerbzv.'. Hitzeeinwirkung stabile, aufgeblähte Schichten infolge des Verdampf?"': des im Ennxid-Hnrz enthaltenen Wassers. Sie wirken auch stark endotherm, so daß gleichzeitig eine Abkühlung erfolgt.To use metal salts of aluminum, lead, tin, boron, phosphorus. The application is particularly favorable of aluminum phosphate or aluminum trihydrate or other strongly water-binding and water only at Higher temperature releasing agents such as zeolites and / or kieselguhr. That is particularly cheap Use of organic, pyrolytic, water-releasing materials and also strength, which at the same time the Reinforce carbonization. The barrier layers 2 not only stabilize mechanically, but also result in fire exposure. '. Stable, inflated layers as a result of the evaporation under the influence of heat? "': That contained in the Ennxid-Hnrz Water. They also have a strongly endothermic effect, so that cooling takes place at the same time.

Die Deckschicht 6 soll zweckmäßigerweise mit Epoxid verträglich und gegenüber Witterungseinflüssen widerstandsfähig sein. Hierzu empfiehlt sich die Verwendung von Polyurethan oder einer Acrylatdispersion.The cover layer 6 should expediently be compatible with epoxy and against the effects of the weather be resilient. The use of polyurethane or an acrylate dispersion is recommended for this purpose.

Folgende Schichtenzusammensetzung wird bei der Erfindung besonders bevorzugt:The following layer composition is particularly preferred in the invention:

Als Schutzschicht 2 wird auf einer als Konstruktionselement 1 dienenden Stahlkonstruktion eine Grundierung auf Epoxid-Harz-Basis verwendet, die in einer sehr dünnen Schicht auf dem Konstruktionselement 1 gemäß F i g. 2 aufgetragen wird.A primer is applied as a protective layer 2 on a steel structure serving as a construction element 1 based on epoxy resin used, which is in a very thin layer on the construction element 1 according to F i g. 2 is applied.

Für die Schaumbildnerschichten 5 werden folgende Komponenten A als Bindemittel und B als Härter verwendet:For the foaming agent layers 5, the following components A are used as binders and B as hardeners used:

A) Hydratisierbares Epoxid-Harz aus Bisphenol A undA) Hydratable epoxy resin made from bisphenol A and

Epichlorhydrin, Epoxidzahl 24—25, EpoxidäquivalentEpichlorohydrin, epoxide number 24-25, epoxide equivalent

172-178 Farbzahl Gardner 1-3, Dichte 1,13(200C)172-178 color number Gardner 1-3, density 1.13 (20 0 C)

Viskosität 1200-1500 cP 22 Gew.-TeileViscosity 1200-1500 cP 22 parts by weight

Novolakharz (80%ige Acrylatdispersion) oderNovolak resin (80% acrylic dispersion) or

acrylatmodifiziertes Epoxid-Harz 5,0 Gew.-Teileacrylate-modified epoxy resin 5.0 parts by weight

Stabilisator (wahlweise Tylose) 1,2 Gew.-TeileStabilizer (optionally Tylose) 1.2 parts by weight

Pentaerythrit 9,0 Gew.-TeilePentaerythritol 9.0 parts by weight

Melaminharz (in Lösungsmittel löslich) 5,0 Gew.-TeileMelamine resin (soluble in solvent) 5.0 parts by weight

Phosphat-Flammhemmer (AmmoniumpolyphosphatPhosphate flame retardants (ammonium polyphosphate

mit C-Quellen und Blähmitteln) 13,0 Gew.-Teilewith carbon sources and blowing agents) 13.0 parts by weight

