NO832913L - Klebemiddel for brannsikring og fiberinnkapsling - Google Patents

Description

Den foreliggende opfindelse angår generelt brandsikre klæ-bemiddelmaterialer og angår især et brandsikkert klæbemiddelmateriale med effektivefiberindtrængnings og -indkapslings-egenskaber der medfører, *t fiberen gøres brandsikker. Især angår opfindelsen et brandsikkert klæbemiddelmateriale, der effektivt kombineres med fiber- og pulverformede materialer til dannelse af en isolering af den art, der sprøjtes på,

og som har effektive varmeisolerende egenskaber samtidig med at det er af en brandsikker art.

På grund af de store tab af menneskeliv og ejendomme, der typisk foranlediges af brande, er der blevet udviklet et stort antal materialer, der i nogen grad har haft held til at hæmme flammespredning. I realiteten er alle kendte brandsikre isoleringsmaterialer i nogen grad brændbare,eller de'har en forholdsvis begrænset varmehæmmende termisk duelighed. Desuden frigør mange af de udviklede materialer farlige giftige dampe, når de er udsat for ild, og er dermed ufordel-agtige set ud fra risikoen for at fremkalde en lungebeskafli-gelse.

Det har også været anset for ønskeligt at anvise et varmeiso-leringsmateriale, der også kan fungere som et brandsikkert klæbemiddel,og som kan benyttes som en indgående bestanddel til indre belægninger af metalbygninger og andre forholds-

vis glatte fleksible overflader. I mange tilfælde er det i realiteten umuligt at tilvejebringe et materiale med en effektiv fleksibilitet og klæbende karakter til fastgørelse til de glatte overflader af en metalpladebygning og som også

er af en brandsikker art. Almindeligvis har brandsikre materialer en stiv beskaffenhed, da de typisk er kiselholdige, hvorved de bliver forholdsvis uegnede som et brandsikkert klæbemiddel til brug på fleksible genstande og overflader.

Et andet område der giver anledning til væsentlige bekymrin-ger, er den nylige opdagelse af, at asbestfibre og -fibriller har en kræftfremkaldende beskaffenhed,og at de muligvis er ansvarlige for et stort antal dødsfald på grund af lungecan-cer hidrørende fra et arbejde, hvor der forekom langvarig kontakt med asbestmaterialer. Det er velkendt, at mange private og offentlige bygninger indeholder væg- og loftskonstruktioner, der indbefatter asbestmateriale. Det er blevet fastslået, at disse materialer kontinuerligt frigør asbestfibre og -fibriller, der kunne udgøre en risiko for de personer, der opholder sig i lokalerne, især i lange tidsperioder. Det er derfor ønskeligt at tilvejebringe et materiale eller en materialekombination, der kan benyttes til at opnå effektiv brandsikring, varmeisolering og beskyttelse mod asbestforurening. Hidtil har man anset det for uigennemfør-ligt at tilvejebringe et enkelt materiale med effektiv beskyttende egenskaber for alle disse tre områder. Den foreliggende opfindelse angår derfor et materiale med effektive kvaliteter i hver af disse tre områder, der giver anledning<1>til offentlig bekymring.

Som omtalt ovenfor har man benyttet forskellige materialer til at tilvejebringe i det væsentlige "brandsikre belægninger på bygningers væg- og loftskonstruktioner og på konstruk-tionsbæredele af metal i forsøg på at tilvejebringe en brand-hæmmende evne, der i realiteten forsinker flammespredningen. Disse materialer er beregnet til at begrænse varmeudviklinTgen i en sådan grad, at brandspredningen og udviklingen for-sinkes for således at-give brandmændene rigelig tid til at nå brandstedet og slukke ilden, før der er sket væsentlig skade. I de fleste tilfælde kræves et materiale med en brandmodstandsevne til med succes at bestå prøver til bestemmelse af materialets evne til at modstå udviklingen og spredningen af en brand. En sådan prøve er nævnt i "American Society for Testing and Materials E119-80 Standard Methods of Fire Test of Building Constructions and Materials". Denne prøve er beregnet til at give data til at sætte de bestemmende myn-digheder i stand til at bestemme samlingers egnethed til an-vendelse i lokaler og på steder, hvor der kræves en brand-modstand med en specificeret varighed. Denne standard benyttes ikke til at måle og beskrive materialernes eller samlingernes egenskaber ved reaktion over for varme og flamme under kontrollerede laboratoriebetingelser. Det benyttes heller ikke til at beskrive eller bedømme materialers eller samlingers brandrisiko under aktuelle betingelser. Denne prøves resultater benyttes typisk som elementer til brandrisikovurdering, der tager hensyn til alle de faktorer, der angår en brandrisikovurdering i forbindelse med en speciel slut-anvendelse. Afprøvning behøver ikke at være respræsentativ for alle brandbetingelser, der..j£an variere ved ændringer i rummets karakteristika.JBed hensyn til mængde, art og forde-ling af brandbelastning, ventilation, rumstørrelse og -form og varmebeskyttelseslag. Det tilvejebringer imidlertid ikke et relativt mål for samlingernes brandoptræden under speci-ficerede brandafprøvningsbetingelser. Enhver variation fra' de betingelser der afprøves, kan væsentligt ændre samlin-gens ydelseskarakteristika. Ved denne prøve rettes en brand, der typisk udvikles ved hjælp af naturgas, mod en isoleret overflade,og termoelementer placeret modsat til den isoiere-de flade benyttes til at måle temperaturforøgelsen, når. bran-den fortsætter. Et materiale siges ikke at bestå denne prøve, hvis termoelementerne viser en temperaturstigning til 121,1°C inden for en forudbestemt mindste tidsperiode. Forskellige andre prøver gennemføres også for at bestemme materialernes varmeisolerings- og brandmodstandsevne. For det meste er det særdeles vanskeligt for ethvert kendt brandsikkert belægningsmateriale at opfylde en brandteknisk klasse, der nærmer sig 60 (min.).

Et andet vigtigt område er, at det brandsikre materiale også skal have en evne til fordelagtigt at virke varmeisolerende og til at forblive på plads selv på fleksible overflader, såsom en metalpladebygnings indre vægge. Det er velkendt, at plademetalbygningers metal har en tendens til at udstråle varme, når de opvarmes under omgivelsesbetingel-ser, såsom varme sommerdage osv. Man har fundet det praktisk at forsyne metalbygningers indre overflader med belægninger af varmeisolerende materiale for at hæmme varmeudstråling.

