DE4234374A1 - Fireproof material for sealing cable ducts in walls etc. - comprises 2-component polyurethane compsn. with intumescent additives, which produces a sec. protective foam in case of fire. - Google Patents

Fireproof material for sealing cable ducts in walls etc. - comprises 2-component polyurethane compsn. with intumescent additives, which produces a sec. protective foam in case of fire.

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Abstract

A fireproof bulkhead material (I) for sealing openings for electrical cables etc. in roofs and walls is claimed. (I) consists of 2 components which, when mixed, react to give an elastic or rigid, fire-resistant foam, with a considerable increase in vol. USE/ADVANTAGE - The foam obtd. has excellent adhesion to mineral substrates and metal. The foam has intumescent properties, and the secondary foam produced by the intumescent effect protects the PU foam core from thermal decomposition. Provides a simple means of sealing cable ducts etc. with an intumescent fireproof foam. The material is pref. applied from a two-component cartridge and then expands under its own pressure to fill the finest gaps and cavities. In case of fire, the foam core is insulated from the fire and protected from mechanical damage by the secondary foam produced by intumescence, which also forms a fireproof, gastight barrier.

Description

Es ist als Stand der Technik bekannt, Öffnungen in Wänden und Decken von Baukörpern, durch die Versorgungsleitungen geführt werden, feuersicher durch verschließen mit geeigneten Stoffen zu verschließen. Solche Verschließmassen werden im Fachjargon als Schottmaterialien bezeichnet.It is known in the art to have openings in walls and ceilings Buildings through which supply lines are led through fire-proof seal with suitable substances. Such sealing compounds are called bulkhead materials in technical jargon.

Vorzugsweise arbeitet man dabei entweder mit wärmedämmenden, anorganischen Mörtelmassen oder mit Systemen, die aus leichten, nichtbrennbaren Dämmstof­ fen bestehen, wobei man zur Sicherung der um die Versorgungsleitungen Kabel, Rohre etc. ) entstehenden Lücken oder Spalten vorzugsweise intumeszie­ rende, d. h. bei Wärmeeinwirkung aufschäumende, Spachtel- oder Beschich­ tungsmassen verwendet. Diese bekannten Schottmaterialien werden in den Hohl­ raum in der Wand/Decke eingebaut, durch den die Versorgungsleitungen geführt sind.It is preferable to work either with heat-insulating, inorganic Mortar compounds or with systems made of light, non-combustible insulation fen exist, one for securing the around the supply lines Cables, pipes, etc.) gaps or gaps, preferably intumescent rende, d. H. foaming, filling or coating when exposed to heat tion masses used. These known bulkhead materials are in the hollow space built into the wall / ceiling through which the supply lines are led are.

Der Einbau dieser Massen ist mühsam, da in der Regel sehr wenig Arbeitsraum verfügbar ist und solche Decken-/Wanddurchführungen vorzugsweise in schlecht zugänglichen Bereichen angeordnet sind. In der Regel sind zum Einbau solcher Systeme speziell ausgebildete Fachleute notwendig, die den aus Sicher­ heitsgründen notwendigen technisch einwandfreien und fachgerechten Einbau dieser Systeme aufgrund ihrer speziellen Ausbildung auch gewährleisten.The installation of these masses is tedious because there is usually very little work space is available and such ceiling / wall bushings preferably in poorly accessible areas are arranged. Usually are for installation Such systems require specially trained specialists who are sure to technically flawless and professional installation necessary for reasons of safety guarantee these systems due to their special training.

Es besteht deshalb das Bedürfnis, ein System bereitzustellen, das den brand­ schutztechnisch einwandfreien Verschluß von Bauteilöffnungen auch durch Handwerker ohne spezielle Ausbildung ermöglicht und leicht und einfach einge­ baut werden kann.There is therefore a need to provide a system that will support the brand protection-technically perfect closure of component openings also by Craftsmen without special training enabled and easily and easily turned on can be built.

Diese Aufgabenstellung ist durch die vorliegende Erfindung gelöst.This problem is solved by the present invention.

Die Erfindung geht von der durch langwierige Versuche gewonnenen Erfahrung aus, daß bestimmte Stoffe bzw. Stoffgemische, die als Intumeszensmassen be­ kannt sind, in Kombination mit Stoffen, die bei ihrer Vermischung zu einem Schaumstoff reagieren und die der Familie der sogenannten Polyurethane zuzu­ ordnen sind, bei Einwirkung von Hitze/Feuer unter Ausbildung einer isolierenden Schaumstruktur reagieren.The invention is based on the experience gained through lengthy tests from the fact that certain substances or mixtures of substances that be as intumescent masses are known, in combination with substances that when mixed into one Foam react and that of the so-called polyurethane family arrange under the influence of heat / fire with the formation of an insulating React foam structure.