Titandioxid 9,9 Gew.-TeileTitanium dioxide 9.9 parts by weight

Tris(dichlorethyl)phosphonat mit Emulgatoren 6,5 Gew.-TeileTris (dichloroethyl) phosphonate with emulsifiers 6.5 parts by weight

gemahlene Glasfasern 2,4 Gew.-Teileground glass fibers 2.4 parts by weight

destilliertes Wasser 20,0 Gew.-Teiledistilled water 20.0 parts by weight

B) Polyaminhärter-Aminäquivalente 125—150
Viskosität 7000-8000 cP Dichte 1,00(200C)B) Polyamine hardener amine equivalents 125-150
Viscosity 7000-8000 cP Density 1.00 (20 0 C)

Farbe Gardner 8—10,75% Festkörper 53,6 Gew.-TeileColor Gardner 8-10.75% solids 53.6 parts by weight

Amidoamidhärter 26,8 Gew.-TeileAmidoamide hardener 26.8 parts by weight

' so Anhydridhärter 7,9 Gew.-Teile'So anhydride hardener 7.9 parts by weight

Guanyihtmstoff 10,0 Gew.-TeileGuanyihtmstoff 10.0 parts by weight

Trisdimethylaminophenol (Dimethylphthalat als
Weichmacher) 10,7 Gew.-TeileTrisdimethylaminophenol (dimethyl phthalate as
Plasticizer) 10.7 parts by weight

Aus fünf Teilen der Komponente A und einem Teil der Komponente B wird eine wäßrige Emulsion hergestellt und hierauf die erste Schaumbildnerschicht 5 aufgetragen. Die Topfzeit beträgt 2 Stunden, so daß bei einemAn aqueous emulsion is prepared from five parts of component A and one part of component B and the first foaming agent layer 5 is applied thereon. The pot life is 2 hours, so that with one

Mehrschichtenauftrag etwa 1 bis 2 Tage vergehen, bis die nächste Schicht appliziert werden kann.
Auf die erste, in diesem Fall unterste bzw. innerste Schaumbildnerschicht 5 wird dann entweder naß in naßMulti-layer application takes about 1 to 2 days before the next layer can be applied.
The first, in this case the lowest or innermost foaming agent layer 5 is then either wet on wet

oder im trockenen Zustand die erste Sperrschicht 4 unter Verwendung von Glasfasern aufgebracht, und zwar derart, daß zuerst eine etwa 100 bis 300 μπι dicke Schicht 5 aufgetragen wird und hierauf mittels GJasschneiderorganen mit Luftstrom oder mittels einer Harzspritzvorrichtung die geschnittenen Glasfasern in einer Länge von 4—20 mm, insbesondere 6 mm, aufgespritzt werden.or in the dry state, the first barrier layer 4 is applied using glass fibers, namely in such a way that first an approximately 100 to 300 μm thick layer 5 is applied and then by means of GJasschneiderorganen cut the glass fibers in one length using an air stream or a resin spraying device from 4 to 20 mm, in particular 6 mm, can be sprayed on.

Die Gesamtschichtdicke beträgt etwa 0,6 bis 13 mm. Anschließend erfolgt das Auftragen der nächstenThe total layer thickness is about 0.6 to 13 mm. Then the next one is applied

Schaumbildnerschicht 5 in entsprechender Weise, wie oben angegeben.
Nach dem Aufbau der nächsten Sperrschicht 4 erfolgt der Aufbau einer oder mehrerer Zusatzschichten 3, die aus einem Gemisch von 4 Gew.-Teilen der Komponente E und 1 Gew.-Teil der Komponente F gemäß folgender Formulierung zusammengesetzt ist:Foaming agent layer 5 in a corresponding manner as indicated above.
After the construction of the next barrier layer 4, one or more additional layers 3 are built up, which are composed of a mixture of 4 parts by weight of component E and 1 part by weight of component F according to the following formulation:

E) Epoxid-Harz aus Bisphenol A und EpichlorhyJrinE) Epoxy resin made from bisphenol A and epichlorohydrin