De fleste termiske materialer, der kan klæbe til metalplade-bygningers fleksible indre metalvægskonstruktioner, kan kun tilvejebringe en minimal beskyttelsetset ud fra et brandsik-bestar

kerhedssynspunkt. I nogle tilfælde / det varmeisolerende materiale af urethanskum, et meget let antændeligt materiale, der under brand giver giftige gasser. Det er derfor ønskeligt at tilvejebringe et brandsikkert belægningsmateriale, der også fungerer som et varmeisolerende materria-le, og som er i stand til effektivt at bindes til fleksible yægkonstruktioner tilligemed at have en evne til at klæbe til forskellige metal- og ikke-metalkonstruktioner, såsom typisk benyttet inden for byggeindustrien for kontor- indu-stri- og beboelsesbygninger. "

Asbest er på grund af dets varme og brandmodstående karakteristika længe blevet benyttet som et konstruktionsmateria^e. Det er også ble<y>et benyttet som en effektiv struktur til lydabsorption og til dannelse af bygningskonstruktioners loftoverflade på grund af sine rlmeligt lave vægtkarakteristika. Det er imidlertid nyligt blevet opdaget, at asbestfibre er kræftfremkaldende, og at de er vanskelige at udstøde, når de er afsat i dyrs og menneskers lunger. Desuden har man fastslået, at asbest udgør en helbredsrisiko, når det benyttes i bygningskonstruktioner på en sådan måde, at der fri-gøres asbestfibre og -fibriller, der kan bæres i den atmos-^ færiske luft og indåndes af personer, der opholder sig på området. Indtil fornylig anså man almindeligvis, at det var en arbejdsmæssig helbredsrisiko for asbest-arbejdere at være udsat for asbest. Nu har man imidlertid lært, at et lige så alvorligt problem med hensyn til at være udsat for asbest kan forekomme i alle de bygningstyper, hvori visse asbestjindehol-dende materialer er blevet benyttet til brandsikring, isolering og udsmykning. Asbestfibre kan frigøres fra disse materialer og forurene bygningens miljø. Personer, som derpå ud sættes for asbest kunne udvikle lungekræft eller kræft i andre legemsdele på grund af fibrenes kræftfremkaldende egenskab. Uheldigvis er opdagelsen af sygdomme tilknyttet asbest vanskelig, da den latente periode mellem tidspunktet, hvor man er udsat for asbest og sygdommens fremkomst undertiden er så lang som fra 20 til 40 år.

I løbet af 1982 udstedte Federal Register en bestemmelse der henledte opmærksomheden på et nylig af"Environmental Protection Agency" ibrugtaget regulativ, der. kræver, at offentlige og private skoleområder skulle efterses for let smuldrende, sprøde materialer. Hvis der findes let smuldrende, sprøde materialer skal de ifølge dette regulativ analyseres for asbestindhold og analysens resultater skal slås op i områdets administrationskontorer og i fakultets-og pedelarbejdsrum og opholdsrum i de pågældende bygninger. Skoler, hvori der eksisterer materialer med indhold af sprød asbest,skal opslå advarsler om asbestens helbredsrisici og rnstruktioner om de fremgangsmåder, der skal benyttes af de ved skolen ansatte for at undgå og reducere, at man bliver udsat for asbest. Til brug for dette regulativ er let smuldrende, sprød t materiale defineret som ethvert materiale påført lofter, vægge, konstruktionsdele, rør, ledningsarbejde og enhver anden del af bygningens konstruktion der, når det er tørt, kan smuldres, pulveriseres eller omdannes til pulver

ved manuelt tryk. Hvor der findes større mængder asbestfibre i sprøde materialer, gives der faktisk sikkerhed for, at der stilles krav om at reducere eller eliminere sådanne materialer ved konstruktionsmæssige handlinger. Det er derfor ønskeligt at anvise et middel til på en enkel og effektiv måde at gøre bygningskonstruktioner sikre, når man fastslår, at asbest indeholdende sprøde materialer er til stede i bygningskonstruktioner, hvori der til stadighed opholder sig mennesker. Sådanne materialer benyttes i stor udstrækning i skole- og kontorbygninger.

I skole- og kontorbygninger såvel som i mange andre kommer-cielle bygninger og i hjem benyttes mange forskellige materialer til at opnå lydabsorption. For størstedelen er disse materialer udformet som antændelige materialer med mindre de på anden måde er behandlet til at være brandsikre eller til at give en brandmodstandsevne. I mange tilfælde har man for at opnå lydabsorption benyttet materialer, der indeholder sprød asbest. Disse materialer er derfor anledning til bekymring ud fra synspunktet vedrørende den oven for omtalte asbestforurening. Det er derforjønskeligt åt anvise materialer, der har en effektiv lydabsorptionsevne, og som også er i stand til at tilvejebringe en effektiv brandsikring og asbestindkapsling for derved at gøre de fleste lydabsorbe-rende materialer både brandsikre og, set ud fra et helbreds-synspunkt, miljømæssigt sikret

Sagt i korthed er den foreliggende opfindelse en flydende brandsikrende, klæbende sammensat masse, der indbefatter en vandig suspension eller emulsion, der indeholder en største mængde af et alkalimetalsilikat og mindre mængder af et vandafvisende middel og et overfladeaktivt middel. Fortrinsvis indeholder massen også en mindre mængde af en flydende stabilisator- og plastificeringsmiddelforbindelse og indeholder endvidere fortrinsvis en mindre mængde af et dårlig lugt sty-rende middel. Det omtalte alkalimetal kan være Ni, K, Li,

Rb eller Sc; Na og K foretrækkes imidlertid. De forekommende emulsioner er i det væsentlige stabile og har ikke nogen tendens til at adskilles eller faseopdeles.

Det er derfor et første karakteristikum for den foreliggende opfindelse at anvise et brandsikkert klæbende materiale,

der har den evne, at det kan benyttes med andre fibrøse eller partikelformede materialer til dannelse af en isolering, der kan sprøjtes på, og som har en effektiv brandsikker evne.

