WO2008037709A1 - Brandschutzfolie und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

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WO2008037709A1
WO2008037709A1 PCT/EP2007/060155 EP2007060155W WO2008037709A1 WO 2008037709 A1 WO2008037709 A1 WO 2008037709A1 EP 2007060155 W EP2007060155 W EP 2007060155W WO 2008037709 A1 WO2008037709 A1 WO 2008037709A1
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fire
fire protection
protection film
film
film according
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PCT/EP2007/060155
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English (en)
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Inventor
Johannes-Michael Dafft
Thomas Dittrich
Stephan Liedel
Klaus Peter Crone
Original Assignee
Opco Gmbh
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K21/00—Fireproofing materials
    • C09K21/06—Organic materials
    • C09K21/12—Organic materials containing phosphorus

Definitions

  • the invention relates to a fire protection film comprising a carrier material with flame retardant and applied to the carrier fire-resistant paint, their preparation and use.
  • fire-resistant coatings Normally, for example, steel structures are provided with fire-resistant coatings, so that the steel remains protected from the action of heat in the event of a fire. Steel does not burn, but softens when exposed to heat, and the load capacity drops significantly.
  • the commercially available certified fire-resistant coatings today have a fire resistance class F 30.
  • the fire retardant withstands full blast (according to ISO R 834) for 30 minutes at full load without significant deflection ( ⁇ l, 8mm / min.).
  • layer thicknesses of fire-resistant coating of several 100 ⁇ to the films This is not applicable. There was therefore a need for a fire protection film that protects objects from a possible fire for a certain time, and preferably has the fire resistance class F 30.
  • the layer thickness of the fire protection lacquers on a fire protection film can be significantly reduced if a known flame retardant, for example triphenyl phosphate (TPP), is introduced into the film-like support material and this film is then coated with a fire-resistant lacquer.
  • a known flame retardant for example triphenyl phosphate (TPP)
  • TPP triphenyl phosphate
  • a fire protection film comprising (a) one or more support films having at least one flame retardant homogeneously distributed therein; and (b) one or more layers of fire protection paint on top of the support film (s) (a);
  • (II) a preferred embodiment of the fire protection film of (I), which further comprises an adhesive layer (c), preferably on the underside of the carrier film (s) (a);
  • Figure 1 Scheme that illustrates the manufacturing process of the fire protection film.
  • Figure 2 structural variants of the fire protection film for use as a packaging film or cover film (A) or for use on glass fronts or other flat surfaces with an additional adhesive layer (B).
  • the fire-resistant film according to embodiments (I) or (II) of the invention may, depending on the field of application and requirement, comprise one or more carrier film layers and one or more fire-resist layers, wherein both the layer thickness and composition of comparable layers may or may not vary can be the same.
  • any thermostable polymer such as, for example, cellulose triacetate (TAC or CTA), polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC) etc. can be used as the material of the carrier film (s), with cellulose triacetate being particularly preferred.
  • Suitable flame retardants in the context of the present invention are, in particular, those based on phosphoric esters such as triphenyl phosphate (TPP), diphenyl octyl phosphate (DPO), etc.
  • the amount of flame retardant of the carrier film is adapted to the intended fire resistance duration and is preferably from 0.01 to 15 Wt .-%, particularly preferably 0.1 to 5 wt .-%.
  • the novel fire-resistant film according to the invention particularly preferably contains at least one carrier film of cellulose triacetate with the flame retardant TPP.
  • the carrier films may in addition to the flame retardants one or more other additives such as fillers with fire retardant effect (such as silica or glass beads), plasticizers, dyes (such as noun or disperse dyes) included.
  • the layer thickness of the carrier film of the fire protection film according to the invention is variable and is essentially predetermined by the casting process. In the conventional coating process wet layer thickness of 5 microns to 1000 microns can be produced, typical wet-layer thickness of said products are 300 to 500 microns (eg EUCAM wood> 450 g / m 2), thus resulting dry film thicknesses from 0 , 5 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • fire protection film is a fire-proof paint of fire resistance class F 30 or higher used as a fire-resistant paint such.
  • the fire protection film according to the invention If it is necessary for the fire protection film according to the invention to contain a plurality of layers of fire-resistant coatings, as a result of the requirement profile (the intended fire resistance duration and the field of application), the use of different fire-resistant coatings is preferred.
