DE4317001A1

DE4317001A1 - Verfahren zur Herstellung gebrauchsfertiger, flammwidrig ausgerüsteter Massen für die Beschichtung von Oberflächen

Info

Publication number: DE4317001A1
Application number: DE19934317001
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Pohl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-05-21
Filing date: 1993-05-21
Publication date: 1994-11-24

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ge brauchsfertiger, flammwidrig ausgerüsteter Massen für die Beschichtung von Oberflächen, wie Wände, Decken, Platten und dergleichen.

Es ist bekannt, rohe Oberflächen von Wänden, Decken, Platten und dergleichen mit Beschichtungen als Wand- oder Decken beläge zu versehen. Diese Beschichtungen haben als Flüssig tapeten, flüssige Wandputze oder Spachtelmassen in zuneh mendem Maße in der Praxis Eingang gefunden und ersetzen immer mehr die bisherigen Putzmörtel, Spachtelmassen und Tapeten. So wurde in der DE-PS 8 68 572 eine Putzmörtel- und Spachtelmasse für Bauzwecke vorgeschlagen, die aus einem wasserlöslichen Cellulosematerial und anorganischen Füll stoffen verschiedener Korngröße besteht, die mit soviel Wasser versetzt werden, bis die Masse eine plastische Kon sistenz hat. Gegebenenfalls erfolgt noch ein Zusatz von Farb stoffen und hydraulischen Bindemitteln. Als Füllstoffe die nen Kreide, nach der Korngröße abgestuftes Sandmaterial, Feldspat, Dolomit und so weiter. Als Beispiele für geeig nete Cellulosederivate sind Methyl- oder Ethylcellulose, wasserlösliche Salze der Celluloseglykolsäure zu nennen. Meist erfolgt noch ein Zusatz hydraulischer Bindemittel, wie Zement, Gips und andere.

Eine andere Lösung, beschrieben in der DE 36 06 167 A1, sieht vor, Cellulose, Sägemehl, Cellulosekleber, Farbe und Wasser in bestimmten Verhältnissen zu mischen, bis eine plastische Masse entsteht, die ein- und mehrlagig auf den Wand- und Deckenuntergrund aufgetragen werden kann. Diese Masse ist vornehmlich für den Innenbereich von Gebäuden geeignet.

Ein weiteres Beschichtungsmittel wird in der DE 36 04 948 AI vorgeschlagen, das aus den Komponenten Cellulose-Füllstoff, Polyvinylalkohol als Bindemittel und weiteren Zusätzen, wie ein redispergierbares Kunststoffpulver, ein Vinylacetat- Ethylen-Copolymerisat, Netzmittel und Pigmenten, besteht.