Ved den foreliggende opfindelse anvises endvidere et nyt brandsikkert klæbende materiale, der har tilstrækkelig fleksibilitet til at klæbe til de indre vægge af de fleste metal-

og ikke-metalbygninger for til disse at tilvejebringe effek-

tiv varmeisoleringskarakteristika såvel som effektiv brand-sikringsevne.

Ved den foreliggende opfindelse anvises endvidere et nyt brandsikkert klæbemateriale, der er i stand til at indkapsle fibre og som er i stand til effektivt at trænge ind i fi-

brøse materialer og frembringe eri fiberindkapsling, hvorved disses fibre gøres sikre for så vidt angår potentiel kræftfremkaldende karakter.

Indenfor den foreliggende opfindelses omfang overvejes det endvidere at anvise et nyt brandsikkert klæbende materiale,'

der kan saraarbejdes med andre pulverformede materialer og sprøjtes på bygningsoverflader til at tilvejebringe en effektiv lydabsorption samtidig med, at man opnår, at bygningens overflader brandsikres. '

Ved den foreliggende opfindelse anvises endvidere et nyt brandsikkert klæbende materiale, der vil modstå og hæmme

enhver flammespredning, når det kooperativt er forenet med andre pulverformede materialer i form af en påsprøjtelig belægning.

Ved den foreliggende opfindelse anvises endvidere et nyt brandsikkert klæbende materiale, der indbefatter principielt inkompatible bestanddele, der samles på en sådan måde, at der frembringes et i det væsentlige uadskilleligt flydende brandsikkert klæbemiddel, der enkelt og effektivt kan påfø-

res til tilvejebringelse af brandsikring af bygningers eller andre konstruktioners overflader.

Det er også et vigtigt karakteristika for den foreliggende opfindelse at anvise en ny fremgangsmåde til at fremstille et brandsikkert klæbende materiale, hvori i grunden inkompatible bestanddele af det klæbende materiale forenes i en speciel mængde i en speciel rækkefølge for derved at opnå

en effektiv udvikling af en kolloidal suspension, der vil forblive i det væsentlige uadskillelig i lange tidsperioder.

Ved den foreliggende opfindelse anvises også et nyt brandsik-.kert klæbende materiale, der effektivt kan forenes, har en

lav pris og er pålidelig ved brug.

Kort sagt indbefatter det' brandsikre klæbende materiale

ifølge opfindelsen en forudbestemt mængde af flydende alkalimetalsilikat, fortrinsvis natriumsilikat, hvori der blandes en mængde af et overfladeaktivt middel/vandopløsning, der er tilstrækkelig til at gøre det hærdede brandsikre klæbende . materiale fleksibelt og sørge for dets emu]gering i dets flydende tilstand. Den klæbende blanding indbefatter fortrinsvis også en tilstrækkelig mængde af et siliciumholdigt vand'afvisningsmiddel for at gøre det hærdede klæbende materiale holdbart, kemisk modstandsdygtigt og vandafvisende. Når den klæbende blanding er påført, foreligger den i videre i form af en i det væsentlige uadskillelig væskesuspension i uhærdet tilstand og bliver hærdet til en hærdet eller massiv form, når den udsættes for atmosfæren, hvorved den omdannes fra flydende tilstand til en massiv fleksibel masse med tilstrækkelig adhæsion til de fleste metal- og ikke-metaloverflader. Det brandsikre klæbende materiale kan også indbefatte en tilstrækkelig mængde af en flydende stabilisator- og plastificeringsmiddelforbindelse til at forøge det hærdede klæbemiddels fleksibilitet.

Det brandsikre klæbende materiales specielle bestanddele blandes i overensstemmelse med en fremgangsmåde, hvori i grunden inkompatible bestanddele tvinges til samling for derved at frembringe en i det væsentlige uadskillelig suspension, der forbliver i flydende form i lange tidsperioder, og som ved at udsættes for atmosfæren vil hærde inden for en forholdsvis kort tidsperiode til dannelse af en elastisk masse med effektiv adhæsion over for de fleste overflader. Bestanddelene blandes i en kraftdreven mekanisk blander, hvor blan-dehastighedsområdet er tilstrækkeligt stort til at forhindre materialernes krystallisering under samling og er tilstrækkelig lav til at forhindre ved varme fremkaldt krystallisering, hvilket ellers ville resultere i, at materialet blev ødelagt til brug som et klæbemiddel. Blanderens blade drejes tilstrækkelig langsomt, således at^blandingen samles ved hjælp af skæring og forskydning'og ikke ved piskning. Det klæbende materiale kan også indbefatte et middel til at bekæmpe dårlig lugt for at sikre mod tilstedeværelsen af uønsket lugt.

Skønt den foreliggende opfindelse ikke er begrænset til fremstilling af dettes klæbende materiale ved hjælp af en "charge" fremgangsmåde, hvor en speciel mængde brandsikkert klæbende materiale fremstilles, beskrives den foreliggende opfindelse for nemheds skyld her især i forbindelse med en charge-fremstillingsproces. Størrelsen for den specielle charge angivet i de efterfølgende eksempler er endvidere kun repræsentativ for de specielle dimensioner for en forsøgsfremstillingsvirk-somhed, der er i stand til at fremstille små charger af brandsikkert klæbende materiale til forsøgsformål. De pågældende procenter for de forskellige bestanddele, der indgår i det klæbende materiale vil ikke af denne grund variere signifikant, selv om en fremstillingsproces med meget større charger blev igangsat eller man benyttede en kontinuert fremstillingsproces. Det brandsikre klæbende materiales forskellige bestanddele angives ved rumfang i stedet for

ved procent, da de angår det specielle chargerumfang, der fremstilles af forsøgsvirksomheden.

Som omtalt oven for er det brandsikre klæbende materiales forskellige bestanddele i grunden imkompatible. Hvis de blev samlet uden nogen form for omrøring, eller hvis de blev orarørt på en ukorrekt måde, ville disse materialer medføre forskellige sammensatte former indbefattende en fuldstændig eller delvis krystallinsk form eller en form, hvori visse bestanddele enten flyder oven på andre flydende bestanddele eller afsættes ved bunden, hvilket ville resultere i en lagdeleing på grund af ukorrekt blanding. For at samle disse bestanddele til at danne en uadskillelig væske eller en kolloidal suspension skal materialerne tvinges sammen i overensstemmelse med en fremgangsmåde, der omtales nedenfor.