  • the layer thickness of the individual fire protection lacquer layers can be up to 50 g / m 2 .
  • the fire protection film according to the invention may further comprise a special topcoat or protective coating with a clear or colored lacquer (eg EUCAM clearcoat 5001, Endotherm, application 50 g / m 2 ) Combination of approved topcoats if necessary does not impair the function of the fire retardant.
  • a clear or colored lacquer eg EUCAM clearcoat 5001, Endotherm, application 50 g / m 2
  • the function of fire retardancy is not affected by the adhesive layer.
  • the external appearance of the fire protection film is dependent on the carrier materials used, additives, adhesive layers and Fire protection coatings. For certain applications, highly transparent fire protection films are preferred, for others colored or non-transparent, which can be easily adjusted by appropriate additives of the carrier film (s).
  • the film is cast on a cooled steel strip (2) by known casting methods (such as spin coating (spin coating), Tauchbeguß, Rakelbeguß, air knife coating, Extrusionsbeguß, Kaskadenbeguß and Vorhangbeguß, particularly preferably the Extrusionsbeguß, Kaskadenbeguß and Vorhangbeguß) and the drying (3), eg at room temperature or higher.
  • spin coating spin coating
  • Tauchbeguß Rakelbeguß
  • air knife coating Extrusionsbeguß
  • Kaskadenbeguß Kaskadenbeguß
  • Vorhangbeguß e.g at room temperature or higher
  • the fire-resistant lacquer is coated on it during the drying phase of the base film.
  • several layers of fire protection lacquer can be cast onto the foil successively in several application rollers (4) in the same operation.
  • the thus coated fire protection film is dried to the end and wound up first (5).
  • the fire protection film can be removed from the roll, assembled and placed in the shipping.
  • the fire protection film namely, in the embodiment shown in Figure 2A without adhesive film
  • art objects paintings, artifacts, etc.
  • this fire protection film is as covering material (protection of flammable objects when working with an open fire), in the theater, at trade fairs, at short notice to improve fire protection conditions, the packaging of fire loads, etc.
  • the fire protection film in the embodiment shown in Figure 2B backside adhesive layer, especially when it is in a highly transparent form, be applied over the entire surface of flat surfaces such as glass fronts, partitions, etc. as a nationwide protection.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brandschutzfolie umfassend ein Trägermaterial mit Flammschutzmittel und einen auf das Trägermaterial aufgebrachten Brandschutzlack, deren Herstellung und Verwendung.

Description

Brandschutzfolie und Verfahren zu deren Herstellung
Die Erfindung betrifft eine Brandschutzfolie umfassend ein Trägermaterial mit Flammschutzmittel und einen auf das Trägermaterial aufgebrachten Brandschutzlack, deren Herstellung und Verwendung.
Hintergrund der Erfindung
Üblicherweise werden zum Beispiel Stahlbauten mit Brandschutzlacken versehen, damit bei entstehendem Feuer der Stahl vor Hitzeeinwirkung länger geschützt bleibt. Stahl brennt nicht, wird aber bei großer Hitzeeinwirkung weich, und die Tragkraft lässt erheblich nach. Die heute handelsüblichen zertifizierten Brandschutzlacke weisen eine Feuerwiderstandsklasse F 30 auf. Das Brandschutzmittel widersteht einem Vollbrand (gemäß ISO R 834) für 30 Minuten bei Volllast ohne nennenswerte Verbiegung (<l,8mm/Min.). Um diese Wirkung durch Brandschutzlacke auf Folien zu erzielen müssten auf die Folien Schichtdicken an Brandsschutzlack von mehreren 100 μ aufgetragen werden. Dies ist nicht applikabel. Es bestand daher ein Bedarf an einer eine Brandschutzfolie, die Gegenstände vor einem möglichen Feuer für eine gewisse Zeit schützt, und möglichst der Feuerwiderstandsklasse F 30 aufweist.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Es wurde gefunden, dass die Schichtdicke der Brandschutzlacke auf einer Brandschutzfolie deutlich reduziert werden kann, wenn dem folienartigen Trägermaterial ein bekanntes Flammschutzmittel zum Beispiel Triphenylphosphat (TPP) eingebracht wird und diese Folie dann mit einem Brandschutzlack beschichtet wird. Die Erfindung betrifft somit
