Die Erfindung betrifft eine kalt- oder warmhärtbare Masse zur Herstellung von un¬ brennbaren oder feuerhemmenden Formkörpern, Laminaten, Überzügen oder Be¬ schichtungen von feuergefährdeten Unterlagen, Bauteilen oder dergleichen.

Für Bereiche und Anwendungsfälie, bei denen Fragen des Feuerschutzes eine wichtige Rolle spielen, sind Werkstoffe und besondere Bauteile entwickelt worden, die sich jedoch nur begrenzt für den Einsatz in kritischen Bereichen eignen. Vor allem verlieren diese häufig nach einmaliger Hitze- oder Flammeneinwirkung ihre Form und Schutzwirkung. Viele sind auch nur für bestimmte Gefährdungsbereiche bzw. Brandklassen geeignet.

In der älteren, nachveröffentlichten Anmeldung P 40 27 678.3 ist eine kalt- oder warmhärtbare Kunststoffmasse vorgeschlagen worden, die aus einem Duroplast und wenigstens50 Gew.-%, bezogen auf die Kunststoffmasse, einen trockenen, pulver- förmigen Füllstoff aus gegen Flammen löschaktiven Teilchen enthält, wobei der

4 Füllstoff aus einem Pulver mit mindestens 10 löschaktiven Teilchen pro ml des

Füllstoffes besteht. Als Füllstoff ist dabei ein handelsübliches und für bestimmte Brandklassen geeignetes Löschpulver vorgeschlagen.

Es ist gegenüber dem Stand der Technik Aufgabe der Erfindung, die Möglichkeit zu geben, das Entstehen oder Weitergreifen von Bränden auch in kritischen Bereichen auf zuverlässige und einfache Weise ohne die Gefährdung der Gesund¬ heit auszuschalten, und zwar auch noch nach erstmaliger Einwirkung von Hitze oder Flammen und für alle kritischen Anwendungsbereiche.

Die Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugt werden dabei handelsübliche Löschpulver verwendet, die für alle Brandklassen zuge¬ lassen sind, also sogenannte ABC-Löschpulver.

Der Anteil an H-O-abspaltenden Füllstoffen ist gering und sollte maximal 10 Gew.-% der gesamten Masse nicht überschreiten. Es eignen sich in diesem Zusammenhang vor allem Tonmineralpulver, insb. Vermekulitpulver. Bevorzugt wird der Anteil dieses Füllstoffes unter 5 Gew.-% der Gesamtmasse eingesetzt.

Auch der Anteil an CO- abspaltenden Füllstoffen sollte maximal 20 Gew.-% nicht übersteigen. Bevorzugt werden Werte unter 10 Gew.-% der Gesamtmasse, wobei die in Anspruch 3 angeführten Füllstoffe für diesen Zweck bevorzugt werden. Die zuvor angegebenen H~0- und CO--abspaltenden Füllstoffe sollten in Verbindung mit dem handelsüblichen Löschpulver insb. dann eingesetzt werden, wenn als Bindemittelmatrix auf 100 Teile handelsüblichem Löschpulver etwa 90 bis 1 10 Teile Epoxydharz, zuzüglich der erforderlichen Bindermenge, eingesetzt wird.

Wird dagegen als Bindemittelmatrix Phenolharz eingesetzt, so kann auf ge¬ sonderte Füllstoffe, die CO- und H- 0 abscheiden, ganz verzichtet werden. Die kalt- oder warmhärtbare Masse kann vielmehr aus 100 Teilen handelsüblichem Löschpulver und mindestens etwa 300 Teilen, vorzugsweise mindestens 400 Tei¬ len Phenolharz bestehen.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn man bei der Herstellung des Formkörpers oder der Beschichtung als der kalt- oder warmhärtbaren Masse gemäß der Lehre des Anspruchs 8 vorgeht. Dies gilt insbesondere bei Verwendung von Phenolharz als Bindemittelmatrix. Die kalt- oder warmhärtbare Masse kann in diesem Fall außerordentlich dünn und damit leichtgewichtig ausgebildet werden, wobei die Oberflächenstruktur eine Vielfalt von Anwendungsmöglichkeiten und verbessertem Brandschutz eröffnet. So können die Oberflächenvertiefungen mit einem geeigneten Material, z.B. mit einem Keramikmaterial oder dgl. ausgefüllt werden. Man kann auch die sich bei der Strukturierung bildenden dünnen Stege auf die feuergefährdete Unterlage auf¬ setzen. Die dünnen Stege bilden hohe Wärmeübergangswiderstände, während die in den Vertiefungen befindliche Luft ebenfalls wärmedämmende Wirkung entfaltet. Man kann auch zwei solche profilierte Elemente mit ihren freien Stegflächen einander zugewandt aufeinanderlegen, um so einen noch weiter verstärkten Flammen- und Brandschutz zu erhalten.