Efter at et antal indledende forsøg var gennemført, er det blevet bestemt, at omrøringens karakter er af kritisk afgørende betydning for korrekt at fremstille et brandsikkert klæbende materiale. Desårsag valgtes en blandemaskine med et blande-

kar med tilstrækkelige dimensioner til at indeholde ca.

2.080 liter flydende materiale. Der blev tilvejebragt en blandemaskine indbefattende en elektrisk motor, en bæltedre-ven væskeblandingsmekanisme med en rotationsskovlhjulsenhed af typen med et blad med en stor forskydnings- eller skære-evne. Ved forsøg blev det fastslået, at et flydende skære-eller forskydningsblad har en bedre evne til at samle bestanddelene i forhold til et kendt blandeblad eller -kniv. Det brandsikre klæbende materiales inkompatible materialer samles mere korrekt ved skærings- eller forskydningsvirkning end ved at piskes ved den mekaniske virkning af en mere kon-ventionel blandekniv. Det blev fastslået, at en blandekniv af den skærende art ville opnå en effektiv suspension af væskematerialernes partikler uden at frembringe tilstrække-

lig friktionsvarme på materialerne, der ville medføre en utidig krystallisering. Det blev også bestemt, at blandeha-stighederne skal gennemføres inden for et hastighedsområde på fra ca. 500 til 3.000 omdr. pr. minut, fortrinsvis ca.

800 omdr. pr. minut til ca. 2.500 omdr. pr. minut. Det blev endvidere bestemt, at området fra ca. 1800 til 1900

omdr. pr. minut er et optimalt hastighedsområde for effektiv skæringsvirkning og som tilvejebringer den ønskede samling

af de forskellige bestanddele, der er involveret i det brandsikre klæbende materiale.

Det brandsikre klæbende materiales hovedbestanddel er et alkalimetalsilikat, fortrinsvis natriumsilikat eller vandglas, der indarbejdes i blandingen i et rumfangsforhold i den frem-stillede chargeprøve på fra ca. 1.135 liter til ca. 1.703 liter.

Alkalimetalsilikaterne, kendt sdm opløsélig silikater, fremstilles almindeligvis ved-at smelte en meget ren kilde af et passende . alkalimetal, f. eks. soda og k^s^e^J-syreanhydrid sand ved høje temperaturer, f.eks. 1300°-/ Produkter, hvori kiselsyreanhydrid-til-alkalivægtforholdet er omkring 2:1 er vandopløselige, medens de hvori forholdet er over 2,5:1 skal opløses ved damp under tryk. Natriumsilikat er langt det mest almindelige alkalimetalsilikat og foretrækkes, da det er nemt at få og forholdsvis billigt. Betegnelsen alkalimetalsilikat er en generisk betegnelse, der gives til en 1 * gruppe kemikalier, der er sammensat af-alkalimetaloxid (AlkC^) og kiselsyreanhydrid (SiC^) og almindeligvis,. men ikke altid vand. I den foreliggende sammensætning kan man benytte et bredt område alkalimetaloxid til siliciumoxid, fortrinsvis fra 1:1 til 1:6, men man foretrækker imidlertid alkalimetaloxid / kiselsyreanhydridforhold på 1:2,5 til 1:4.,Silikater hvori alkalimetalindholdet er mindre end ca. 1:2,5 er fedtede og klæbrige, ændres langsomt fra væske til fast stof under vandtab; de med et vægtforhold på over 4:1 er derimod hånd-terbare materialer i opløsninger med relativt lav faststofindhold. Alkalimetalsilikaterne benyttes normalt i vandopløs-ninger med faststofindholdet så koncentreret, at de nemt kan håndteres. Almindeligvis vil man benytte alkalimetalsili-kater i opløsningsviskositeter op til 400 centipoise ved

20°C, fortrinsvis ca. 150 til 350 centipoise ved 20°C. Således kan en fagmand vælge den alkalimetalsilikatopløsning,

der har det ønskede forhold mellem alkali- og siliciumkisel-syreanhydrid, faststofindhold og viskositet til fremstilling

og slutproduktegenskaber (f.eks. hærdningshastighed, fast-stof indhold og tilsvarendel inden for disse områder med et minimalt antal forsøg.

Et optimalt rumfang af natriumsilikat til et specielt charge-volumen på ca. 1.518 liter klæbemiddelmateriale anses at være af størrelsesordenen 1.400 liter. Temperaturområdet for natriumsilikatet for tilberedelse af det klæbende materiale blev endvidere bestemt til at være i området fra ca. 10°C

til ca. 65,6°C. En optimal temperatur blev bestemt til at være i størrelsesordenen på 37,8°C. Ved en temperatur på

10°C har natriumsilikatvæsken en rimelig viskos natur og accepterer forholdsvis modstræbende den klæbende blandings andre inkompatible bestanddele. Ved temperaturer over 65,6°C har natriumsilikat en signifikant tendens til krystallisering og vil enten ikke effektivt acceptere de andre inkompatible bestanddele på en sådan måde, at der dannes en kolloidal suspension eller den vil krystallisere i en sådan grad, at fremstillingen af en væskeformet kolloidal suspension bliver forholdsvis umulig.

og Den flydende stabilisator-/ plastificeringsmiddelforbindelse

er fortrinsvis en flydende diol, der er flydende ved 0oC, har 2 til 4 carbonatomer og er opløselig i vand. Egnede dioler indbefatter ethylenglycol (1,2-ethandiol), 1,2-propan- i diol, 1,3-propandiol, 1,2-butandiol og 2,3-butandiol.

Det overfladeaktive middel er fortrinsvis et anionisk, ikke-, ionisk eller amphotert overfladeaktivt middel af den art,

der er almindelig kendt inden for teknikken.

Anioniske overfladeaktive emulsiferende midler, såsom alkali-sæber, har den generelle formel, RCOOM, hvori RCOO repræsen-terer en fedtsyre indeholdende fra 3 til 25 carbonatomer

(repræsenteret ved R), og hvor M er et alkalimetal, såsom

natrium, kalium, lithium eller tilsvarende, kan benyttes.