(nicht hydratisierend) 29,0 Gew.-Teile(non-hydrating) 29.0 parts by weight

Novolakharz(80%ig) 11,5 Gew.-TeileNovolak resin (80%) 11.5 parts by weight

Pentaerythrit 12,0 Gew,-TeilePentaerythritol 12.0 parts by weight

Ammoniumpolyphosphat mit KohlenstoffquellenAmmonium polyphosphate with carbon sources

und Blähmitteln 18,0 Gew.-Teileand blowing agents 18.0 parts by weight

Melaminharz 3,5 Gew.-TeileMelamine resin 3.5 parts by weight

Titandioxid 8,4 Gew.-TeileTitanium dioxide 8.4 parts by weight

?iVis(dichlorethyl)phosphat 9,3 Gew.-Teile? iVis (dichloroethyl) phosphate 9.3 parts by weight

Melaminharz 6,5 Gew.-TeileMelamine resin 6.5 parts by weight

Glasfaser 1,8 Gew.-TeileGlass fiber 1.8 parts by weight

F) Härter auf Basis von Aminen, Polyaminoamiden;F) hardeners based on amines, polyaminoamides;

Polyimidoamiden etc. 40,8 Gew.-TeilePolyimidoamides, etc. 40.8 parts by weight

Aminhärter 25,4 Gew.-TeileAmine hardener 25.4 parts by weight

Anhydridhärter 7,7 Gew.-TeileAnhydride hardener 7.7 parts by weight

Trisdimethylaminophenol (Dimethylphthalat alsTrisdimethylaminophenol (dimethyl phthalate as

Weichmacher) 7,7 Gew.-TeilePlasticizer) 7.7 parts by weight

Asbcstfäsem ! ! Gew.-TeilsAsbcstfäsem! ! Part by weight

Guanylharnstoff 15,4 Gew.-TeileGuanyl urea 15.4 parts by weight

Glasfaser 1,9 Gew.-TeileGlass fiber 1.9 parts by weight

Die Topfzeit dieses Komponentengemisches beträgt 40 Minuten: Mischungsverhältnis: E : F=4 :1.The pot life of this component mixture is 40 minutes: Mixing ratio: E: F = 4: 1.

Nach dem Aufbau einer weiteren Sperrschicht 4 wird schließlich die Deckschicht 6 aufgetragen, die ihrerseits aus 4 Teilen der Komponente C und einem Teil der Komponente D gemäß folgendem Ansatz besteht:After the construction of a further barrier layer 4, the top layer 6 is finally applied, which in turn consists of 4 parts of component C and one part of component D according to the following approach:

C) Polyester aus Adipinsäure, Phthalsäure,C) polyester from adipic acid, phthalic acid,

Triol und Diol 80% in Äthylglykolacetat 39,14 Gew.-TeileTriol and diol 80% in ethyl glycol acetate 39.14 parts by weight

Titandioxid 27,48 Gew.-TeileTitanium dioxide 27.48 parts by weight

Montmorillonit-Alkylammoniumsalz- VerdickerMontmorillonite alkyl ammonium salt thickener

(Bentonit) 10% in Benzol ' 5,44 Gew.-Teile(Bentonite) 10% in benzene '5.44 parts by weight

Zink-Beschleuniger (8% Zn) 0,11 Gew.-TeileZinc accelerator (8% Zn) 0.11 part by weight

Siliconöl (10°/oig) 0,530 Gew.-TeileSilicone oil (10%) 0.530 parts by weight

Tris(dichlorethyl)phosphat 7,7 Gew.-TeileTris (dichloroethyl) phosphate 7.7 parts by weight

Aluminiumtrihydrat 7,7 Gew.-TeileAluminum trihydrate 7.7 parts by weight

Äthylglykolacetat 4,37 Gew.-TeileEthyl glycol acetate 4.37 parts by weight

Butylglykolacetat 7,6 Gew.-TeileButyl glycol acetate 7.6 parts by weight

D) Aromatisches DiisocyanatgemischD) Aromatic diisocyanate mixture

".0 Mischungsverhältnis^ : D = 4 :1 ".0 Mixing ratio ^: D = 4: 1

Der erhaltene Werkstoff hatte einen Flammhemmwert von 150 Minuten gemäß DIN 4102.The material obtained had a flame retardancy of 150 minutes in accordance with DIN 4102.