Diese bei Feuereinwirkung auf den Polyurethanschaum entstehenden Sekundär­ schäume können bei richtiger Formulierung die durch die Feuereinwirkung sehr schnell zerstörte Primärstruktur des PUR-Schaumes praktisch quantitativ erset­ zen.This secondary created when the polyurethane foam is exposed to fire With the right formulation, foams can do a lot due to the effects of fire quickly destroyed primary structure of the PUR foam replaced virtually quantitatively Zen.

Wegen der bekannten, geringen mechanischen Festigkeit und Stabilität dieser aus organischen Intumeszensmassen entstehenden Kohlenstoffschäume sind solche intumeszierenden PUR-Schäume aber zur Herstellung von Brandschutz­ massen wenig geeignet.Because of the known, low mechanical strength and stability of this are carbon foams formed from organic intumescent materials such intumescent PUR foams for the production of fire protection not very suitable.

Die Erfindung mußte also einen Weg aufzeigen, mit dem der durch Intumeszens bei der thermischen Zersetzung der PUR-Schaum-Matrix entstehende Intumes­ zensschaum stabilisiert und so verfestigt werden kann, daß die entstehende Schaumstruktur den Schaumkern sowohl isolierend vor der Hitzeeinwirkung als auch mechanisch gegen die Erosion durch die Flammeneinwirkung geschützt werden kann.The invention had to show a way by which intumescence intumes occurring during the thermal decomposition of the PUR foam matrix censored foam can be stabilized and solidified so that the resulting Foam structure isolates the foam core from the effects of heat as well also mechanically protected against erosion caused by flame can be.

Es war außerordentlich überraschend und nicht zu erwarten, daß dieser Effekt durch die Einarbeitung chemisch sehr unterschiedlicher Stoffe in das Reaktions­ gemisch erreicht werden kann. It was extremely surprising and not expected to have this effect by incorporating chemically very different substances into the reaction mixture can be achieved.  

Eine deutliche Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Intumeszens­ schaumes wird bereits durch Einarbeitung von geringen Mengen sogenannter Blähgraphite erzielt. Blähgraphite (auch als Vermicular-Graphite bekannt) sind Graphite, in deren Struktur Wasser so eingelagert wird, daß es bei Hitzeeinwir­ kung zu einem Aufblähen der lamellaren Struktur des Graphites und dadurch bedingt zu einer erheblichen Volumenvergrößerung kommt. Dieser schaumähn­ lich aufgebläht Graphit ist geeignet, die Strukturfestigkeit des Intumeszens­ schaumes deutlich zu verbessern.A significant improvement in the mechanical properties of intumescence Foam is already so-called by incorporating small amounts Expanded graphite achieved. Expandable graphites (also known as vermicular graphites) are Graphite, the structure of which stores water in such a way that it is exposed to heat causing the lamellar structure of the graphite to expand and thereby comes to a considerable increase in volume. This foam-like blown up graphite is suitable for the structural strength of intumescence to improve foam significantly.

Eine noch wesentlich bessere Stabilisierung der Festigkeit des Intumeszens­ schaumes wird aber durch das Einarbeiten von hydratisiertem Alkalisilikat mit einem Mol-Verhältnis von SiO2 : Me2O von 2 : 1 bis 4 : 1 und einem Restwasserge­ halt von 15-25% in das Reaktionsgemisch erreicht. Hydratisierte Alkalisilikate dieser Spezies schmelzen bereits bei Temperaturen bei Temperaturen 120° in ihrem eingelagerten Wasser, spalten dieses Wasser dann ab und erstarren schließlich zu einer glasigen, harten Schmelze, die die Schaumoberfläche regel­ recht versiegelt. Ein zusätzlich positiver Effekt dieser Zusatzmittel ist, daß sie durch ihre hohe Alkalität eine Trimerisierung des als B-Komponente in diesem PU-Schaumsystem bevorzugt verwendeten 4.4 Diphenylmethan-Diisocyanates bewir­ ken und dadurch die Feuerbeständigkeit des Gesamtsystems weiter deutlich ver­ bessern.An even better stabilization of the strength of the intumescent foam is achieved by incorporating hydrated alkali silicate with a molar ratio of SiO 2 : Me 2 O of 2: 1 to 4: 1 and a residual water content of 15-25% in the reaction mixture reached. Hydrated alkali silicates of this species already melt at temperatures of 120 ° in their stored water, then split off this water and finally solidify into a glassy, hard melt that normally seals the foam surface. An additional positive effect of these additives is that their high alkalinity causes a trimerization of the 4.4 diphenylmethane diisocyanate which is preferably used as the B component in this PU foam system, thereby further improving the fire resistance of the overall system.

