NO161268B - Fremgangsmaate for brann- og flammebeskyttelse av gjenstander, brannbestandig materiale for anvendelse ved fremgangsmaaten, samt anvendelse av materialet. - Google Patents

Description

OPPFINNELSENS OMRÅDE

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for brann- og flammebeskyttelse av gjenstander, slik dette er nærmere definert i den innledende del av patentkrav 1.

Oppfinnelsen vedrører også et brannbestandig materiale som anvendes ved fremgangsmåten, samt anvendelse av et slikt materiale.

TEKNIKKENS STILLING

Det er tidligere kjent at de frie radikaler som dannes ved bestråling av en polymer, kan forbinde seg, idet kjedene bindes sammen ved dannelse av tverrbindinger. Dette fører til dannelsen av store molekyler og et nettverk av kjemisk forbundne polymerkjeder som danner geler, er uoppløslige, og er ikke-smeltbare.

Visse bestrålte plasttyper viser stor stabilitet ved høye-re temperaturer, større motstand mot oppløsning og større motstand mot sprekkdannelse' ved mekanisk påkjenning, sammen-lignet med polymerer som ikke er tverrbundne. Videre er en av egenskapene hos bestrålte plastmaterialer, den såkalte hukommelsesvirkning. I den forbindelse blir bestrålings-tverrbindingen utført mens plastmaterialet har en viss form og dimensjon. Denne form kan senere bli endret ved oppvarming og forming av polymeren. På grunn av tverrbindings-hukommelsesvirkningen, vil polymeren ha en tendens til å søke tilbake til den dimensjon og form som den hadde da polymeren dannet sin tverrbinding eller fornetting. Hukom-melsesprosessen settes i gang og påvirkes lettere når polymeren utsettes for varme. Denne effekt er ofte benyttet i forbindelse med varme-krympbare forpakningsfilmer, idet krympningen av en slik film vil fremskaffe en tett ompakning av den gjenstand som blir pakket inn.

Videre er det kjent at bestrålt plastmateriale blir brukt for isolasjon av elektriske komponenter, f.eks. motorer, transformatorer og elektriske ledninger. De varme-krympede egenskaper blir også brukt for å fremskaffe tett omsluttende elektrisk isolasjon ved kabel- eller ledningsskjøter. Der brukes da en hylse av tverrbundet polyetylenrør som føres over ledningen og senere oppvarmes for tett krympning på ledningen eller tråden.

OMTALE AV OPPFINNELSEN

Til grunn for den foreliggende oppfinnelse ligger den opp-gave å utnytte en i og for seg kjent bestrålings-teknikk av visse typer plaster i forbindelse med et brann- og flammebestandig materiale. Tidligere anvendelser av denne kjente teknikk er hovedsakelig relatert til tynne plastfilmer som benyttes for innpakning av en flerhet av små gjenstander i en samlet pakke, eller til elektrisk isolasjon av utstyr eller deler som fører elektrisk strøm, og som således må be-skyttes mot berøringsspenning. Videre går oppgaven ifølge den foreliggende oppfinnelse ut på i forbindelse med et spesielt flamme- og brannbeskyttende plast/ keramikk-materiale, å tilpasse egenskapene hos dette materiale på en slik måte at det tilfredsstiller de forskjellige bruksområder, idet man ved bestråling av det spesielle plast/keramikk-materiale kan påvirke de egenskaper som materialet utviser ved spesielt høye brann-temperaturer, f.eks. i områder over ca. 800°C, hvor materialet går over i en keramisk stabil brannbeskyttende fase.

Oppgaven løses ved en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte art, som er karakterisert ved at et brannbestandig

materiale omfattende 60-100 vektdeler termoplast, fortrinnsvis en etylen-kopolymer, 50-450 vektdeler aluminiumhydroksid og 150-600 vektdeler kalsiumkarbonat og/eller kalsiummagnesiumkarbonat i form av et plast/keramikk-materiale, gis en

passende form, f.eks. en slange- eller baneform, som utsettes for partikkelbestråling, spesielt i området 10 keV-3

MeV, hvoretter materialet oppvarmes til det blir mykt og ekspanderes, og deretter avkjøles til lagringstemperatur i ekspandert form, hvoretter materialet eller deler av dette monteres på brukerstedet og påvirkes av varme slik at det krymper tett om den gjenstand som skal brann- og flammebeskyttes.

Hensiktsmessig kan bestrålingen finne sted ved en intensitet og varighet som medfører tverrbinding eller fornetting av materialets yttersjikt, idet dette yttersjikt vil om-fatte hukommelsesegenskapen, samtidig som det får en større motstand mot påvirkning av kjemikalier, f.eks. syrer, olje etc, men samtidig som yttersjiktet ikke skal være tykkere enn at det resterende materiale beholder sine gode poredan-nende egenskaper ved temperaturer over ca. 800°C.

