DE202014105759U1

DE202014105759U1 - Bewitterungsstabile Brandschutzbeschichtung

Info

Publication number: DE202014105759U1
Application number: DE202014105759.5U
Authority: DE
Original assignee: Mankiewicz Gebr and Co GmbH and Co KG
Current assignee: Mankiewicz Gebr and Co GmbH and Co KG
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2015-01-13
Anticipated expiration: 2024-11-29

Abstract

Brandschutzbeschichtung umfassend zumindest eine intumeszierende Schicht und zumindest eine bewitterungsstabile Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass die bewitterungsstabile Schicht hergestellt ist aus einem zweikomponentigen Beschichtungsstoff aufweisend eine Bindemittelkomponente enthaltend OH-funktionelle Polymerpolyole und eine Härterkomponente enthaltend Polyisocyanate.

Description

Die Erfindung betrifft bewitterungsstabile Brandschutzbeschichtungen, die insbesondere geeignet sind zur Beschichtung von flexiblen Substraten wie Geweben aus nicht brennbaren Fasern oder Folien. Sie betrifft weiterhin bewitterungsstabile Brandschutzgewebe und Brandschutzmatten, welche im Innen- und Außenbereich eingesetzt werden können.
Aus DE 29722652 sind flexible Brandschutzmatten bekannt, die aus einem mit einer Brandschutzmasse beschichtetem Träger bestehen. Der Träger kann dabei aus Streckmetall, einem Drahtgitter oder einem Glasfasergewebe bestehen. Der Träger wird mit einer flexiblen, intumeszierenden Beschichtung versehen, die bei Hitzeeinwirkung aufschäumt und einen relativ formfesten, feinporigen Schaum bildet, der Freiräume und Fugen gasdicht ausfüllt und hohe thermische Isoliereigenschaften besitzt. Beschichtungsstoffe, die intumeszierende Beschichtungen ausbilden, enthalten Ammoniumpolyphosphate, Melaminphosphate oder Melamin zusammen mit mehrwertigen Alkoholen wie Pentaerythrit oder Stärke, sowie Glasbildner wie Harnstoff oder Melamin. Sie können weiterhin Verstärkerfüllstoffe wie silikathaltige Mineralien, hochreines Graphitpulver sowie Kunststoffdispersionen, Homo- oder Copolymerisatharze in Mengen über 50 Gew.-% enthalten. Durch die Flexibilität und Biegsamkeit der Matte wird sowohl eine enge Ummantelung von Kabeln, Kabelbäumen oder Rohrleitungen ermöglicht als auch eine Aus- oder Umkleidung von kompliziert geformten Bauteilen.
Die bekannten intumeszierenden Beschichtungen sind nicht bewitterungsbeständig. Die Bestandteile der intumeszierenden Mischungen sind wasserlöslich, so dass sie leicht ausgewaschen werden. Auch können die Stoffe in wässriger Lösung miteinander oder mit anderen Bestandteilen der Beschichtung unter Bildung von Ammoniak reagieren.
Aus der DE 19835463 sind feuchtigkeitsresistente Beschichtungsstoffe bekannt, die unter Einwirkung hoher Luftfeuchtigkeit ihre Intumeszenz beibehalten. Diese Beschichtungsstoffe enthalten neben im Brandfall schaumschichtbildenden und kohlenstoffbildenden Substanzen, filmbildendem Bindemittel und den üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen als Treibmittel Melaminsalze, Guanidinsalze oder mikroverkapseltes Melamin.
Die Beständigkeit bei hoher Luftfeuchte ist jedoch nur ein Aspekt, da neben Feuchtigkeit bei der Bewitterung auch der Einfluss von Strahlung, insbesondere von UV-Strahlung, eine Rolle spielt. Die bisher bekannten intumeszierenden Brandschutzbeschichtungen sind nicht ausreichend bewitterungsstabil. Sie können deshalb nur im Innenbereich eingesetzt werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung verbesserte Brandschutzbeschichtungen insbesondere für Brandschutzmatten zur Verfügung zu stellen, welche unter Beibehaltung der geforderten Eigenschaften auch im Außenbereich eingesetzt werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Beschichtungssystem gemäß Hauptanspruch sowie eine Brandschutzmatte gemäß Nebenanspruch. Weitere Ausführungsformen werden in der Beschreibung und den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Brandschutzbeschichtung umfasst eine intumeszierende Schicht, auf welcher eine bewitterungsstabile Schicht aufgebracht wird. Zur Herstellung der bewitterungsstabilen Schicht wird ein zweikomponentiger Beschichtungsstoff auf die erste, intumeszierende Schicht aufgebracht und ausgehärtet. Erfindungsgemäß werden bewitterungsstabile Beschichtungen auf Acrylatbasis aufgebracht. Die erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe enthalten eine Bindemittelkomponente, welche ein oder mehrere OH-funktionelle Polymerpolyole enthält, und eine Härterkomponente, welche ein oder mehrere Polyisocyanate enthält.
Erfindungsgemäß werden als Bindemittel die zur Lackherstellung bekannten und dem Fachmann geläufigen OH-funktionellen Polymerpolyole eingesetzt wie beispielsweise Polyesterpolyole, Polyetheresterpolyole, Polyetherpolyole und Polyacrylatpolyole eingesetzt. Bevorzugt werden Polyacrylatpolyole eingesetzt.