(I) eine Brandschutzfolie umfassend (a) eine oder mehrere Trägerfolien mit wenigstens einem homogen darin verteiltes Flammschutzmittels und (b) eine oder mehrere Schichten aus Brandschutzlack auf der Oberseite der Trägerfolie(n) (a);
(II) eine bevorzugte Ausführungsform der Brandschutzfolie von (I), die weiterhin noch eine Klebeschicht (c), vorzugsweise auf der Unterseite der Trägerfolie(n) (a) aufweist; (III) die Verwendung der Brandschutzfolie nach (I) oder (II) als Verpackungsfolie, als Abdeckung bei Schweißarbeiten bzw. Arbeiten mit offenem Feuer für brennbare Materialien, zum vollflächigem Aufbringen auf Glasfronten oder andere ebenen Flächen mittels einer Klebeschicht, und als Brand- und Dampfsperre bei Dach- und Innendämmung im Hausbau; und
(IV) ein Verfahren zur Herstellung der Brandschutzfolie nach (I) oder (II) umfassend die folgenden Schritte
(i) Einbringen eines Flammschutzmittels in eine Gießlösung aus Lösemittel und darin gelöstem Material der Trägerfolie, (ii) Gießen der Trägerfolie, und
(iii) Beschichten der Trägerfolie mit Brandschutzlack.
Figurenbeschreibung
Figur 1 : Schema, das das Herstellungsverfahren der Brandschutzfolie verdeutlicht. Figur 2: Aufbauvarianten der Brandschutzfolie zur Anwendung als Verpackungsfolie oder Abdeckfolie (A) oder zur Anwendung auf Glasfronten oder anderen ebenen Flächen mit einer zusätzlichen Klebeschicht (B).
Ausführliche Beschreibung der Erfindung Die Brandschutzfolie gemäß Ausführungsformen (I) oder (II) der Erfindung kann - je nach Anwendungsgebiet und Anforderung - eine oder mehrere Tägerfolien- schichten und eine oder mehrere Brandschutzlackschichten aufweisen, wobei sowohl die Schichtdicke und Zusammensetzung vergleichbarer Schichten variieren kann oder auch gleich sein kann. Als Material der Trägerfolie(n) kann grundsätzlich jegliches thermostabile Polymer wie z.B. Cellulosetriacetat (TAC oder CTA), Polyethylenterephthalat (PET), Polycarbonat (PC) usw. eingesetzt werden, wobei Cellulosetriacetat besonders bevorzugt ist. Geignete Flammschutzmittel im Sinne der vorliegenden Erfindung sind ins- besondere solche auf Basis von Phosphorsäureestern wie z.B. Triphenylphosphat (TPP), Diphenyloctylphosphat (DPO) usw. Die Menge des Flammschutzmittels der Trägerfolie ist dabei der beabsichtigten Brand-Widerstandsdauer angepasst ist und beträgt vorzugsweise 0.01 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%. Besonders bevorzugt enthält die erfindungsgemäße Brandschtzfolie wenigstens eine Trägerfolie aus Cellulose-Triacetat mit dem Flammschutzmittel TPP. Die Trägerfolien können neben den Flammschutzmitteln noch ein oder mehrere weitere Zuschlagstoffe wie z.B. Füllmittel mit brandhemmender Wirkung (wie Siliziumdioxid oder Glaskugeln), Weichmacher, Farbstoffe (wie Substantiv- oder Dispers-Farbstoffe) enthalten. Die Schichtdicke der Trägerfolie der erfindungsgemäßen Brandschutzfolie ist variabel und wird im wesentlichen durch das Gießverfahren vorgegeben. Im dem üblichen Beschichtungsverfahren können nass Schichtdicken von 5 μm bis 1000 μm erzeugt werden, typische Nass-Schichtdicken der genannten Produkte sind 300 bis 500 μm (z.B. Eucam-Holz > 450 g/m2), auf diese Weise resultieren Trockenschicht- dicken von 0,5 μm bis 500 μm.