F.eks. er blandede fedtsyrer afledt fra talg, kokosnødolie, palmeolie osv. særlig .brugbare. Eksempler på egnede alkali-sæber indbefatter natrium og kaliumsaltene af oleinsyre, palmitinsyre, stearinsyre, linolinsyre og tilsvarende stoffer.'

Andre anioniske overfladeaktive midler indbefatter en syre afledt fra andre kilder, såsom f.eks. harpiks, for natriumsaltene af abietinsyre eller isomere af denne.

Andre overfladeaktive midler af<f>den"anioniske type, og som

kan benyttes,indbefatter de alifatiske og alkyl aromatiske sulfonater med den generelle formel:

hvor R er et alifatisk radikal, aromatisk radikal (indbefattende alkaryl) eller et hydrogenatom, og hvor M er et alkalimetal. Eksempler på < •' egnede overfladeaktive midler af sulfonattypen indbefatter jordoliesulfonaterne, såsom isopropylnaphthalensulfonat, natriumheptybiphenylsulfonat, natriumsaltene af polymeri-serede alkylarylsulfonsyre og tilsvarende.

Typiske overfladeaktive midler indeholdende sulfat eller sulfonatgrupper er saltene af sulfaterede fedtalkoholer

indeholdende 8-18 carbonatomer, alkylbenzen-sulfonsyre indeholdende 8-18 carbonatomer i alkylkæderne, eller sulfaterede kondensater af phenol, cg_i8alkylphenol eller £5-18f edt-alkoholer med ethylenoxid. Saltenes kationer er almindeligvis natrium, kalium eller ammoniumioner.

De ikke-ioniske overf ladeaktive midler er sammensætninger

såsom ethylenoxid eller propylenoxidkondenseringsprodukter af forbindelser indeholdende reaktive hydrogenatomer. Egnede ikke-ioniske overf ladeaktive midler indbefatter forbindelser

såsom ethere med den generelle formel R-(OCr^CI^) -0H, hvor R er et aromatisk radikal eller en alifatisk radikal indeholdende op til 20 carbonatomer og n er et helt tal mellem 1 og 8.

Et eksempel på amphotere overfladeaktive midler er C-cetyl-petain.

En mere komplet liste af nyttige anioniske, ikke-ioniske og amphotere overfladeaktive midler kan findes i den i 1964 ud-givne publikation "Detergents and Emulsifiers", John W. McCutcheon, Inc., Morristown, New Jersey og i Schwartz and Perry, "Surface Active Agents", New York Interscience, Inc., 1949.

Egnede siliciumholdige vandafvxsend e midler indbefatter alkalimetal-saltene af hydrocarbonsubstitueret silantriol (undertiden kaldt silonlater) af den generelle formel:

a

hvori R er en hydrocarbylradikal med 1 til 16.

carbonatomer af alkyl, aryl, arakyl, alkaryl indbefattende

ikke reaktive substituenter såsom chlor, brom, fluor eller

■ jod. Hydrocarbylradikalerne indbefatter f.eks.. methyl, ethyl, docyl, phenyl, naphthyl, biphenyl, benzyl, xylyl og tilsvarende stoffer. Formlen I antages at være den vandige form, der kan tørres til [R SiC^lalkalimetal.

Da den foreliggende opfindelses endelige sammensatte masse er en vandig opløsning, kan de forskellige komponenter alle blandes i som vandige opløsninger.

Vand tjener både som bæremiddel for komponenterne og for den kontinuerte fase for emulsionen, der resulterer fra den foreliggende kombination af komponenter, og vil almindeligvis indbefatte fra ca. 40 til 70 vægt% af den endelige (totale), sammensatte masse, og fortrinsvis ca. 55 til 65 vægt% af den sammensatte masse. Uden vand er bestanddelene af den brandsikre sammensatte masse fortrinsvis til stede i de etter-følgende vægtmængder:

Når blandeapparatets blandekar indeholder ca, 14 00 liter natriumsilikat, indføres en tilstrækkelig mængde af en flydende stabilisator- og plastificeringsmiddelforbindelse under kontinuert omrøring af natriumsilikatet med blandemaskinens skæreblad arbejdende ved en omdrejningshastighed på fra 1800 til 1900 omdr. pr. minut. I en egnet form for opfindelsen

foreligger den flydende stabilisator-og plastif iceringsmiddel-forbindelse i form af ethylenglycol, der blandes i et område fra ca. 19 liter til ca.- 76 liter til natriumsilikatet, der er i blandekarret. Fortrinsvis er en optimal mængde af ethylenglycol ca. 38 liter, der ganske langsomt tilsættes til natriumsilikatvæsken under kontinuert omrøring. F.eks. tilsættes ethylenglycol ved en hastighed, der ikke væsentlig overstiger 19 liter pr. minut. Hvis ethylenglycolen tilsættes for hurtigt, vil den påvirke natriumsilikatvæsken så stærkt, at det resulterer i umiddelbar krystallisering. Det er derfor nødvendigt at indføre ethylenglycolen til det omrørte natriumsilikat så langsomt, at natriumsilikatet forbliver

flydende under hele tilsætningen af ethylenglycol. Ethylenglycolen tilvejebringer det brandsikre klæbende materiale med en frysningsmodvirkende egenskab, der gør det egnet for forsendelse, håndtering, lagring i miljøer med forholdsvis lav temperatur,sådan som de kan forekomme i løbet af vin-teren. Ethylenglycolen tilvejebringer endvidere væskestabili-sering og fungerer også som en plastificeringsmiddelforbindelse til at forøge det hærdede klæbemiddels fleksibilitet efter,at det er blevet påført.

En mængde af et overfladeaktivt middel opløses derpå og vand

og denne blanding af vand/overfladeaktivt middel indføres i den omrørte blanding i blandekarret. For at forhindre, at natriumsilikatet gives chok, der ville resultere i umiddel-

bar krystallisering, tilsættes vand/overfladeaktivt middel-blandingen ved omtrent den samme eller en langsommere til-sætningshastighed, som beskrevet oven for i forbindelse

med ethylenglycol.