Die nach der Lehre dieser Erfindung formulierten PU-Brandschutzschäume kön­ nen sowohl aus handelsüblichen 2-Komponentenkartuschen wie auch mittels 2-K-Dosierpumpen verarbeitet werden.The PU fire protection foams formulated according to the teaching of this invention can NEN from commercially available 2-component cartridges as well as 2-component dosing pumps can be processed.

Insbesondere der Verarbeitung aus 2-K-Kartuschen erlaubt es, diese Produkte je­ dem Handwerker zur Verfügung stellen, da die Verarbeitung auf einfachste Wei­ se, einfach durch Auspressen aus der Kartusche, möglich wird. Besondere Fach­ kenntnis ist damit zur Herstellung von Brandabschottungen nicht mehr notwen­ dig, zumal der Pu-Schaum durch den ihm eigenen Expansionsdruck in der Lage ist, selbsttätig in feinste Ritzen und Kabelzwischenräume einzudringen und so ei­ ne feuersichere und auch gasdichte Abschottung zu ermöglichen.In particular, processing from 2-component cartridges allows these products to be used make it available to the craftsman because the processing is very simple se, simply by squeezing out of the cartridge. Special subject Knowledge is no longer necessary for the manufacture of fire insulation dig, especially since the PU foam is able to with its own expansion pressure is to automatically penetrate into the finest cracks and cable gaps and so egg ne fire-proof and also gas-tight partitioning.

Die Erfindung wird an dem nachstehenden Beispiel erläutert. Es versteht sich, daß dieses Beispiel nur exemplarisch für die Vielzahl der möglichen Varianten ei­ ner solchen Rezeptur steht und daß jeder Fachmann unter Verwendung der mit­ geteilten Parameter in der Lage ist, diese Rezeptur entsprechend abzuwandeln. Der Anspruch aus dieser Erfindung wird deshalb auch ausdrücklich auf diese möglichen Varianten erhoben. The invention is illustrated by the example below. It goes without saying that this example is only exemplary for the multitude of possible variants ner such recipe is available and that any expert using the shared parameters is able to modify this recipe accordingly. The claim from this invention is therefore also expressly for this possible variants raised.  

Beispielexample

Es wird eine Schaumkomponente "A" hergestellt durch homogenes Vermischen in einem hochtourigen Rührwerk von 27,66 GT linearem Polyetherpolyol mit einer OHZ von 195, 7,88 GT trifunktionellem, halogeniertem Polyetherpolyol mit einer OHZ von 330, 16,59 Antimoniumpolyphosphat, 8,30 GT Dicyandiamid, 6,64 GT Pentaerythrit, 7,76 GT SiO2-Füllstoff, 17,51 GT Alkalisilikat (Mol-Verh. SiO2 : Me2O = 2,2 : 1) und 6,5 GT Additivgemischen.A foam component "A" is produced by homogeneous mixing in a high-speed stirrer of 27.66 pbw of linear polyether polyol with an OHC of 195.7.88 pbw of trifunctional, halogenated polyether polyol with an OHC of 330, 16.59 antimony polyphosphate, 8.30 GT dicyandiamide, 6.64 GT pentaerythritol, 7.76 GT SiO 2 filler, 17.51 GT alkali silicate (molar ratio SiO 2 : Me 2 O = 2.2: 1) and 6.5 GT additive mixtures.

Die Mischung wird in die Kammer A einer im Verhältnis 100 : 20 (A : B) volume­ trisch dosierenden 2-K-Kartusche gefüllt, die Kammer B dieser Kartusche wird mit handelsüblichem 4,4 Diphenylmethan-Diisocyanat (MDI, technisch) gefüllt.The mixture is placed in chamber A in a ratio of 100:20 (A: B) volume tric dosing 2-component cartridge, the chamber B of this cartridge filled with commercially available 4,4 diphenylmethane diisocyanate (MDI, technical).

Über einen mit der Kartusche verschraubten Statikmischer wird mit der PU-Schaummasse eine Öffnung in einer 200 mm dicken Gasbetonplatte ausgefüllt, der Schaum expandiert bei diesem Versuch um den Faktor 6. Größe der Öff­ nung (Lichtmaß) 200×300 mm.Via a static mixer screwed to the cartridge, the PU foam mass filled an opening in a 200 mm thick gas concrete slab, the foam expands by a factor of 6 in this experiment dimension (clear dimension) 200 × 300 mm.