Um eine Schrumpfung der Schichten beim Aushärten zu vermeiden, werden allen Schichten Weichmacher zugegeben, und zwar gegebenenfalls das Dikresyl(phenyl)phosphat in Mengen von 2—10% auf die jeweilige Rezeptur.In order to prevent the layers from shrinking during curing, all layers are plasticized added, and if necessary the dicresyl (phenyl) phosphate in amounts of 2-10% on the respective Recipe.

In vielen Fällen müssen die Konstruktionselemente für die Schichtenkombinationen vor der Weiterverarbeitung geformt werden. Hierbei werden dünne Bleche verwendet, welche mehr oder weniger stark gebogen oder gefaltet werden.In many cases, the construction elements for the layer combinations must be processed before further processing be shaped. Here, thin sheets are used, which are more or less strongly bent or be folded.

Da sich diese Bleche im gebogenen Zustand schwer beschichten lassen, ist es vorteilhaft, die Bleche im planen Zustand von Hand oder maschinell zu beschichten. Maschinell können bei laufendem Band die einzelnen Schichten hintereinander aufgebracht werden, wobei zwischen den Schichten eine Aushärtezone mittels Heißluft oder Infrarotstrahlen geschaltet sein kann. Dadurch ist es möglich, eine Bandgeschwindigkeit von 20—90 m pro Minute einzustellen.Since these sheets are difficult to coat when bent, it is advantageous to plan the sheets Can be coated manually or by machine. The individual Layers are applied one behind the other, with a curing zone by means of hot air between the layers or infrared rays can be switched. This enables a belt speed of 20-90 m per minute.

Die Formulationen sind jedoch für das Biegen abzuändern, da die Schichten kautschukähnlich eingestellt sein sollten. Dies geschieht am besten durch Hinzufügen von Plasten. Besonders bewährt haben sich Homopolymere von Butadien und Copolymere von Butadien/Acrylnitril, die reaktive Gruppen in beiden Endpositionen enthalten. Dies können Carboxyl, Hydroxyl, Vinyl und auch Aminendgruppen sein.However, the formulations have to be changed for bending, since the layers are adjusted to be rubber-like should. This is best done by adding plastic. Homopolymers have proven particularly useful of butadiene and copolymers of butadiene / acrylonitrile that contain reactive groups in both end positions. These can be carboxyl, hydroxyl, vinyl and also amine end groups.

Im vorliegenden Beispiel können die Härter B oder die Härter F mit einem aminendgruppenhaltigen Produkt, z. B. das amin-terminierte Flüssigpolymer mit reaktiven sekundären Amingruppen versehen werden.In the present example, hardener B or hardener F can be mixed with a product containing amine end groups, z. B. the amine-terminated liquid polymer can be provided with reactive secondary amine groups.

Viskosität (Brookfield) 225 00OcPViscosity (Brookfield) 225 00OcP

Gesamt-Amin-Äquivalentgewicht (AEW) 800—1000Total Amine Equivalent Weight (AEW) 800-1000

Acrylnitrilgehalt 16,5%Acrylonitrile content 16.5%

Spez. Gewicht (bei 25° C) 0556Specific weight (at 25 ° C) 0556

Dem Härter B werden z. B. 60 Gew.-Teile dieses Flüssigpolymers hinzugefügt Das Mischungsverhältnis des Beispiels ändert sich dann wie folgt:The hardener B z. B. 60 parts by weight of this liquid polymer added The example then changes as follows:

A:B = 2,5:1.A: B = 2.5: 1.

Dem Härter F werden ebenfalls 60 Teile des Flüssigpolymers hinzugelegt, dann ändert sich das Mischungsverhältnisauf 60 parts of the liquid polymer are also added to hardener F, then the mixing ratio changes

E:F = 2:1.E: F = 2: 1.