Efter at ethylenglycolen er blevet fuldstændig tilsat, og dispergeret i blandingen i bladekarret, tilsættes en mængde af flydende siliciumholdigt vandafvisningsmiddel til blandekarret, hvis tilsætning er så langsom som ovenfor beskrevet i forbindelse med blandingens bestanddele af ethylenglycol og overfladeaktivt middel/vand. Blandingens viskositet i blandekarret vil igen bestemme tilsætningshastigheden af det siliciumholdige vandafvisningsmiddel. Hvis materialet har en rimelig viskøs natur, skal det siliciumholdige vandafvisningsmiddel indføres meget langsomt. Hvis blandingen har en normal viskosi-, tet, der forekommer ved en temperatur på ca. 37,8°C, kan det siliciumholdige vandafvisningsmiddel indføres hurtigere uden at påvirke blandingen og foranledige umiddelbar krystallisering. Til en rumfangscharge, som ovenfor beskrevet, vil rumfanget af det flydende siliciumholdige afvisningsmiddel være i størrelses-ordenen på fra 38 liter til 76 liter, idet dettes optimale volumen er i en størrelsesorden på 57 liter. Efter at den langsomme tilsætning af det siliciumholdige vandafvisningsmiddel er af- sluttet, fortsættes omrøring i en tilstrækkelig tidsperiode til, at blandemekanismens skærekniv etablerer en kolloidal eller uadskillelig blanding. Efter at dette er sket, kan blandeapparatet standses og den klæbende blanding i blandekarret kan overføres til tromler, tanke eller andre lager-beholdere for lagring og håndtering. Når det er blandet korrekt, vil det klæbende materiale ikke blive lagdelt på grund af sætning eller flydning, men vil snarere bevare en homogen væskekonsistens, der kan tåges op ved hjælp af pumper for håndtering eller af venturirørerie for klæbemiddelsprøjteap-parater for sprøjtepåførsel på overflader.

Den siliciumholdige vandafvisningsvæske kan foreligge i form af natrium-methylsilanolatopløsning, der giver klæbemiddelblandingen en særdeles god termisk og oxjdationsstabilitet, vandafvis-ningsevne, holdbarhed, kemisk og korrosionsraæssig modstands-evne og god holdbarhed.

En vandtæt brandmodstandsdygtig klæbemiddelblanding frem-* stillet ifølge ovenstående, vil typisk have en ildelugtende karakter. For at eliminere eller reducere denne ildelugten-

de karakter til et minimum og for yderligere at forøge fleksibiliteten af det resulterende hærdede brandsikre klæbemiddelmateriale, kan der under blandefasen tilsættes en mæng-

de af egnet deodørantmateriale. Et eksempel på et egnet middel til at bekæm<p>e dårlig lugt, og som også giver ekstra fleksibilitetstyring, er et vandaktiveret koncentrat til at bekæmpe dårlig lugt, og som er fremstillet og sælges under varemærket OXFORD AIR-O-SYN af Oxford Chemicals of Atlanda, Georgia. Til en charge af klæbende materiale, som

oven for angivet, tilsættes typisk et vandaktiveret koncentrat, der bekæmper dårlig lugt, i en størrelsesorden fra 1,89 liter til 4,73 liter til blandingen, idet den optimale mængde er af størrelsesordenen 3,31 liter. Dette koncentrat til at bekæmpe dårlig lugt, vil effektivt medføre, at det resulterende brandsikre klæbende materiale er i det væ-

sentlige fri for enhver frastødende lugt. Foruden at bekæmpe den dårlige lugt, forøger OXFORD AIR-O-SYN koncen-tratet til bekæmpelse af dårligt luft også fleksibiliteten af det resulterende hærdede brandsikre klæbende materiale.

Nedenfor er der en skematisk oversigt over de nederste, de optimale og de største områdeværdier for de forskellige bestanddeles rumfang, temperatur og blandehastigheder, der kan benyttes ved fremstilling af brandsikkert, klæbende materiale ifølge opfindelsen. Skønt^der er angivet specielle materialer er det ikke.tilsigtet,at den foreliggende opfindelse er begrænset til brug af de specielle materialer og de angivne rumfang. Andre egnede materialer kan substitueres for de angivne inden for den foreliggende opfindelses ide og omfang. <

Da mange af de specielle bestanddele af det brandsikre klæbende materiale kan opnås på forskellig måde i forskellige grader, følger neden for en specifik identifikation af de forskellige bestanddele.

Det mest almindelige benytte natriumsilikat er silikat af

soda, klasse 40, der fås fra Diamond Shamrock Corporation,

351 Phelps Court, P.O. Box 2300, Irving, Texas 75061. Dette silikat af soda er opløseligt i vand og er en farvefri uklar væske med ingen eller en let sæbeagtig lugt. Natriumsilikatet har en massefylde på fra 1,30 til 1,71 ved 20°C i forhold til vand ved en massefylde på 1 ved den samme temperatur. Det flydende natriumsilikatmateriale har et kogepunkt fra 101,1-102,2°C. I det brandsikre klæbende materiale fungerer natriumsilikatet som et brandsikkert bindingsmateriale og forøger hærdningshastigheden, efter at materialet er ble-

vet påført. Desuden virker det som en rustinhibitor og tilvejebringer modstand mod utøj. Det er også uorganisk og ugif-tigt.

Natriummethylsilanolatopløsningen kan være af en art fremstillet af Union Carbide Corporation, Silicones and Urethanes Intermediates, Old Ridgebury Road, Danbury, Connecticut

06817, solgt under det identificerende symbol R-20. Dette materiales fysiske form i vandopløsriing har et klart udseende og en vandklar eller -hvid farvé. Materialets tilsyneladende massefylde ved 25/25°C er 1,209. De aktive ingrediensers vægt er 30%._Ved 25°C har den en viskositet på 10 centipoise. Natriummethylsilanolatopløsningen har en udmærket termisk

og oxidationsstabilitet, er vandafvisende og giver det hærdede klæbende materiale en udmærket holdbarhed. Det er også kemisk modstandsdygtigt og ikke korroderende og kan effektivt sprøjtes set ud fra ansøgningens synspunkt.