Det har nemlig vist seg at bestrålingen av det foreliggende spesielle plast/keramikk-materiale innebærer at den del av materialet som blir påvirket ved bestråling, vil få mindre porer i keramikk-materialet ved påvirkning av en brann ved temperaturer større enn ca. 800°C, hvilket innebærer at yttersjiktet riktignok vil få en større bruddfast-het, men noe lavere brannbeskyttende egenskap i forhold til det resterende innenforliggende plast/keramikkmateriale som på grunn av sin poredannelse med hensyn til størrelse og fordeling gir en spesiell keramisk stabil og brannbeskyttende fase.

I motsetning til tidligere anvendelser av krympe-plaster, nemlig som tynne plastfilmer brukt som innpakningsfolie, og som elektrisk isolasjon direkte på strømførende ledninger, finner den foreliggende oppfinnelse også anvendelse som et flamme- og brannbeskyttende materiale på flere og varierte områder.

F.eks. kan materialer fremstilt ved den ovenfor omtalte fremgangsmåte benyttes for påkrymping av rør av korrosjons-bestandig materiale, idet røret kan være tildannet av en polymerplast, eller en glassfiberarmert epoksy- eller polyester.

I forbindelse med den fremgangsmåte for fremstilling av brann- og korrosjonsbeskyttede gjenstander som er omtalt i norsk patentsøknad 87.0382, vil fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse hensiktsmessig finne anvendelse i forbindelse med fremstilling av T-stykker, rørbend etc. som egner seg for beskyttelse av rørflenser og sammenkoblings-partier av et rørsystem.

Med andre ord vil et brannbestandig materiale for flamme- og brannbeskyttelse av gjenstander, f.eks. i rør- eller slangeform, eller i former som kan træs over flenser, T-stykker, rørbend etc, f.eks. i forbindelse med rørledningsinstalla-sjoner, eventuelt for flamme- og brannbeskyttende krympeisolasjon av kabelskjøter, i form av baner eller som krympetape, omfattende 60-100 vektdeler av en termoplast, fortrinnsvis en etylen-kopolymer, 50-450 vektdeler aluminiumhydroksid og 150-600 vektdeler kalsiumkarbonat og/eller kalsiummagnesiumkarbonat, ifølge oppfinnelsen være karakterisert ved at materialet omfatter et ytre bestrålt sjikt hvor polymeren er tverrbundet og tillagt hukommelsesegenskaper.

Det skal imidlertid forstås at det spesielle plast/keramikk-materialet ifølge oppfinnelsen tildannet som en krympe-slange, eller generelt som en krympeform kan anvendes også i forbindelse med skjøting av andre ledningssystemer, f.eks. elektrisk ledende systemer.

Oppfinnelsen gir også anvisning på en anvendelse av et materiale som omfatter 60-100 vektdeler av en termoplast, 50-450 vektdeler kalsiumkarbonat og/eller kalsium-magnesiumkarbo-nat, <p>g som er blitt utsatt for bestråling for delvis tverrbinding av termoplasten, som påkrympbar brann- og flammebestandig isolasjon av gjenstander.

Ytterligere trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av de vedføyde krav, såvel som fra den følgende beskrivelse av utførelsesformer.

OMTALE AV UTFØRELSESFORMER

Med utgangspunkt i et materiale omfattende 60-100 vektdeler av en termoplast, spesielt en etylen-kopolymer, 50-450 vektdeler aluminiumhydroksid og 150-600 vektdeler kalsiumkarbonat og/eller kalsiummagnesiumkarbonat, blir der fremskaffet f.eks. et slangeformet legeme, f.eks. ved ekstrudering .

Det skal forstås at termoplasten skal være av den art som kan tverrbindes eller fornettes ved påvirkning av bestråling, og hensiktsmessig kan termoplasten være polyeten.

Den eksempelvis slangeformede gjenstand kan fremstilles i løpende lengder som etter ekstrudering kan føres gjennom et bestrålingsapparat, f.eks. en elektronstråle-akselerator, hvori slangen blir utsatt for partikkel-bestråling i området 10 keV-3 MeV, slik at der fremskaffes en fornetting eller tverrbinding av de frie radikaler som tildannes ved bestrålingen av polymeren.