Die Phenolharzmatrix kann in sehr dünner Schicht zwischen 0,5 und 2 mm auf einem Mineral- oder Abreißvlies aufgebracht und ausgeformt werden. Die me¬ chanisch feste Bindung zwischen der Masse und dem Vlies kann durch Verwendung eines Lochvlieses erreicht werden, dessen Löcher von der Masse ausgefüllt sind.

Die dünne Phenolharzmasse kann aber auch auf einem Träger aus Epoxydharz

aufgebracht werden, wobei es in diesem Falle zweckmäßig ist, eine Haft¬ vermittlungsschicht, insb. eine dünne Aluminiumfolie zu verwenden. Das Epoxydharz kann gemäß der Lehre nach der Erfindung selbst in der angegebenen Weise als Brandschutzmasse ausgebildet sein.

Es hat sich gezeigt, daß zur Erzielung optimaler Brandschutzwirkungen die be¬ vorzugt angegebenen Verhältnisse zwischen pulverförmigem Füllstoff und Bindemittelmatrix in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Duroplastes relativ kritisch ist. Höhere oder niedrigere Duroplastanteile im Vergleich zu den als optimal angegebenen Verhältnissen verschlechtern deutlich das Brandschutz- verhalten.

Das Verhalten der beschriebenen Massen gegenüber Hitze und Flammeneinwir¬ kung ist in Abhängigkeit von dem verwendeten Duroplast unterschiedlich.

Beispiel 1

Die Masse besteht aus

100 Teilen ABC-Löschpulver 100 Teilen Epoxydharz 32 Teilen Härter 8 - 10 Anteilen Vermekulit 8 - 10 Anteilen CO--abspaltende Stoffe

Hierzu gehören Ammoniumhydrogencarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kalium- hydrogencarbonat, Ammoniumcarbonat oder dergleichen und Mischungen daraus.

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Die Teilchenzahl pro ml der Pulvermenge liegt über 10

Die Korngröße der pulverförmigen Füllstoffe kann zwischen 50 und 200 my liegen.

Die beschriebene Masse läßt sich ohne weitere Zusatzmaterialien zu einem auch bei Einwirkung von Hitzegraden von 1000°C und bei direkter Bef lammung form¬ beständigen Körper, z.B. eine Platte, verarbeiten, die nur eine Schichtdicke von 2 bis 3 mm aufzuweisen braucht. Die Masse kann auch als Schicht auf einer tragenden Unterlage aufgebracht werden.

Wird ein solcher plattenförmiger Formkörper beflammt, so wird ab 1 80°C CO^-Gas in geringen Mengen abgespalten. Dieses Gas kann auf der der Flamme zugewandten Fläche der Platte zur Entstehung kleiner Bläschen führen. Im Bereich zwischen 300°C und 400°C wird H«0 abgeschieden. Dadurch wird bei dieser Temperatur der Umgebung Sauerstoff entzogen und die Temperatur abge¬ senkt. Die Verdampfung des Wassers führt außerdem dazu, daß sich an der Oberfläche der Platte bei direkter Flammeneinwirkung eine zusammenhängende Haut bildet, die sich von der Oberfläche der Platte um mehrere mm (bis zu 15 mm) abhebt und so die darunterliegenden Teile der Platte vor der direkten Flammeneinwirkung und der unmittelbaren Hitzeeinwirkung abschirmt. Diese Haut oder Schicht verkohlt und fällt schließlich ab, bildet sich jedoch bei erneuter Flammeneinwirkung wiederum aus.

Der Abbrand eines solchen Plattenelementes bei direkter Flammeneinwirkung und einer Temperatur zwischen 900 und 1000°C liegt nur bei etwa 0,2 bis 0,3 mm Schichtdicke bzw. 2 bis 3 g Masse pro Minute. Bei Temperaturen über 400 bis 500°C ist vor allem das handelsübliche Löschpulver in der Masse verantwortlich für den Brandschutz. Bei einer Matrix aus Epoxydharz tritt bei diesen hohen Temperaturen eine oberflächennahe Verkohlung ein. Ein Brennvorgang tritt

jedoch nicht auf. Das Werkstück behält vielmehr seine Strukturfestigkeit und seine Brandschutzfähigkeiten und widersteht somit auch wiederholte Male einer direkten Flammeneinwirkung. Die Rauchentwicklung ist nur gering.

Beispiel 2

Die aushärtbare Masse besteht aus

100 Teilen ABC-Löschpulver 400 Teilen Phenolharz

Die Korngröße des Pulvers begfrägt maximal etwa 200 my. Die Masse enthält keine anderen Füllstoffe.

Diese Masse wurde auf einem Mineralvlies ausgebreitet und unter Strukturierung der freiliegenden Oberläche nach Abdampfen eines Anteils des Wassergehaltes ausgehärtet. Die Schichtdicke lag bei etwa 1 mm, stellenweise niedriger. Als Struktur waren näpfchenförmige Einprögungen nach Art und Größe natürlichen Waben vorgesehen.

Aus der Masse wurde auch eine ebene Platte von 2 mm Stärke hergestellt.