Nach der Aushärtung ergeben sich elastische Schichten, die beim Biegen keine Risse an den Kanten zeigen. Anstelle des Härters läßt sich auch das Epoxid-Harz selbst mit Acrylnitril-Homopoly meren versehen. IO Zu diesem Zweck werden die carboxylhaltigen Acrylnitril/Butadien-Homopolymere mit den Epoxid-Harzen gemischt und bei erhöhter Temperatur verarbeitet.After curing, elastic layers result, which do not show any cracks at the edges when bent. Instead of the hardener, the epoxy resin itself can also be provided with acrylonitrile homopolymers. For this purpose, the carboxyl-containing acrylonitrile / butadiene homopolymers are mixed with the epoxy resins mixed and processed at elevated temperature.

Beispielexample

15 Epoxid-Harz des Beispiels E 100 g15 epoxy resin of Example E 100 g

reaktives flüssiges Polymer (Homopolymer)
auf Butadienbasis mit verteilten reaktiven
Gruppen ohne Lösungsmittel 20 greactive liquid polymer (homopolymer)
based on butadiene with distributed reactive
Groups without solvents 20 g

20 Die Verarbeitung erfolgt bei etwa 1300C ungefähr 16 Stunden. Solange das Präparat flüssig ist, werden in die Zusammensetzung E 40 Gew.-Teile eingebracht.Processing takes place at about 130 ° C. for about 16 hours. As long as the preparation is liquid, 40 parts by weight are incorporated into composition E.

Es ist auch möglich, den mit dem flüssigen Polymer umgewandelten Härter F zusätzlich anzuwenden. Außer der Anwendung für die gebogenen oder gefalteten Bleche ergeben sich die Vorteile eines weiteren Brandschutzes, weil die stark N-haltigen Präparate bei der Carbonisierung zusätzlich flammhemmend wirken. 25 Durch den Gehalt an Homopolymeren läßt sich das Schrumpfen sogar noch besser verhindern, so daß im Brandfalle keine Mikrorißbildung stattfindet und die Wirkung der Weichmacher, wie Diphenylkresylphosphat, verstärkt wird.It is also possible to use hardener F converted with the liquid polymer in addition. In addition to the application for the bent or folded metal sheets, there are further advantages Fire protection, because the highly N-containing preparations have an additional flame-retardant effect when carbonized. 25 Due to the content of homopolymers, shrinkage can be prevented even better, so that im In the event of a fire, no microcracking takes place and the effect of the plasticizers, such as diphenyl cresyl phosphate, is reinforced.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 30 1 sheet of drawings 30