Dieser Prüfkörper wird schließlich in die Öffnung eines den Vorschriften der DIN 4 102 entsprechenden Prüfofens eingebaut und 90 Minuten so beflammt, daß die Temperaturentwicklung im Ofen der Einheitstemperaturkurve (ETK) der DIN-Norm 4 102 entspricht.This test specimen is finally opened in one of the DIN regulations 4 102 appropriate test furnace installed and flamed for 90 minutes so that the Temperature development in the furnace of the unit temperature curve (ETK) Corresponds to DIN standard 4 102.

Die Temperatur im Brandofen und die Temperatur an der Außenseite des Schott­ körpers wurden durch Meßfühler erfaßt und durch einen entspr. Schreiber auf­ gezeichnet.The temperature in the furnace and the temperature on the outside of the bulkhead bodies were detected by sensors and by a corresponding recorder drawn.

Mit der gewählten Konfiguration wird nach 90 Minuten der für die Klassifizierung "F-90" erlaubte Grenzwert für die äußere Temperaturerhöhung an der Oberfläche des Montageschotts bei weitem nicht erreicht, die Temperatur an der Schaumoberfläche beträgt ca. 40°!With the selected configuration, after 90 minutes the classification becomes "F-90" allowed limit for the external temperature increase on the surface of the assembly bulkhead is far from being reached, the temperature at the Foam surface is approx. 40 °!

Die dem Feuer zugekehrte Seite des Prüfkörpers ist mit einer harten, ca. 75 mm dicken, geschlossenen Schaumkruste überzogen.The side of the test specimen facing the fire is covered with a hard, approx. 75 mm thick, closed foam crust covered.

Claims (11)