Weiterhin enthält die Bindemittelkomponente schaumbildende und kohlenstoffbildende Substanzen bevorzugt Blähgraphit.
Die Bindemittelkomponente des erfindungsgemäßen Beschichtungsstoff enthält dabei bezogen auf das Gesamtgewicht der Bindemittelkomponente 5 bis 35 Gew.-% Polyacrylatpolyole, 10 bis 30 Gew.-% Füllstoffe und 10 bis 30 Gew.-% Blähgraphit, bevorzugt enthält sie 15 bis 25 Gew.-% Polyacrylatpolyole, 15 bis 25 Gew.-% Füllstoffe und 15 bis 25 Gew.-% Blähgraphit, besonders bevorzugt enthält sie 18 bis 22 Gew.-% Polyacrylatpolyole, 15 bis 25 Gew.-% Füllstoffe, 15 bis 25 Gew.-% Blähgraphit. Darüber hinaus kann sie bis zu 15 Gew.-% Pigmente und bis zu 50 Gew.-% organische Lösemittel enthalten. Die Bindemittelkomponente kann weiterhin die üblichen Hilfsstoffe und Additive enthalten.
Erfindungsgemäß werden als Härter die zur Lackherstellung bekannten und dem Fachmann geläufigen Isocyanate eingesetzt wie beispielsweise Diphenylmethandiisocyanat (MDI) sowie Oligomere oder Polymere auf Basis von Toluylendiisocyanat (TDI), Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), 4,4'-Diisocyanato-dicyclohexylmethan (HMDI), m-Xylylendiisocyanat (XDI), 1,6-Diisocyanato-2,2,4(2,4,4)-trimethylhexan (TMDI) oder Tetramethylxylylendiisocyanat (TMXDI). Darüber hinaus sind auch isocyanatofunktionelle Reaktionsprodukte von Diisocyanaten mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen wie beispielsweise das Reaktionsprodukt von Trimethylolpropan mit einem Überschuss an Toluylendiisocyanat (z. B. unter dem Handelsnamen „Desmodur L” der Bayer AG) geeignet. Ebenso geeignet sind blockierte Polyisocyanate und mikroverkapselte Polyisocyanate. Weiterhin können die Isocyanate und ihre Oligomere und Polymere durch Polyetherketten oder durch Cyclohexylaminopropionsulfonsäure hydrophiliert sein. Auch Mischungen der genannten Isocyanate sind einsetzbar.
Erfindungsgemäß bevorzugte Härter sind oligomere aliphatische Polyisocyanate zum Beispiel auf Basis von Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), 4,4'-Diisocyanato-dicyclohexylmethan (HMDI) oder 1,6-Diisocyanato-2,2,4(2,4,4)-trimethylhexan (TMDI).
Die Härterkomponente des erfindungsgemäßen Beschichtungsstoff enthält dabei 50 bis 100 Gew.-% aliphatisches Polyisocyanat und bis zu 50 Gew.-% organische Lösemittel. Darüber hinaus kann sie die üblichen Hilfsstoffe enthalten wie beispielsweise Katalysatoren.
Erfindungsgemäß geeignete Lösemittel sind beispielsweise Aromaten wie Toluol, Xylol oder Mesitylen, Inden, Cycloalkane, Alkane und deren Gemische wie Solvent Naphtha sowie Ester, Ether und Etherester wie Ethyl-3-ethoxypropionat oder n-Butylacetat. Bevorzugt werden Ethyl-3-ethoxypropionat, Xylol, n-Butylacetat und Solvent Naphtha eingesetzt.
Die üblichen und dem Fachmann geläufigen Beschichtungen auf der Basis von Polyacrylaten sind zwar hochbewitterungsstabil, gelten aber auch als leicht brennbar. Überraschenderweise können die erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe zum Aufbau von Brandschutzbeschichtung einsetzt werden, ohne dass die Brandschutzeigenschaften der Beschichtung beeinträchtigt werden.
Zur Herstellung der intumeszierende Schicht werden die dem Fachmann bekannten Beschichtungsstoffe eingesetzt. Sie weisen üblicherweise filmbildende Bindemittel, schaumschichtbildende Substanzen, kohlenstoffbildende Substanzen und Treibmittel auf. Geeignete filmbildende Bindemittel sind beispielsweise Homo- und Copolymerisate auf Vinylacetatbasis wie Vinylactetat-Vinylester-Copolymerisate auf Acrylsäurebasis wie Styrol-Acrylsäureester-Copolymerisate oder Vinyltoluol/Acrylat-Copolymere. Geeignete schaumschichtbildende Substanzen sind beispielsweise Ammoniumsalze von Phosphorsäuren und Polyphosphorsäuren wie Ammoniumpolyphosphat. Geeignete kohlenstoffbildende Substanzen sind beispielsweise Kohlenhydrate wie Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Tripentaerythrit oder Polykondensate des Pentaerythrits. Geeignete Treibmittel sind beispielsweise Melamin, Melamin- oder Guanidinsalze.
Die erfindungsmäßen Beschichtungen sind insbesondere zur Herstellung bewitterungsstabiler Brandschutzmatten geeignet, die auch im Außenbereich zum Ummanteln von Kabeln, Rohren und anderen Leitungen eingesetzt werden können. Die erfindungsgemäßen Brandschutzmatten enthalten ein Gewebe aus nichtbrennbaren Fasern wie Glas- oder Mineralfasern, auf das eine intumeszierenden Schicht aufgebracht ist. Auf dieser Schicht ist erfindungsgemäß eine bewitterungsstabile Schicht aufgebracht. Beispiele Tab. 1: Zusammensetzung der bewitterungsstabilen Schicht