Alle vorgeschlagenen Massen beziehungsweise Beschichtungs mittel für Wände, Decken, Platten und andere haben neben den beschriebenen Vorteilen, wie Armierwirkung, struktur gebende Eigenschaften, Haftvermögen, Ausgleichen von Uneben heiten und Rissen, Atmungsfähigkeit, feuchtigkeitsregulie rende Eigenschaften, Elastizität, Biege- und Dehnungseffek te und andere, auch einige entscheidende Nachteile. Diese Massen beziehungsweise Beschichtungsmittel müssen erst vor Ort durch manuelle Tätigkeit zubereitet werden, bevor sie als Belag aufgetragen werden können. Das ist besonders bei größeren Mengen mit einem hohen Arbeits- und Zeitaufwand verbunden. Sind farbige Beschichtungen vorgesehen, so führt eine chargenweise Zubereitung zu Schwankungen in der Farb stoffkonzentration und damit auch zu einem ungleichmäßigen Erscheinungsbild des aufgetragenen farbigen Belages. Hinzu kommen Schwankungen in der Konsistenz der plastischen Masse durch Mengenschwankungen der zugegebenen Komponenten, die manuell bedingt sind und durch subjektive und objektive Feh ler verursacht werden. Nachteilig wirken sich auch die langen Trocknungszeiten, die bis 48 Stunden betragen können, auf den Fortgang der Arbeiten aus, die unter Umständen eine zeitweise Unter brechung notwendig machen können. Ein weiterer, aber entscheidender Nachteil der vorgeschla genen Lösungen besteht darin, daß die aufgetragenen Massen beziehungsweise Beschichtungsmittel keine oder nur geringe flammhemmende Eigenschaften besitzen. So beträgt der Sauer stoffindex derartiger Massen weniger als 0,16. Dieser Nach teil hat die breite Anwendung der vorgeschlagenen Lösungen bisher verhindert. Denn im Falle eines Brandes kommt es sehr rasch zu einer Pyrolyse. Die dabei entstehenden Zersetzungs produkte treten als Rauche, Dämpfe oder Gase in Erscheinung und können die Gesundheit, Sicherheit und die Umwelt des Menschen entscheidend gefährden. Es ist auch versucht wor den, die Brandgefahr derartiger Massen durch Zugabe flamm hemmend wirkender Komponenten zu reduzieren, zum Beispiel durch Zusatz phosphor-, halogen- oder stickstoffhaltiger Verbindungen, aber diese sind nicht genügend wirksam. Im Brandfall entstehen in Gegenwart derartiger Beimengungen toxische Gase, Rauche und Dämpfe mit bedenklichen Folgen für die Gesundheit und Sicherheit des Menschen sowie schäd licher Wirkungen für die Umwelt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, zur Her stellung von Massen für die Beschichtung von Oberflächen, wie Wände, Decken, Platten und dergleichen, ein Verfahren zu schaffen, daß die gebrauchsfertige Herstellung dieser Massen mit hervorragenden Qualitätseigenschaften, insbeson dere guten flammwidrigen Verhalten, ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung gebrauchsfertiger, flammwidrig ausgerüsteter Massen als Beschichtungsmittel für Oberflächen, wie Wände, Decken, Platten und dergleichen, bei dem Füllstoffe auf Cellulosefaserbasis und auf Basis thermoplastischer Polyme rer, wasserlösliche Bindemittel, Wasser, flammhemmende, netzende und stabilisierende Mittel sowie weitere Zusätze zu einer plastischen Masse verarbeitet werden und das dadurch charakterisiert ist, daß man die Füllstoffkomponenten und das wasserlösliche Bindemittel zusammen mit Wasser einer Mischtrommel zuführt, in dieser unter intensiven Rühren auf Temperaturen zwischen 60 und 90°C erwärmt, dem erwärmten Gemisch eine Cyanursäureverbindung als flammhemmende Kompo nente, einen Alkylarylpolyglykolether als Netzmittel und Polyvinylacetat als stabilisierendes Mittel hinzugibt, das Gemisch 10 bis 15 Minuten bei diesen Temperaturen hält, ab kühlen läßt, austrägt, in bekannter Weise abfüllt und ver packt.

Die Verfahrensdurchführung erfolgt in der Weise, daß der einer Krempel zugeführte und diese wieder verlassende Faser verband oder Lunte einer Applikationseinrichtung zugeführt wird, in welcher diesen noch verschiedene Effektbilder, zum Beispiel Noppen, Flammen, Holzspäne, Holzschnitzel, Sti chelhaare und andere aufgebracht werden, anschließend der mit diesen Effekten ausgerüstete Faserverband gedreht und über einen Tisch einer Schneidvorrichtung zugeführt wird, in welcher er zu Stapellängen zwischen 4 bis 15 mm geschnit ten und einer Mischtrommel zugeführt wird, in welcher die Stapelfasern mit weiteren Komponenten und Zusätzen versetzt werden.

Der Faserverband kann aus Cellulosefasern oder aus thermo plastischen Fasern, wie Polyamid, Polyacrylnitril und ande ren, bestehen. Es ist auch möglich, ein bereits modifizier tes Polyamid oder ein bereits flammwidrig ausgerüstetes Po lyamid in Granulatform mit einer Körnung bis 3 mm direkt in die Mischtrommel zu geben.