Claims (9)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Feuerhemmendes Schichtelement unter Verwendung von Epoxid-Harz als Bindemittel bei Schaumbildntrsehichten (5), die bei erhöhter Temperatur aufschäumen, wobei die Schaumbildnerschichten (5) hierfür endotherm reagierende, schaumbildende, gasabspaltende und/oder kettenabbrechende Zusätze und/oder Füllstoffe enthalten und als Härter für das Epoxid-Harz Amin- und/oder Polycarbonsäureanhydride verwendet werden, wobei mindestens eine Sperrschicht (4) zwischen zwei aufschäumbaren Schaumbildnerschichten (5) und eine abschließende Deckschicht (6) vorliegen, insbesondere nach Patent 30 09 104, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Schaumbildnerschichten (5) als Bindemittel verwendete Epoxid-ivarz ein hydratisierbares bzw. hydrophiles Epoxid-Harz ist, daß zwei bei erhöhter Temperatur aufschäumbare Schaumbildnerschichten (5) durch eine als Zwischenschicht dienende Sperrschicht (4) getrennt und mindestens an einer Seite durch eine weitere Sperrschicht (4) abgedeckt sind, daß für die Sperrschicht (4) Fasern und/oder in der Hitze aufblähbare anorganische Substanzen verweidet werden und daß die Deckschicht (6) Epoxid oder Polyurethan aufweist.1. Fire-retardant layer element using epoxy resin as a binder in foam-forming trays (5), which foam at an elevated temperature, the foaming layers (5) for this purpose endothermic reacting, foam-forming, gas-releasing and / or chain-breaking additives and / or Contain fillers and use amine and / or polycarboxylic anhydrides as hardeners for the epoxy resin at least one barrier layer (4) between two foamable foaming layers (5) and a final top layer (6) are present, in particular according to Patent 30 09 104, characterized in that the epoxy resin used as a binder for the foaming layers (5) is a Hydratable or hydrophilic epoxy resin is that two foamable at elevated temperature Foam-forming layers (5) separated by a barrier layer (4) serving as an intermediate layer and at least are covered on one side by a further barrier layer (4) that for the barrier layer (4) fibers and / or inorganic substances which are inflatable in the heat are grazed and that the cover layer (6) Has epoxy or polyurethane. 2. Schichtenelement nach Anspruch 1, dadurch gek?nnzeichnet, daß mit einer der Schaumbildnerschichten2. Layer element according to claim 1, characterized in that with one of the foaming layers (5) über eine Sperrschicht (4) mindestens eine Zusatzschicht (3) verbunden ist, die nicht hydrophiles bzw. nicht hydratisierbares Epoxid-Harz aufweist.(5) at least one additional layer (3) is connected via a barrier layer (4), which is not hydrophilic or Comprises non-hydratable epoxy resin. 3. Schichtenelement nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Verbund mit einem r.iit einer Schutzschicht (2) überzogenen Konstruktionselement (1) zu einer Baueinheit (7).3. Layer element according to claim 1 or 2, characterized by a composite with a r.iit one Protective layer (2) covered structural element (1) to form a structural unit (7). 4. Svcichtenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaiirncüdr.erschichten (5) 30 bis 70 Gew.-% sich in einem Temperaturbereich zwischen IQQ und 600° C zersetzende Zusätze mit einem Anteil von mehr als 20 Mol-% Stickstoff und/oder Phosphor aufweisen.4. Svcichtenelement according to any one of the preceding claims, characterized in that the Schaiirncüdr.erschichten (5) 30 to 70 wt .-% are in a temperature range between IQQ and 600 ° C have decomposing additives with a proportion of more than 20 mol% nitrogen and / or phosphorus. 5. Schichtenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumbildnerschichten (5) ein wasserbindendes Blähmittel aufweisen.5. Layer element according to one of the preceding claims, characterized in that the Foaming agent layers (5) have a water-binding blowing agent. 6. Schichtenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumbildnerschichten (5) eine Schichtdicke bzw. Auftragsmenge in der Größenordnung von 900 g/m2 aufweisen.6. Layer element according to one of the preceding claims, characterized in that the foaming layers (5) have a layer thickness or application amount in the order of magnitude of 900 g / m 2 . 7. Schichtenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschichten (4) und/oder die Schaumbildnerschichten (5) organische, pyrolitische, wasserabgebende Materialien oder auch Stärke aufweisen, welche die Karbonisierung verstärken.7. Layer element according to one of the preceding claims, characterized in that the barrier layers (4) and / or the foaming layers (5) are organic, pyrolytic, water-releasing materials or also have starch, which intensify the carbonation. 8. Schvhienelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Sperrschichten (4) und/oder Schaumbildnerschichten (5) Novolake, phenolharzmodifizierte Harze und/oder Phenolharze getrennt enthalten.8. Schvhienelement according to any one of the preceding claims, characterized in that all barrier layers (4) and / or foaming layers (5) novolaks, resins modified with phenolic resin and / or phenolic resins included separately. 9. Schichtenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Sperrschichten (4) und/oder Schaumbildnerschichten (5) Acrylnitrilbutadiene im Epoxid-Harz, im Novolak und/ oder in der Härterkombination aufweisen.9. Layer element according to one of the preceding claims, characterized in that all barrier layers (4) and / or foaming agent layers (5) acrylonitrile butadienes in the epoxy resin, in the novolak and / or in the hardener combination.
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