Bindemittelkomponente

Bestandteil Menge in Gew.-%

Acrylatpolyol 20,00

Pigmente 5,00

Füllstoffe 19,26

Blähgraphit 18,20

Katalysator 0,24

Lösemittel 26,00

Additive 11,30

Härterkomponente

Bestandteil Menge in Gew.-%

aliphatisches Polyisocyanat 71,00

Katalysator 0,10

Lösemittel 28,90
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 29722652 [0002]
DE 19835463 [0004]

Claims

Brandschutzbeschichtung umfassend zumindest eine intumeszierende Schicht und zumindest eine bewitterungsstabile Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass die bewitterungsstabile Schicht hergestellt ist aus einem zweikomponentigen Beschichtungsstoff aufweisend eine Bindemittelkomponente enthaltend OH-funktionelle Polymerpolyole und eine Härterkomponente enthaltend Polyisocyanate.
Brandschutzbeschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittelkomponente des Beschichtungsstoffs weiterhin schaumbildende und kohlenstoffbildende Substanzen enthält.
Brandschutzbeschichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schaumbildende und kohlenstoffbildende Substanz Blähgraphit ist.
Brandschutzbeschichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die OH-funktionellen Polymerpolyole Polyacrylatpolyole sind.
Brandschutzbeschichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyisocyanate oligomere aliphatische Polyisocyanate sind.
Brandschutzbeschichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittelkomponente – 5 bis 35 Gew.-% Polyacrylatpolyole, – 10 bis 30 Gew.-% Füllstoffe, – 10 bis 30 Gew.-% Blähgraphit, – bis zu 15 Gew.-% Pigmente und – bis zu 50 Gew.-% organische Lösemittel enthält, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Bindemittelkomponente.
Brandschutzbeschichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Härterkomponente – 50 bis 100 Gew.-% aliphatisches Polyisocyanat und – bis zu 50 Gew.-% organische Lösemittel, enthält, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Härterkomponente.
Brandschutzbeschichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die intumeszierende Schicht hergestellt ist aus einem Beschichtungsstoff aufweisend filmbildende Bindemittel, schaumschichtbildende Substanzen, kohlenstoffbildende Substanzen und Treibmittel.
Brandschutzmatte umfassend ein Glas- oder Mineralfasergewebe, auf das eine Brandschutzbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufgebracht ist.