Der Anteil thermoplastischer Materialien sowohl in Stapel faserform als auch in Granulatform kann bis 50%, bezogen auf die Gesamtmenge der Füllstoffkomponenten, betragen. In der Mischtrommel werden die Füllstoffe mit einem wasserlös lichen Bindemittel, zum Beispiel einem Celluloseether, wie Methylcellulose, Ethylcellulose oder Polyvinylalkohol in einer Menge bis zu 10%, bezogen auf die Gesamtmenge der Füllstoffe, versetzt. Zu diesen Komponenten werden noch bis 10% Wasser, bezogen auf die Gesamtmenge der Füllstoffe, gegeben und die gesamte Mischung unter intensiven Rühren auf Temperaturen zwischen 60 und 90°C erwärmt.

Dem erwärmten Gemisch werden während des Rührvorganges noch folgende Komponenten einverleibt:
- eine flammhemmende Komponente
- ein Netzmittel und
- eine stabilisierende Komponente.

Als flammhemmende Komponente wird eine solche aus der Reihe der Cyanursäureverbindungen verwendet, wobei sich folgende Komponenten besonders bewährt haben: Cyanursäure, Trimethyl cyanurat, Triethylcyanurat, Tri(n-propyl)-cyanurat, Methyl cyanurat, Diethylcyanurat; Isocyanursäure, Tris-methyliso cyanurat, Trisethyliso-cyanurat, Trisethyliso-cyanurat, Methyliso-cyanurat. Als sehr vorteilhaft hat sich Melamin cyanurat erwiesen, welches ein Kondensationsprodukt aus Me lamin und Cyanursäure darstellt. Die Cyanursäureverbindun gen, vorzugsweise Melamincyanurat, werden in fester Form bis 10%, bezogen auf die Gesamtmenge der Füllstoffkompo nenten und mit einer Teilchengröße von weniger als 100 u, dem Polymeren einverleibt.

Um infolge geringer Teilchengröße die Gefahr der Coagulation der Cyanursäureverbindungen zu vermeiden, wird vorteilhaft noch ein Gleitmittel, vorzugsweise ein Metallsalz einer höheren Fettsäure, insbesondere Calciumstearat, zugesetzt. Auch andere Komponenten sind als Gleitmittel geeignet, zum Beispiel aliphatische Amine, Wachse, wie Paraffinwachs, Polyethylenwachs. Die Menge des Gleitmittels liegt zwischen 0,005 und 2%, vorzugsweise 0,5%.

Als Netzmittel wird bevorzugt ein Alkylarylpolyglykolether eingesetzt, der durch folgende allgemeine Formel charakte risiert wird:

worin R einen gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasser stoffrest mit 10-18 Kohlenstoffatomen bedeutet und n eine ganze Zahl von 6-16 ist.

Bevorzugte Vertreter sind:
Hexadecylarylpolyglykolether mit 6 Ethylenoxideinheiten, Oleylarylpolyglykolether mit 10 Ethylenoxideinheiten, Tetradecylarylpolyglykolether mit 12 Ethylenoxideinheiten, Stearylarylpolyglykolether mit 16 Ethylenoxideinheiten.
Die zugesetzte Menge beträgt bis 5%, bezogen auf die Ge samtmenge an Füllstoffkomponenten.

Als stabilisierende Komponente hat sich Polyvinylacetat her vorragend bewährt, welches in einer Menge bis 2%, bezogen auf die Gesamtmenge an Füllstoff, zugegeben wird. Dabei zeigte sich, daß Polyvinylacetat zusammen mit dem als Cal ciumstearat eingesetzten Gleitmittel hervorragende stabili sierende Eigenschaften aufweist. Es wirkt in diesem System als Co-Synergist. Diese synergistische Wirkung führt dazu, daß die gebrauchsfertige, flammfest ausgerüstete Masse für Beschichtungen über lange Zeiträume lagerstabil ist.