In der erfindungsgemäßen Brandschutzfolie wird als Brandschutzlack ein Brandschutzlack der Feuerwiderstandsklasse F 30 oder höher eingesetzt, wie z. B. EUCAM-Brandschutzmittel der Fa. Endotherm GmbH (EUCAM-HoIz, EUCAM-Pappe, EUCAM-Syntex, EUCAM-Textil) oder Pyrotect-Brandschutzlack der Fa. Rütgers Organics GmbH (Pyrotect-Holz weiß oder transparent). In diesen Lacken sind unter anderem Ammoniumpolyphosphate, Stickstoff- und Phosphorverbindungen und Phosphonate enthalten. Sie führe im Brandfall - ggf. in Verbindung mit Aufschäumung der Trägerfolie(n) mit Brandschutzmittel - durch Verkohlung zu einer Schwerentflammbarkeit der Brandschutzfolie. Ist es - bedingt durch das Anforderungsprofil (der beabsichtigten Brand- Widerstandsdauer und dem Anwendungsgebiet) - für die erfindungsgemäße Brandschutzfolie erforderlich, dass diese mehrere Schichten Brandschutzlacke enthält, so ist der Einsatz von unterschiedlichen Brandschutzlacken bevorzugt. Die Schichtdicke der einzelnen Brandschutzlackschichten kann dabei bis zu 50 g/m2 betragen.
Optional kann die erfindungsgemäße Brandschutzfolie auf dem Brandschutzlack weiterhin eine spezielle Deck- bzw. Schutzbeschichtungen mit einem Klar- oder Farblack enthalten (z.B. EUCAM-Klarlack 5001, Fa. Endotherm; Auftrag 50 g/m2), wobei unbedingt zu beachten, dass durch geeignete Kombination ggf. zugelassener Deckbeschichtungen die Funktion der Brandhemmung nicht beeinträchtigt wird. Dies gilt gleichermaßen für die Klebeschicht der Ausführungsform (II) der erfindungsgemäßen Brandschutzfolie. Auch hier ist zu beachten, dass durch die Klebeschicht die Funktion der Brandhemmung nicht beeinträchtigt wird. Die äußere Erscheinung der Brandschutzfolie steht dabei in Abhängigkeit von den verwendeten Trägermaterialien, Zuschlagstoffen, Klebeschichten und Brandschutzlacken. Für bestimmte Anwendungen sind hoch transparente Brandschutzfolien bevorzugt, für andere farbige oder nicht-transparente, was problemlos durch entsprechende Zuschlagstoffe der Trägerfolie(n) eingestellt werden kann. Das Herstellungsverfahren gemäß Ausführungsform (IV) der Erfindung wird nachfolgend für eine Cellulose-Triacetat-TPP Flammschutzfolie anhand der Figur 1 näher erläutert, ohne dass dadurch eine Einschränkung des Verfahrens beabsichtigt ist. In einem Lösemittel gelöste Cellulose-Triacetat wird einem Pufferbehälter (1) zugeführt. Hier erfolgt der Zusatz des Flammschutzmittels, wie z.B. TPP als Zuschlagstoff (Z) und im Bedarfsfall von weiteren Zuschlagsstoffen wie Weichmachern und Farbstoffen. Die Folie wird nach bekannten Gießverfahren (wie z.B. Spin Coating (Rotationsbeschichtung), Tauchbeguß, Rakelbeguß, Luftrakel- beschichtung, Extrusionsbeguß, Kaskadenbeguß und Vorhangbeguß, besonders bevorzugt ist der Extrusionsbeguß, Kaskadenbeguß und Vorhangbeguß) auf einem gekühlten Stahlband (2) gegossen und der Trocknung (3), z.B. bei Zimmertemperatur oder höher, zugeführt. Bei mehreren Trägerschichten werden diese bevorzugt simultan gegossen. In einem einfachen Antragsverfahren wird der Brandschutzlack noch während der Trocknungsphase der Basisfolie auf diese beschichtet. Entsprechend den erforderlichen Schichtdicken können an mehreren Antragswalzen (4) nacheinander im gleichen Arbeitsgang mehrere Schichten Brandschutzlack auf die Folie gegossen werden. Die so beschichtete Brandschutzfolie wird zu Ende getrocknet und zunächst aufgewickelt (5). Je nach Anwendung kann die Brandschutzfolie von der Rolle abgezogen, konfektioniert und in den Versand gebracht werden. Mit der Brandschutzfolie (nämlich in der in Figur 2A gezeigten Ausführungsform ohne Klebefolie) können zum Beispiel Kunstgegenstände (Gemälde, Artefakte, etc.) abschließend eingepackt werden und so auf Transporten zu und zwischen Ausstellungen gegen Feuer geschützt werden. Weitere Anwendungsmöglichkeiten dieser Brandschutzfolie ist als Abdeckmaterial (Schutz von brennbaren Gegenständen bei Arbeiten mit offenem Feuer), im Theater, auf Messen, bei kurzfristig zu verbessernden Brandschutzbedingungen, der Verpackung von Brandlasten usw. Weiterhin kann die Brandschutzfolie (in der in Figur 2B gezeigten Ausführungsform mit rückseitiger Klebeschicht), insbesondere wenn sie in hoch transparenter Form vorliegt, vollflächig auf ebenen Flächen wie Glasfronten, Trennwände usw. als flächendeckender Schutz aufgebracht werden.