Ethylenglycolbestanddelen kan fås fra Dow Chemical Corpdråtion, USA, Midland, Michigan 48640. Dette specielle produkt kan identificeres ved ethylenglycol (standard) og er et materiale med lille massefylde i form af en farveløs, praktisk tåget lugtfri væske. Ethylenglycolen har et kogepunkt ved 197,4°C

og et damptryk på 0,12 mmHg ved 25°C. Det er opløseligt i vand, fuldstændig blandbar og har en massefylde på 1,1155

ved 20/20°C. Ethylenglycolen virker til at sænke det brandsikre klæbende materiales frysepunkt og virker også som en stabilisator og et plastificeringsmiddel for det klæbende materiale for at forøge dets fleksibilitet og klæbevirkning.

Det brandsikre klæbende materiales bestanddel af overfladeaktivt middel kan hensigtsmæssigt tage form som Ultra-Wet DS (flake) natriumalkylatsulfonat, der fremstilles af Arco Chemical Company, Division of Atlantic Richfield Company,

1500 Market Street, Philadelphia, Pennsylvanien 19101. Ultra-Wet DS-overfladeaktivmidlet er et enestående natriumalkylatsulf onat med frit strømmende flager. Det benyttes i vandige

media til at tilvejebringe eller forøge overfladeaktivitetfsåsom afspænding, vådgøring, skumning, dispergering og emul-sifisering. Det er især effektivt i områder med hårdt vand. Dette overfladeaktive middel er fuldstændigt opløseligt i

vand og er bionedbrydeligt.

Det dårlig lugtbekæmpende middel kan hensigtsmæssigt

foreligge i form af et vandaktiveret dårlig lugtbekæmpen-

de koncentrat fremstillet af Oxford Chemicals, P.O. Box 80202, Atlanta, Georgia 30166, der sælges under varemærket OXFORD AIR-O-SYN. Denne bestanddel benyttes i en fortyndet blanding med vand og er effektiv til at det resulterende klæbe-middelmateriales lugtkarakteristika går fra ingenting til let sæbeagtigt. Det brandsikre klæbemiddelmateriale vil derfor have en forholdsvis behagelig lugt og vil ikke genere personer, der beskæftiger sig med at påføre dette ved sprøjt-ning.

Set ud fra rumfangsprocent ligger blandingens natriumsilikat-bestanddel i områdetfra ca. 90 rumfangs% til ca. 97 rumfangs%."Opløsningen af overfladeaktivt middel i vand ligger i områ-

det fra 0,01 rumfangs% til ca. 0,1 rumfangs%. Det siliciumholdige vandaf^shingsmldd^^ fra 0,02 rumfangs% til ca. 0,2 rumfangs%. Den flydende stabilisatorplastificerings-forbindelse ligger i området fra ca. 1,0 rumfangs% til ca.

5,0 rumfangs%. Det siliciumholdige vandafvisningsmiddel ligger i området fra ca. 1,0% til ca. 4,0%.

Det resulterende brandsikre klæbemiddelmateriale har en flydende form og har en udmærket adhæsion eller klæbning over for de fleste metal og ikke-metaloverflader. De indgående ingredienser er stort set uorganiske og danner ved størk-

ning en permanent fleksibel matrix, der er ugiftig og meget stabil. Desuden skulle temperaturen, lysintensiteten og fugtigheden, der sandsynligvis mødes i beboede rum, ikke bi-drage signifikant til at nedbryde det hærdede brandsikre

klæbende matrix eller gøre denne ustabil. Det brandsikre klæbende materiale er meget modstandsdygtig over for bratte termiske chok indbefattende åben flamme. Den lille ændring i fysisk form formaterialer, indbefattende indkapslede partikler fra isolering, gips eller tapet,på grund af fysisk eller mekanisk slid eller afrivning eller varmechok skulle ikke resultere i signifikant frigørelse af små partikler eller fibre. Den bindende matrix's adsorption og absorption i asbestfibrene og -fibrillerne resulterer i gravlægning og indkapsling. Indkapslingens sønjlerrivning ved mekanisk slid, indbefattende sandblæsning eller slibning, skulle ikke resultere i, at de større fibre blev revet til fibriller. Ind-tagelse af indkapslede materialer skulle ikke føre til fi-brillernes biotilgængelighed, da den massive matrix ikke ødelægges af fordøjelsessyre .og/eller -enzymer. Den bindende matrix vil på signifikant måde reducere støvfrigørelse ved slid. Partikler frigjort ved slid vil for størsteparten være store og vil ikke påhævneværdig måde blive absorberet af menneskers og dyrs lunge- eller gastrointestinale systém. Det brandsikre klæbemiddelmateriale kan under påsprøjtningen blandes med inaktive isoleringspartikler til at danne en beskyttende, brandsikker belægning, der også har en varmeisolerende evne. En brandsikker belægning af denne art giver en effektiv brandbeskyttelse, varmeisolering, lydabsorption og om nødvendigt asbestfiberindkapsling.

Henset til ovenstående er det klart, at.den foreliggende opfindelse er velegnet til at opnå alle de formål, karakteristika og fordele, der er angivet oven for sammen med andre fordele, der vil fremgå og være naturlige ud fra selve opfin-delsens beskrivelse. Det forstås, at visse kombinationer og underkombinationer er nyttige og kan benyttes uden henvisning til andre karakteristika og subkombinationer. Dette er over-vejet ved og er inden for den foreliggende opfindelses omfang.

Da mange mulige udførelsesformer i den foreliggende opfindelse kan foretages uden at afvige fra dens ide og omfang. må det forstås, at alle de oven for omtalte emner skal fortolkes som illustrative og ikke i nogen begrænsende me-ning.

Claims (10)

1. Brandsikker klæbemiddelblanding i flydende form,kendetegnetved, at den indbefatter: (a) en forudbestemt mængde af et alkalimetalsilikat; (b) en mængde af en opløsning af overfladeaktivt middel i vand tilstrækkelig til at gøre det hærdede brandsikre klæbemiddel fleksibelt og til at tilvejebringe emulge-ring i dets flydende tilstand; (c) en tilstrækkelig mængde siliciumholdigt vandafvisningsmiddel til at gøre det hærdede klæbemiddel holdbart, kemisk modstandsdygtigt og vandafvisende; og (d) at klæbemiddelblandingen i uhærdet tilstand foreligger i form af en i det væsentlige uadskillelig væskesuspension, og at den ved at udsættes for atmosfæren hærder til en fast fleksibel masse. • *'

2. Brandsikkert klæbemiddel ifølge krav 1,kendetegnetved, at: (a), en mængde af en flydende stabilisator- og plastificeringsfor- ....bindelse af en gruppe indbefattende ethylenglycol tilveje- - " : ±>ringes til atf orøge det hærdede klæbemiddels fleksibilitet; (b) den flydende stabilisator- og plastificeringsforbindelse er ethylenglycol; (c) opløsningen af overfladeaktivt middel i vand er natriumalkylatsulfonat opløst i vand; og (d) det siliciumholdige vandafvisningsmiddel er natrium-methylsilanolat.