Etter bestrålingen blir den slangeformede gjenstand utsatt for oppvarming til en temperatur som gjør det foreliggende plast/keramikk-materiale mykt, hvoretter slangen ekspanderes etter nevnte mykgjøring ved oppvarming. Den slangeformede gjenstand kan da ekspanderes til former som er til-passet den senere bruk av materialet, f.eks. en utvidet slangeform, eller former som hensiktsmessig kan utgjøres av T-stykker, rørbend etc. i forbindelse med f.eks. en rørledningsinstallasjon. Etter at det ekspanderte slangeformede legeme har fått sin midlertidige ekspanderte form, enten som slangeformede legemer i løpende lengder, eller andre former som kan komme på tale i forbindelse med skjø-ting av gjenstander som er eller skal flamme- eller brann-beskyttes, vil .materialet tillates å avkjøles til lagringstemperatur i sin ekspanderte form.

De fremskaffede ekspanderte gjenstander kan da transporte-res til brukerstedet hvor de blir passende montert, og ved fornyet påvirkning av varme vil de ferdig monterte plast/ keramikk-deler krympe tett om den gjenstand som skal brann-og flammebeskyttes.

Spesielt i forbindelse med.kombinerte brann- og korrosjonsbeskyttede rørdeler av den art som er omtalt i norsk patent-søknad 87.0382, hvor der fremskaffes et innerrør av plast, og hvor der rundt røret anordnes et lett, termisk isolerende materiale, og hvor der utenpå det termisk isolerende materiale anordnes et brannbestandig plast/keramikk-materiale, kan den foreliggende oppfinnelse finne anvendelse ved fremskaff-else av deler for beskyttelse av flenser, T-stykker, rørbend etc. i forbindelse med en slik rørledningsinstallasjon. Hensiktsmessig kan da de prefabrikerte rør- eller slangeformede deler som skal beskytte de ovennevnte rørpartier, ha en krympeegenskap av ovenfor omtalte art, samtidig som de ved høyere temperaturer enn ca. 800°C gir en keramisk stabil brannbeskyttende fase.

Det skal forstås at bestrålingen av det foreliggende plast/ keramikk-materialet finner sted fortrinnsvis i et yttersjikt av nevnte materiale, for derved å oppnå visse mekanisk for-delaktige egenskaper i yttersjiktet, kombinert med spesielle brann- og flammehemmende egenskaper i materialet forøvrig. Således kan bestrålingen finne sted med en slik intensitet og en slik varighet at bare et tynt yttersjikt vil bli underkastet den grad av bestråling som gir tverrbinding eller fornetting, idet yttersjiktet da får følgende egenskaper : a) en større formstabilitet ved høyere temperaturer, noe som innebærer større motstand mot kjemikalier,

f.eks. olje og syre,

b) større motstand mot overflatebrudd ved mekan-

iske påkjenninger ved normal temperatur,

c) en tettere keramisk fase ved påvirkning av temperaturer over ca. 800°C, noe som innebærer større brudd-fasthet under en brannfase, det hele sammen med d) et indre brann- og flammebeskyttende lag med god poredannelse ved forhøyet temperatur, dvs. over ca.

800°C, for derved å bibeholde de opprinnelige brann-be-skyttende egenskaper hos utgangsmaterialet.

I og med at der ved bestrålingen fremskaffes en ytterhud som ikke bare har større kjemikalieresistens enn materialet for-øvrig, men også omfatter en hukommelsesfunksjon som bidrar til forenklet tett montering av visse skjøtepartier i et anlegg av brann-isolerte korrosjonsbestandige rør, vil man i mange tilfeller unngå å forsyne skjøtedelene med et ytterligere tettende og kemikalieresistent lag av folie eller lakk.

Ved regulering av den ønskede kombinasjon av den poretetthet som fremskaffes i hhv. det bestrålte yttersjikt og det innenforliggende sjikt av plast/keramikk-materialet, vil man kunne fremskaffe produkter med nye og overraskende egenskaper, ikke minst med hensyn til de ovenfor oppramsede punkter a)-d).

Det skal forstås at der som basistermoplast i det ovenfor omtalte plast/keramikk-materiale kan brukes andre plaster enn polyetylen, f.eks. etylenetylacetat (EEA) og etylen-vinylacetat (EVA).

Hensiktsmessig kan der ved fremstilling av en slangeformet gjenstand av plast/keramikk-materiale brukes en veggtykkelse på 2-6 mm, idet der foretas en bestråling som gir en tverrbundet sjikttykkelse eller ytterhud av størrelsesorden 1-3 mm.