1. Vor Feuer schützendes Schottmaterial zum Verschluß von Bauteilöffnungen in Decken und Wänden, durch die Elektrokabel oder andere Installationsleitungen geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem in zwei Komponenten vorliegenden Stoffgemisch besteht, die bei inniger Vermischung in einstellbarer Zeit unter erheblicher Volumenvergrößererung zu einem elastischen oder wahl­ weise harten und schwer entflammbaren Schaum ausreagieren, der ausgezeich­ net an mineralischen Untergründen und Metall haftet
1.1 Vor Feuer schützendes Schottmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der entstehende Schaum über intumeszierende Eigenschaften verfügt und der durch die Intumeszenswirkung entstehende Sekundärschaum den PU-Schaumkörper vor Zersetzung durch die Hitzeeinwirkung schützt.1. Fire protective bulkhead material for closing component openings in ceilings and walls through which electrical cables or other installation lines are routed, characterized in that it consists of a mixture of substances present in two, which, with intimate mixing, can be set in an adjustable time with a considerable increase in volume React elastic or, alternatively, hard and flame-retardant foam that adheres excellently to mineral substrates and metal
1.1 Fire protective bulkhead material according to claim 1, characterized in that the resulting foam has intumescent properties and the secondary foam created by the intumescent effect protects the PU foam body from decomposition by the action of heat. 2. Schottmaterial nach Anspruch 1/1.1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompo­ nente A an sich bekannte, Polyalkohole als Bindemittelkomponente enthält.2. bulkhead material according to claim 1 / 1.1, characterized in that the compo nente A contains known, polyalcohols as a binder component. 3. Schottmaterial nach Anspruch 1/1.1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente A an sich bekannte (intumeszierende) Zusatzstoffe enthält, die ge­ eignet sind bei Hitzeeinwirkung unter Ausbildung eines Kohlenstoffschaumes zu zerfallen. Der Anteil dieses intumeszierenden Stoffgemisches in der Rezeptur kann 20 bis 250%, bezogen auf den Polyolanteil, betragen.
3.1 Schottmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die intumeszie­ rend wirksamen Bestandteile (a) Pentaerithryt, Stärke, Zucker, (b) Dicyandiamid, Melamin und (c) Ammoniumphosphat, Ammoniumpolyphosphat oder Diamin­ phosphate sein können und das Verhältnis dieser Stoffe untereinander wie (a) 5 bis 15 : (b) 6 bis 18 und (C) 12 bis 40 sein kann.3. Bulkhead material according to claim 1 / 1.1 and 2, characterized in that component A contains known (intumescent) additives which are suitable to disintegrate when exposed to heat to form a carbon foam. The proportion of this intumescent substance mixture in the recipe can be 20 to 250%, based on the polyol proportion.
3.1 bulkhead material according to claim 3, characterized in that the intumescent ingredients (a) pentaerythritol, starch, sugar, (b) dicyandiamide, melamine and (c) ammonium phosphate, ammonium polyphosphate or diamine can be phosphate and the ratio of these substances to one another such as ( a) 5 to 15: (b) 6 to 18 and (C) 12 to 40. 4. Schottmaterial nach Anspruch 1/1.1 bis 3/3.1, dadurch gekennzeichnet, daß dem intumeszierenden Stoffgemisch der Komponente A zusätzlich an sich bekannte Stoffe einverleibt werden, die den aus den intumeszierenden Stoffen nach An­ spruch 3/3.1 entstehenden Kohlenstoffschaum zusätzlich verfestigen und bei Beflammung die Ausbildung einer harten Kruste auf der Schaumoberfläche be­ wirken.
4.1 Schottmaterial nach Anspruch 1/1.1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als krustenbildende Zusatzstoffe Blähgraphit und/oder hydratisiertes Alkalisilikat mit einem Mol-Verhältnis SiO2 : Me2O von 2 : 1 bis 4 : 1 verwendet werden. Der Anteil der krustenbildenden Zusatzstoffe kann 1 bis 40%, bezogen auf die Ge­ samtrezeptur, sein.4. Bulk material according to claim 1 / 1.1 to 3 / 3.1, characterized in that the intumescent mixture of component A additionally known substances are incorporated, which additionally solidify the resulting from the intumescent substances according to claim 3 / 3.1 carbon foam and flame treatment the formation of a hard crust on the foam surface be.
4.1 Bulk material according to claim 1 / 1.1 to 4, characterized in that expanded graphite and / or hydrated alkali silicate with a SiO 2 : Me 2 O molar ratio of 2: 1 to 4: 1 are used as the crust-forming additives. The proportion of the crust-forming additives can be 1 to 40%, based on the overall formulation. 5. Schottmaterial nach Anspruch 1/1.1 bis 4.1, dadurch gekennzeichnet, daß als krustenbildende Zusatzstoffe solche Stoffe verwendet werden, die bei der Reaktion mit der Isocyanatkompo­ nente des Schaumsystems die Trimerisierung der Isocyanatkomponente kataly­ sieren. 5. bulkhead material according to claim 1 / 1.1 to 4.1, characterized in that as crust-forming additives such substances are used in the reaction with the isocyanate compo nente of the foam system the trimerization of the isocyanate component kataly sieren.   6. Schottmaterial nach Anspruch 1/1.1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Iso­ cyanatkomponente sowohl allgemein bekannte Diisocyanate mit der idealisierten Formel OCN-R-NCO wie auch die aus der Chemie der Polyurethane bekannten Semi- oder Präpolymere mit freien NCO-Gruppen verwendet werden können.6. bulkhead material according to claim 1 / 1.1 to 5, characterized in that as iso cyanate component both well-known diisocyanates with the idealized Formula OCN-R-NCO as well as those known from the chemistry of polyurethanes Semi- or prepolymers with free NCO groups can be used. 7. Schottmaterial nach Anspruch 1/1.1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente A oder die Komponente B oder beide Komponenten reaktive oder nicht reaktive, an sich bekannte Flammschutzmittel erhalten können. Als typi­ sche Flammschutzmittel nach diesem Anspruch werden benannt halogenierte Polyole, organische Ester oder Phosphorsäuren, Chlorparaffine.7. bulkhead material according to claim 1 / 1.1 to 6, characterized in that the Component A or component B or both components reactive or can receive non-reactive flame retardants known per se. As typi Flame retardants according to this claim are called halogenated Polyols, organic esters or phosphoric acids, chlorinated paraffins. 8. Schottmaterial nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es den Durchgang von Feuer durch Brandwände über eine vorgegebene Zeit verhindert.8. bulkhead material according to claim 1 to 6, characterized in that it is the Prevention of fire through fire walls for a predetermined time. 9. Schottmaterial nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaummasse durch Verarbeitung aus Mehrkomponenten-Kartuschen oder mit­ tels dosierend fördernder Pumpen direkt in die Bauteilöffnungen eingebaut werden kann.9. bulkhead material according to claim 1 to 8, characterized in that the Foam mass by processing from multi-component cartridges or with dosing pumps are installed directly in the component openings can. 10. Schottmaterial nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß aus der intumeszierenden Schaummasse Formteile mit beliebiger Geometrie durch abgie­ ßen in Formen hergestellt werden können.10. bulkhead material according to claim 1 to 8, characterized in that from the intumescent foam mass molded parts with any geometry by abs can be made in molds. 11. Schottmaterial nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse durch fließfähiges Aufspritzen auf beliebige Untergründe appliziert werden kann.11. bulkhead material according to claim 1 to 8, characterized in that the mass can be applied to any surface by flowable spraying.
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