Die Erfindung betrifft ein wärmedämmendes Beschich¬ tungsmaterial, das insbesondere auf metallische tra¬ gende Elemente von Gebäuden aufgebracht werden kann sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und die entsprechende Verwendung des erfindungsgemäßen Be- schichtungsmaterials.

Für die brandschutztechnische Beschichtung von Stahl¬ trägern im Stahlhochbau wurde bis vor einigen Jahren schwach gebundener Asbest (sogenannter Spritzasbest) eingesetzt, da in der Vergangenheit der Gesundheits- gefährdung durch Mineralfasern noch nicht allzuviel Beachtung geschenkt worden ist.

Dieses hat sich nunmehr grundlegend geändert und es wurden entsprechende Anwendungsverordnungen und Ar¬ beitsvorschriften, wie unter anderem die ständig wei¬ ter entwickelte TRGS 519 in Deutschland herausgege¬ ben, bei der die Verwendung von Mineralfasern im Bau¬ wesen geregelt wird. In den meisten europäischen Staaten ist die Verwendung von asbesthaltigen Bau-

Stoffen daher auch zwischenzeitlich strikt verboten worden.

Zum gegenwärtigen Zeitpunkt gibt es jedoch noch eine große Anzahl von Gebäuden, in welchen asbesthaltige Baustoffe in der Vergangenheit zum Einsatz gekommen sind. Vielfach handelt es sich dabei auch um öffent¬ liche Gebäude, in denen im Zeitraum von 1965 bis 1980 ca. 2,5 Millionen Tonnen asbesthaltige Baustoffe ver- baut worden sind. Zwei Drittel dieser Baustoffe sind zur Wärmeisolierung verwandt worden und ein Drittel ist als direkte Brandschutzbeschichtung in Form von schwach gebundenem Asbest (Spritzasbest) , daß in die höchste Gefährdungsstufe eingeordnet worden ist, auf- gebracht worden. Es ist davon auszugehen, daß in der Bundesrepublik Deutschland zur Zeit 800 000 Tonnen Spritzasbest noch in Gebäuden vorhanden sind. Bei der Sanierung solcher Gebäude treten große Probleme auf und es müssen große Anstrengungen unternommen werden, um bei diesen Arbeiten eine Gesundheitsgefährdung auszuschließen.

Außerdem ist es bisher noch nicht gelungen, einen zumindest ähnlich wirksamen Ersatz für diesen soge- nannten Spritzasbest als Brandschutzverkleidung, ins¬ besondere für tragende Elemente aus den verschieden¬ sten Metallen, der auf einfache Art und Weise im Bau¬ wesen eingesetzt werden kann, zu entwickeln.

Als Alternativen zum Einsatz von Spritzasbest als

Brandschutzverkleidung für Stahlstützen im Stahlhoch¬ bau sind derzeit zwei Verfahren geläufig:

Verfahren I

Verkleidung der Stahlstützen durch aufmontierte Plat¬ ten

Dieses Verfahren gestaltet sich durch den notwendigen Rostschutzanstrich der Stahlstützen, die Anfertigung und Anbringung der Plattenhalterungen und das aufwen¬ dige Anbringen der Verkleidungsplatten als sehr ko- stenintensiv.

Verfahren II

Verwendung von Rohren als Stahlstützen

Bei diesem Verfahren werden die als Stahlstützen die¬ nenden Rohre durch den Einsatz von Bewehrungsstahl mit Beton verfüllt, was aufgrund des verhältnismäßig teuren Materialeinsatzes und der notwendig zu leistenden Mehrarbeit sehr kostenintensiv ist.

Bei bereits stehenden Gebäuden ist das Vorsehen einer nachträglichen Brandschutzverkleidung nach den Ver¬ fahren I und II nicht ohne weiteres möglich und dabei sind nicht nur die Kosten zu beachten, sondern es treten auch technische Aspekte auf, da die ent¬ sprechenden Verfahren nicht in jedem Fall ohne weite¬ res anzuwenden sind.