3. Brandsikkert klæbemiddel ifølge krav 1,kendetegnetved, at: (a) et middel til at bekæmpe den dårlige lugt er indbefattet for lugtreduktion; (b) natriumsilikatet foreligger i området fra ca. 90 volumen% til ca. 97 volumen% af blandingenj (c) opløsningen af overfladeaktivt middel i vand foreligger i området fra ca. 0,01 volumen% til ca. 0,1 volumen% i blandingen; (d). det siliciumholdige vandafvisningsmiddel foreligger i området fra ca. 0,02 volumen% til ca. 0,2 volumen* i blandingen; (e) en mængde. af flydende stabilisator- og plastificeringsfoirbin-delse er indbefattet og foreligger i området fra ca. 1,0 volumen% til ca. 5,0 volumen% i blandingen; og (f) natriumalkylatsulf ona t/vand-(Opløsningen" foreligger i området fra ca. 1,0 volumen% til ca. 4,0 volumen% i blandingen..

4. Flydende brandsikkert klæbende materiale, der kan hærde ved at udsættes for atmosfærisk luft ved omgivelsestempe-råtur til dannelse af en fast, elastisk masse med en god adhæsion over for metal- og ikke-metalliske overflader,kendetegnetved, at den indbefatter efterfølgende bestanddele angivet ved volumen til dannelse af et charge* rumfang af en klæbende væske på ca. 1517,8 liter og indbefattende: (a) 1.400,5 liter natriumsilikat; (b) 37,85 liter ethylenglycol; (c) 4 53,6 g ultra-wet D.S. (flake), overf ladeaktivt middel; (d) 18,9 liter vand; (e) 3,3 liter middel til at bekæmpe dårlig lugt; og (f) 56,8 liter siliciumholdigt vandafvisningsmiddel.

5. Fremgangsmåde til fremstilling af brandsikkert klæbende materiale i flydende form,kendetegnetved, at den indbefatter: (a), fylde et blandesystem indbefattende et blandekar og en motordreven væskeomrøringsmekanisme med en forudbestemt mængde af flydende natriumsilikat; (bl starte omrøringen af det flydende natriumsilikat ved hjælp af den motordrevne væskeomrøringsmekanisme; (cl langsomt indføre en mængde af flydende stabilisator- og pla- stif iceringsmiddel i blandekarret under fortsat omrøring af væskeblandingen; (d) blande en mængde af overfladeaktivt middel med en vand-mængde; (e) langsomt indføre blandingen af overfladeaktivt middel og vand i blandekarret under fortsat omrøring af blandingen; (f), langsomt tilsætte en mængde siliciumholdigt vandafvisningsmiddel i blandekarret;' 'og (g) fortsat blande blandingen i blandekarret i en tilstrækkelig tidsperiode til at frembringe en i det væsentlige uadskillelig flydende blanding. •

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5,kendetegnetved/ at: (a) blandingen samles inden for et temperaturområde fra ca. 10°C til ca. 65,6°C og ved hjælp af et skovlhjul af skåe-re- eller forskydningsarten, hvilket skovlhjul er dré-jeligt drevet i et område fra ca. 500 omdr./min. til ca. 3.000 omdr./min.; (b) det flydende stabilisator^og plastificeringsmiddel er ethylenglycol; (c) at det overfladeaktive middel er ultra wet D.S. (flake) overfladeaktivt middel; og (d) en mængde af et middel til at bekæmpe dårlig lugt tilsættes blandingen før arbejdstrinnet med fortsat blanding .

7. Væskeformet brandsikker klæbende sammensætningkendetegnetvedfat den indbefatter en vandig emulsion indeholdende en største part af et alkalimetalsilikat, en mindre mængde vandafvisningsmiddel og en mindre mængde af et over fladeaktivt middel.

8. Væskeformet brandsikker klæbende sammensætning ifølge krav 7,kendetegnetved: (a) at'en mindre mængde af en væskeformet stabilisator- og pla stif iceringsforbindelse er tilstede; (bl at en mindre mængde af et middel til åt'bekæmpe dårlig lugt er tilstede; (c). at alkalimetallet er Na; (d) at vandafvisningsmidlet er et siliciumholdigt vandafvisningsmiddel, der er et alkalimetalsalt af hydrocarbonsubstitueret silantriol; (e) at det overfladeaktive middel er et anionisk, ikke-ionisk eller amphotert aromatisk alkylsulfbnatoverfladeaktivt middel.

9. Væskeformet brandsikker klæbende sammensætning ifølge krav 8,kendetegnetved: (al at den væskeformede stabilisator- og plastificeringsf orbin-- deise er en diol med 2 til 4 carbonatomer og er af den 1 gruppe,, der indbefatter ethylenglycol; (b) at sammensætningen endvidere bortset fra vand indeholder 80 til 98 vægt% alkalimetalsilikat, fra 0,01 til 0,5 *' vægt% overfladeaktivt middel, fra 1 til 6 vægt% vandafvisningsmiddel og fra 1 til 10 vægt% flydende stabilisator- og plastificeringsmiddel.

10. Væskeformet brandsikker klæbende sammensætning ifølge krav 9,kendetegnetved: (a) at våndet indbefatter fra 40 til 70 vægt% af den totale sammensætning, og at sammensætningen bortset fra vand indeholder fra 90 til 95 vægt% natriumsilikat, fra 2 til 3 vægt% siliciumholdigt vandafvisningsmiddel og fra 3 til 7 vægt% diol med 2 til 4 carbonatomer; og (bl at det siliciumholdige vandafvisningsmiddel er et alkali- x metalsalt af hydrocarbonsubstituerede silantriol,og at diolen er ethylenglycol. :