Videre skal det forstås at man kan oppnå et tverrbundet yttersjikt, ikke bare ved regulering av strålingsintensiteten. Regulering av strålingsintensiteten for å gi. tynnere eller tykkere sjikt av tverrbundet materiale gir en gradvis overgang fra tverrbundet yttersjikt til ikke-tverrbundet innersjikt, og for å oppnå en markert overgang mellom de to sjikt kan man gå frem på forskjellige måter. Man kan f.eks. foreta en to-sjikts-ekstrudering av det opprinnelige materiale, hvor innersjiktet er tilsatt stoffer som forhindrer tverrbinding, såkalte scavengers,f.eks. polyaminer. I dette innersjikt vil radikalene som dannes ved etterfølgende bestråling av to-sjikts-materialet, bli absorbert eller nøy-tralisert av tilsetningsstoffene. Resultatet blir et fullt tverrbundet yttersjikt som går markert over i et ikke-tverrbundet innersjikt.

Eventuelt kan man i det ekstruderte materiale, la tilsetningsstoffene som forhindrer tverrbinding, diffundere inn i materialet på en slik måte at der lokalt forhindres tverrbinding ved etterfølgende bestråling av materialet.

Det skal også forstås at materialet kan fremstilles i en hvilken som helst form, enten i rør- eller slangeform, eller som løpende lengder i baneform eller i andre passende former. Etter å ha blitt meddelt varme-krympende egenskaper kan man plassere materialet rundt den eller de gjenstander eller deler som skal brann- og flammebeskyttes, hvoretter materialet kan sammensveises langs kantsømmer for dannelse av passende omhylninger.

Den foreliggende teknikk egner seg også for fremstilling av krympetape.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for brann- og flammebeskyttelse av gjenstander f.eks. i rør- eller slangeform, eller i former som kan træs over flenser, T-stykker, rørbend etc, f.eks. i forbindelse med rørledningsinstallasjoner, eventuelt for flamme- og brannbeskyttende krympeisolasjon av kabelskjøter, i form av baner eller som krympetape, karakterisert ved at et brannbestandig materiale omfattende 60-100 vektdeler termoplast, fortrinnsvis en etylen-kopolymer, 50-450 vektdeler aluminiumhydroksid og 150-600 vektdeler kalsiumkarbonat og/eller kalsiummagnesiumkarbonat i form av et plast/keramikk-materiale, gis en passende form, f.eks. en slange- eller baneform, som utsettes for partikkelbestråling, spesielt i området 10 keV-3 MeV, hvoretter materialet oppvarmes til det blir mykt og ekspanderes, og deretter avkjøles til lagringstemperatur i ekspandert form, hvoretter materialet eller deler av dette monteres på brukerstedet og påvirkes av varme slik at det krymper tett om den gjenstand som skal brann- og flammebeskyttes.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at der ved bestrålingen anvendes et materiale som er fremskaffet ved en to-sjikts-ekstrudering hvor innersjiktet omfatter tilsetningsstoffer som lokalt forhindrer tverrbinding, eller at materialet omfatter et innersjikt med inndiffunderte slike tilsetningsstoffer .

3. Brannbestandig materiale for flamme- og brannbeskyttelse av gjenstander, f.eks. i rør- eller slangeform, eller i former som kan træs over flenser, T-stykker, rørbend etc, f.eks. i forbindelse med rørledningsinstallasjoner, eventuelt for flamme- og brannbeskyttende krympeisolasjon av kabelskjøter, i form av baner eller som krympetape, omfattende 60-100 vektdeler av en termoplast, fortrinnsvis en etylen-kopolymer, 50-450 vektdeler aluminiumhydroksid og 150-600 vektdeler kalsiumkarbonat og/ eller kalsiummagnesiumkarbonat, karakterisert ved at materialet omfatter et ytre bestrålt sjikt hvor polymeren er tverrbundet og tillagt hukommelsesegenskaper.

4. Materiale som angitt i krav 3, karakterisert ved at den del av materialet som ikke er tverrbundet, omfatter tilsetningsstoffer som forhindrer tverrbinding av radikaler, idet tilsetningsstoffene er fremskaffet ved to-sjikts-ekstrudering av materialet, eller ved inndiffundering i materialet.

5. Materiale som angitt i krav 3 eller 4, karakterisert ved at det bestrålte sjikt av materialet utgjør 15-50 % av materialets tykkelse.

6. Anvendelse av et materiale som omfatter 60-100 vektdeler av en termoplast, 50-450 vektdeler aluminiumhydroksid og 150-600 vektdeler kalsiumkarbonat og/eller kalsium-magne-siumkarbonat, og som er blitt utsatt for bestråling for delvis tverrbinding av termoplasten, som påkrympbar brann- og flammebestandig isolasjon av gjenstander.

7. Anvendelse av et materiale som angitt i krav 6, hvor det tverrbundne yttersjikt utgjør 15-50 % av materialets tykkelse.