Mit den gesetzlichen Regelungen, wie sie auch der TRGS 519 zu entnehmen sind, wurden und werden die Erfordernisse an den Gesundheitsschutz weiter ver¬ schärft und dies führt insbesondere dazu, daß Asbest¬ sanierungsarbeiten mit weiteren Kostensteigerungen verbunden sind. Die Erfordernisse bei der Entfernung

und Entsorgung von asbesthaltigen Stoffen, zu denen der Spritzasbest zweifelsfrei gehört, erscheint daher zwar kostengünstiger, die Aufwendungen für die Ent¬ fernung und die Entsorgung der Asbest enthaltenden Beschichtungs- und Baustoffe wird aber auch immer problematischer und die dadurch hervorgerufenen Ko¬ sten steigen selbstverständlich ebenfalls entspre¬ chend.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein wärmedämmen¬ des Beschichtungsmaterial zur Verfügung zu stellen, das ökologisch unbedenklich und dessen wärmedämmenden Eigenschaften zumindest annähernd denen von Spritz¬ asbest entsprechen und das einfach und ökonomisch herstellbar und anwendbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 für das Beschichtungsmaterial und die Merkmale des Patentanspruches 11 für das Ver- fahren zur Herstellung des Beschichtungsmaterials gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich bei Anwendung der in den untergeordneten Ansprüchen enthaltenen Merkmale.

Das erfindungsgemäße wärmedämmende Beschichtungsmate¬ rial, das bevorzugt für tragende Elemente von Gebäu¬ den eingesetzt werden kann, besteht dabei aus minde- stens 40 Gew.-% Zellulose, die in bevorzugter Form Altpapier sein kann, das in besonders bevorzugter Form aus glanzpapierfreiem Altpapier besteht. Es kön¬ nen aber auch alle anderen Zellulosematerialien, wie z.B. Abfälle aus der Holzindustrie eingesetzt werden. Dabei wirkt sich aber der Kostenaspekt beim Einsatz

von Altpapier auf die Gesamtkosten positiv aus.

Neben der Zellulose enthält das Beschichtungsmaterial weiter Borax und Sassolin mit einem Anteil von maxi- mal 25 Gew.-%, Graphit mit mindestens 5 Gew.-%, ein elastomeres Bindemittel mit mindestens 15 Gew.-% und Borsilikat.

Ein bevorzugt einzusetzendes Bindemittel ist dabei ein Acryl-Latex, dessen Anteil im Beschichtungsmate¬ rial vorteilhaft bei 15 bis 30 Gew.-% gehalten werden soll.

Das Borsilikat sollte bevorzugt kugelförmig sein und einen Durchmesser zwischen 0,01 und 0,02 mm aufwei¬ sen.

Außerdem können im Beschichtungsmaterial noch Pigmen¬ te mit einem Anteil von 5 bis 10 Gew.-% und Keramik- pulver mit einem Anteil zwischen 5 und 10 Gew.-% ent¬ halten sein. Weitere zugebbare Additive sollten nichttoxisch sein. Zu diesen Additiven gehören

Der Anteil dieser Additive sollte aber 5 Gew.-% nicht überschreiten.

Zur letztendlichen Verarbeitung kann der Mischung mit den oben genannten Komponenten ein geeignetes Lösungsmittel zugegeben werden, um das Beschichtungs¬ material im spritzfähigen Zustand zur letztendlichen Applikation zur Verfügung stellen zu können. Neben anderen geeigneten Lösungsmitteln bietet sich Wasser, wegen seiner ökologischen und physiologischen Unbe¬ denklichkeit als besonders geeignet an. Es können aber auch andere Lösungsmittel, die auch organischer Natur sein können, eingesetzt werden.

In bevorzugter Form weist das erfindungsgemäße wärme¬ dämmende Beschichtungsmaterial die nachfolgend ge¬ nannten Bestandteile auf:

Zellulosepulver mit einem Anteil von 48 bis

52 Gew.-%, Borax und Sassolin mit einem Anteil von 8 bis 12 Gew.-%, Graphit mit einem Anteil von 5 bis 15 Gew.-%, Bindemittel mit einem Anteil von 20 bis 25 Gew.-%, Borsilikat mit einem Anteil von 1 bis 5 Gew.-% und Pigmente mit einem Anteil von 5 bis 10 Gew.-%.

Zusätzlich können nichttoxische Additive zugegeben werden, die sich positiv auf das Alterungsverhalten, die Korrosionseingenschaften und anderes mehr auswir¬ ken. Durch die bereits genannte Zugabe von Keramik¬ pulver kann die Wärmedämmung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmaterials weiter erhöht und der Tempera¬ turübergang entsprechend von der Oberfläche auf das zu beschichtende Material entsprechend verlangsamt werden.

D- erfindungsgemäße Beschichtungsmaterial weist von Hause aus schon gute Korrosionsschutzeigenschaften auf und kann mit den verschiedensten Verfahren auf das zu beschichtende Material aufgebracht werden. Diese Verfahren können ein einfacher Auftrag von Hand, die Verwendung eines Airless-Sprühgerätes oder ein Aufschäumen sein. Dabei wird in jedem Fall eine gute Haftung auf der Oberfläche des zu beschichtenden

Materials erreicht.