Danach wird das gesamte Gemisch noch 10-15 Minuten bei der Temperatur zwischen 60 und 90°C gehalten, um eine voll ständige Umsetzung und Durchdringung der Komponententeilchen zu gewährleisten. Dann läßt man abkühlen, trägt aus und füllt die gebrauchsfertige, flammwidrig ausgerüstete und mit Effekten versehene plastische Masse in bereitstehende Gebinde.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist zahlreiche Vorteile auf. Es ermöglicht die wirtschaftliche Herstellung von Be schichtungsmitteln für Oberflächen, die gebrauchsfertig, flammfest und mit Effektbildern ausgerüstet sind. Damit las sen sich vielseitige strukturierte Oberflächen herstellen. Das Verfahren ist einfach in der Durchführung. Durch die Zu gabe von Netzmitteln und Stabilisatoren erhält man eine, über lange Zeiträume lagerstabile, plastische Masse, die zu dem noch flammfest ist. Durch die erfindungsgemäße Tempera turführung, ständiges Rühren und die Liegezeit erhält man eine plastische Masse von hoher Homogenität. Nicht zu unter schätzen ist die relativ niedrige Trocknungszeit der aufge tragenen Beschichtungen von 3 bis 4 Stunden im Vergleich zu bekannten Beschichtungsmassen, die solche bis 48 Stunden aufweisen sowie der hohe Sauerstoffindex von 0,36 gegenüber 0,16 bekannter Beschichtungen.

Die Erfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbei spielen näher erläutert werden.

Beispiel 1

Ein die Krempel verlassender Faserverband oder Lunte aus Polyamid 6 wird einer speziellen Applikationseinrichtung zugeführt, in welcher der Faserverband mit Noppen beauflagt wird. Der mit Noppen versehene Faserverband wird anschließend gedreht, über einen Tisch einer Schneidvorrichtung zu geführt und in dieser zu Stapellängen von 4 mm geschnitten. Eine Menge von 10 kg dieser Stapelfasern wurden einer Misch trommel zugeführt, in welcher bereits eine ebenfalls mit Noppen versehene Cellulosestapelfaser in einer Menge bis 20 kg vorgelegt wurde. Diese Fasermaterialien werden mit 3 kg Methylcellulose und 3 Liter Wasser versetzt und unter intensiven Rühren auf 60°C erwärmt. Dem erwärmten Gemisch werden unter Rühren noch zugegeben:
3 kg Melamincyanurat
1,5 kg Hexadecyllarylpolyglykolether mit 6 EO-Einheiten
0,6 kg Polyvinylacetat
0,150 kg Calciumstearat
und das Gemisch bei 60°C 10 Minuten lang gehalten. Dann läßt man abkühlen und trägt aus. Man erhält eine plastische Masse, die gebrauchsfertig, in Gebinde abgefüllt wird, längere Zeit lagerstabil ist und beim Auftragen auf eine Wand eine fein strukturierte, flamm festausgerüstete Tapete ergibt, die nach 4 Stunden voll ständig trocken ist.

Beispiel 2

Die Krempel verlassende Faserverbände aus Polyacrylnitril und Cellulose werden einer Applikationseinrichtung zugeführt und durch diese mit Flammen beauflagt. Diese mit Flammen versehenen Faserverbände werden gedreht und über einen Tisch mit einer Schneidvorrichtung zugeführt und in dieser zu Stapellängen von 6 mm geschnitten. Eine Menge von 20 kg Poly acrylnitrilstapelfasern und 40 kg Cellulosestapelfasern wird einer Mischtrommel zugeführt und mit 6 kg Ethylcellulose und 6 Liter Wasser versetzt und unter intensiven Rühren auf 90°C erwärmt. Dem erwärmten Gemisch werden unter Rühren noch zugegeben:
6 kg Melamincyanurat
3 kg Stearyllarylpolyglykolether mit 16 EO-Einheiten
1,2 kg Polyvinylacetat
0,3 kg Calciumstearat
und das Gemisch 15 Minuten bei 90°C gehalten. Dann kühlt man ab und trägt aus. Man erhält eine plastische, sofort gebrauchsfähige, flamm festausgerüstete Masse, die über einen längeren Zeitraum lagerstabil ist. Nach dem Auftragen auf Wand und Decke er hält man eine sehr schöne strapazierfähige strukturierte Beschichtung. Die Trocknungszeit beträgt 3 Stunden.