Beide Formkörper wurden direkt der Flammeneinwirkung ausgesetzt. Es zeigt sich, daß bei zunehmender Temperatur die Masse ohne sichtbare Oberflächenveränderung oder Verfärbung Wasserdampf abscheidet, der aus dem Phenolharzanteil stammt. Außer dem Wasserdampf werden andere Aus¬ scheidungskomponenten weder sichtbar noch geruchsmäßig bemerkbar.

Bei steigender Temperatur (oberhalt etwa 400°C) tritt eine Verfärbung des Werkstückes zu schwarz hin ein, wobei der Verfärbungsgrad ein direktes Maß für die Höhe der einwirkenden Temperatur ist. Eine sichtbare Verkohlung oder eine sonstige Veränderung der Oberflächenstruktur findet nicht statt. Gas- oder

ruαchförmige Ausscheidungen sind weder geruchsmäßig noch optisch wahrnehm¬ bar. Bei Annäherung an eine Temperatur von etwa 1000°C kann an örtlich be¬ grenzten Stellen ein leichtes Glühen des Werkstückes beobachtet werden, wel¬ ches jedoch weder die Struktur noch die Brandschutzfähigkeit des Werkstückes beeinträchtigt.

Wenn die Masse nach Beispiel 2 weitere Füllstoffe nach Beispiel 1 einzeln oder zusammen enthalten, sollte der gesamte Füllstoffgehalt nicht mehr als etwa 1 /3 der Gesamtmasse betragen.

Die Mischung kann auf unterschiedliche Trägerstoffe in unterschiedlicher Schichtdicke aufgebracht werden, wie aus diesen beiden Vergleichsversuchen aus dünnem Wabenmaterial und aus einer Plattenstärke von 2 mm ersichtlich ist. Für viele Zwecke hat sich als Trägermaterial ein Glasfaservlies oder Mineralvlies als zweckmäßig erwiesen. Dieses kann gelocht werden, so daß über die die Löcher ausfüllende Masse eine feste Verankerung zwischen Masse und Vlieslage erfolgt.

Es kann aber auch als Unterlage ein Epoxydharzkörper verwendet werden. Dieser kann nach Beispiel 1 selbst mit Brandschutzeigenschaften versehen wer¬ den. Es kann aber auch ein reiner Harzkörper sein, der beispielsweise Glasfasern oder dgl. als Füllstoff aufweist. In diesem Fall wird eine Haftvermittlungs¬ schicht zwischen Epoxydharzträgerkörper und der Phenolharzbrandschutzmasse vorgesehen, bevorzugt in Form einer Aluminiumfolie. Gerade bei Phenolharz¬ brandschutzmassen nach Beispiel 2 zeigen bereits sehr dünne Schichtdicken der Brandschutzmasse volle Brandschutzwirkung. Der Brandschutzkörper bzw. die Brandschutzüberzüge aus der Phenolharzmasse können daher mit nur geringem Gewicht hergestellt werden, was die Verwendung besonders in Flugzeugen und anderen Fahrzeugen begünstigt. Bei der Phenolharzmasse wird die einsefzbare Schichtdicke nach unten lediglich durch die Ausformtechnik begrenzt.

Bei der direkten Beflαmmung der Muster nach Beispiel 1 bzw. Beispiel 2 lag auch bei fünf Minuten andauernder direkter Beflammung mit einer Temperatur von 1000°C die auf der Rückseite der Formkörper gemessene Temperatur noch unter 400 bis 500°C.

Die Elemente nach Beispiel 1 wurden unter Verschwelungsbedingungen geprüft. Dabei wurde selbst bei diesen Elementen auf der Basis von Epoxydharz eine Rauchdichte von nur 76,9 Einheiten gemessen (zulässige Grenze 200 Einheiten). Bei direkter Beflammung wurde eine Rauchdichte von 187 Einheiten gemessen (zugelassen sind 2500 Einheiten). Die Rauchentwicklung ist daher gering. Es konnten imRauch auch keine toxisch relevanten Werte festgestellt werden.

Bei den Mustern nach Beispiel 2 liegen die gemessenen Werte noch wesentlich günstiger als bei den Mustern nach Beispiel 1. Eine Rauchentwicklung und eine Verkohlung finden nicht statt. Die einzig Ausscheidungskomponente, die geruchsmäßig wahrnehmbar ist, ist Wasserdampf.

Es können Phenolharzverbindungen verwendet werden, die als solche bei Flammeneinwirkung durchaus selbst entflammbar sind. In der Masse selbst wird ein Entflammen oder verkohlen der Phenolharzmatrix vollständig vermieden.

Neben Epoxydharz können wenigstens für weniger kritische Anwendungsfälle auch andere Duroplaste wie Polyesterharze oder Melaminharze oder Amino¬ plaste oder sogar Polyurethane verwendet werden. Bevorzugt werden jedoch Massen auf Epoxydharz oder Phenolharzbasis.