Claims

Patentansprüche
1. Brandschutzfolie umfassend (a) eine oder mehrere Trägerfolien mit wenigstens einem homogen darin verteiltes Flammschutzmittels und (b) eine oder mehrere Schichten aus Brandschutzlack auf der Oberseite der Trägerfolie(n) (a).
2. Brandschutzfolie nach Anspruch 1, wobei das Material der Trägerfolie(n) ausgewählt ist aus Cellulosetriacetat, Polyethylenterephthalat und Polycarbonat, und vorzugsweise Cellulosetriacetat ist.
3. Brandschutzfolie nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Flammschutzmittel ausgewählt ist aus Phosphorsäureestern und insbesondere Triphenylphosphat oder Diphenyloctylphosphat ist.
4. Brandschutzfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Trägerfolie noch Zuschlagstoffe ausgewählt aus Füllmittel mit brandhemmender Wirkung, Weichmacher und Farbstoffe enthält.
5. Brandschutzfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schichtdicke der Trägerfolie variabel ist, eine Trockenschichtdicke von 0,5 bis 500 μm besonders bevorzugt ist.
6. Brandschutzfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Menge des Flammschutzmittels der Trägerfolie der beabsichtigten Brand- Widerstandsdauer angepasst ist und vorzugsweise 0.01 bis 15 Gew-% beträgt.
7. Brandschutzfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, wobei der/die Brandschutzlack(e) ausgewählt sind aus Brandschutzlacken der Feuerwiderstandsklasse F 30, vorzugsweise die Brandschutzfolie mehrere Schichten aus unterschiedlichen Brandschutzlacken aufweist.
8. Brandschutzfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Schichtdicke und die Anzahl der Brandschutzlackschicht(en) der beabsichtigten Brand-Widerstandsdauer und dem Anwendungsgebiet angepasst ist, und vorzugsweise bis zu 50 g/m2 beträgt.
9. Brandschutzfolie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, die weiter hin noch eine Klebeschicht (c), vorzugsweise auf der Unterseite der Trägerfolie(n) (a) aufweist.
10. Verwendung der Brandschutzfolie nach Ansprüchen 1 bis 9 als Verpackungsfolie, als Abdeckung bei Schweißarbeiten bzw. Arbeiten mit offenem Feuer für brennbare Materialien, zum vollflächigem Aufbringen auf Glasfronten oder andere ebenen Flächen mittels einer Klebeschicht, und als Brand- und Dampfsperre bei Dach- und Innendämmung im Hausbau.
11. Verfahren zur Herstellung der Brandschutzfolie nach Anspruch 1 bis 9 umfassend die folgenden Schritte
(i) Einbringen eines Flammschutzmittels in eine Gießlösung aus Lösemittel und darin gelöstem Material der Trägerfolie, (ii) Gießen der Trägerfolie, und (iii) Beschichten der Trägerfolie mit Brandschutzlack.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Beschichten in Schritt (iii) mittels Gießtechnologie, vorzugsweise noch während der Trocknungsphase nach dem
Gießen der Trägerfolie(n) erfolgt.
PCT/EP2007/060155 2006-09-27 2007-09-25 Brandschutzfolie und verfahren zu deren herstellung WO2008037709A1 (de)

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