Beispiel 3

In die Mischtrommel werden 10 kg bereits flammfestausgerü steten Polyamidgranulates, 20 kg Cellulosestapelfasern, 3 kg Methylcellulose und 3 Liter Wasser eingebracht. Diese Komponenten werden unter Rühren auf 80°C erwärmt. Dem er wärmten Gemisch werden unter Rühren noch zugegeben:
3 kg Melamincyanurat
1,5 kg Oleylarylpolyglykolether mit 10 Ethylenoxideinheiten
1,2 kg Polyvinylacetat
0,3 kg Calciumstearat
und dann das Gemisch 12 Minuten bei 80°C gehalten. Dann kühlt man ab und trägt aus. Man erhält eine plastische, so fort gebrauchsfertige, flammfestausgerüstete Masse, die über einen längeren Zeitraum lagerstabil ist und eine schöne strukturierte Oberfläche auf rohen Wänden, Decken und Plat ten ergibt. Die Trocknungszeit beträgt 4 Stunden. Da die Masse zweifach flammfest ausgerüstet ist, weist sie einen hohen Feuerwiderstand auf. Sie ist praktisch unbrenn bar und eignet sich so besonders für feuergefährdete Ge bäude, Räume, Decken, Wände, Platten. Sie ist für den Innen- und Außenbereich gleichermaßen gut geeignet. Der Sauerstoffindex beträgt 0,36.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung gebrauchsfertiger, flammwid rig ausgerüsteter Massen als Beschichtungsmittel für Oberflächen, wie Wände, Decken, Platten und dergleichen, bei dem Füllstoffe auf Cellulosefaserbasis und auf Basis thermoplastischer Polymerer, wasserlöslicher Bindemittel, Wasser, flammhemmender, netzender und stabilisierender Mittel sowie weiterer Zusätze zu einer plastischen Masse verarbeitet werden, gekennzeichnet dadurch, daß man die Füllstoffkomponenten und das wasserlösliche Bindemittel zusammen mit dem Wasser einer Mischtrommel zuführt, in dieser unter intensiven Rühren auf Temperaturen zwischen 60 und 90°C erwärmt, dem erwärmten Gemisch eine Cyanur säureverbindung als flammhemmende Komponente, einen Alkylarylpolyglykolether als Netzmittel und Polyvinyl acetat als stabilisierendes Mittel hinzugibt, das Gemisch 10 bis 15 Minuten bei diesen Temperaturen hält, abkühlen läßt und austrägt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Komponenten Cellulosefasern und thermoplastische Po lymere mit effektbildenden Bestandteilen, wie Noppen, Flammen, Holzspänen, -schnitzeln, Stichelhaaren aus gerüstet der Mischtrommel zugeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 gekennzeichnet dadurch, daß der Anteil am thermoplastischen Polymer bis 50%, bezogen auf den Anteil an Cellulosefasern, beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als flammhemmende Komponente Melamincyanurat in einer Menge bis 10%, bezogen auf die Gesamtmenge der Füll stoffkomponenten, verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Netzmittel ein Alkylarylpolyglykolether der Formel verwendet wird, worin R einen gesättigten oder ungesät tigten Kohlenwasserstoffrest mit 10 bis 18 Kohlenstoff atomen bedeutet und n eine ganze Zahl von 6 bis 16 ist, wobei die angewendeten Mengen bis 5%, bezogen auf die Gesamtmenge der Füllstoffkomponenten, betragen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als stabilisierende Komponente Polyvinylacetat in einer Menge bis 2%, bezogen auf die Gesamtmenge der Füll stoffkomponenten, verwendet wird.