Die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Beschich¬ tungsmaterials hergestellte Schicht sollte eine Schichtstärke von bis zu 7 cm erreichen, wobei be-

reits 5 cm Schichtdicke eine ausgezeichnete Wärmedäm¬ mung realisieren. Die Mischung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmaterials sollte so eingestellt werden, daß die Wärmedämmwirktung nur eine Wärmeübertragung durch die erzeugte Schicht von mindestens 900 °C je Minute/cm Schichtdicke erreicht wird. Es können je¬ doch ohne weiteres auch 1000 °C/cm Schichtstärke und Minute erreicht werden.

Bei Versuchen mit einem Schweißbrenner wurde auf der Oberfläche einer mit dem erfindungsgemäßen Beschich¬ tungsmaterial erzeugten Schicht eine Temperatur von 2400 °C erreicht. Das nachfolgend wiedergegebene Me߬ protokoll gibt dabei den Temperaturabfall bei ver- schiedenen Schichtdicken einer aus erfindungsgemäßem Beschichtungsmaterial hergestellten Schicht wieder. Dabei wurden die Temperaturen mit dem Schweißbrenner in verschiedenen Zeitstufen gemessen. Der jeweilige Probekörper, mit der jeweils angegebenen Schichtstär- ke, befand sich vor den Versuchen jeweils 24 h in einem Laborraum bei Raumtemperatur von 23 °C.

Meßprotokoll

Das erfindungsgemäße wärmedämmende Beschichtungsmate¬ rial kann in mehreren Schritten, auf einfache Weise und kostengünstig hergestellt werden.

Dabei wird vorzerkleinerte Zellulose in eine Graphit enthaltende Suspension gegeben, vermischt und die Mischung am Anschluß daran getrocknet.

Die vorzerkleinerte Zellulose, die, wie bereits er¬ wähnt, vorteilhaft Altpapier sein kann, sollte dann nach der Vorzerkleinerung eine Körnung zwischen 3 und 4 mm aufweisen.

Die so erhaltene trockene Mischung wird dann weiter gemahlen, bis die Zellulose eine Körnung von 0,01 bis 0,03 mm aufweist. Im Anschluß daran werden dann Borax und Sassolin in kristalliner Form zugeführt und par¬ allel dazu, eine aus dem Bindemittel und einem

Lösungsmittel gebildete Emulsion mit Borsilikat ver¬ mischt.

Dabei kann vorteilhaft ein latexartiges Elastomer, wie z.B. Acryl-Latex als Bindemittel eingesetzt wer¬ den, das gleichmäßig bis zu 100 %-iger Einbindung der Wasseranteile angemischt wird. Dabei wird Wasser als Lösungsmittel für das Bindemittel eingesetzt. In die¬ se Emulsion wird dann Borsilikat, vorteilhaft in Form von vakuumierten Borsilikatkugeln und gegebenenfalls die Pigmente gegeben. In einem letzten Verfahrens¬ schritt werden dann beide so erhaltenen Mischungen weiter vermischt und mit Lösungsmittel eine zur Ver¬ arbeitung geeignete Konsistenz eingestellt. Die Kon- sistenz kann dabei von leicht pastös bis zu einer spritzfähigen Konsistenz reichen, je nachdem in wel¬ cher Form die letztendliche Applikation erfolgen soll.

Bei der Erfindung ist es besonders wesentlich, daß die in der Suspension enthaltenen Graphitpartikel auf dem Zelluloseausgangsmaterial eine Graphitstruktur ausbilden und so die besonders günstigen und vorteil¬ haften Eigenschaften des Beschichtungsmaterials er- reicht werden können.

Die Borsilikatkugeln dienen einmal als Verstärkungs- material und zum anderen zur Erhöhung der Temperatur¬ beständigkeit, wie dies auch mit der Zugabe des Kera- mikpulvers der Fall ist.

Vorteilhaft kann das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmaterials dadurch ver¬ bessert werden, daß nach der Zugabe von Borax, unter gleichzeitiger Zugabe von Borwasser und weiterer Mi-

schung der einzelnen Komponenten, die Mischung unter gleichzeitigem ständigen Rühren, bei relativ geringer kinetischer Energie, wie dies bei einem Mischwerk mit einer Drehzahl zwischen 35 und 55 U/min der Fall iεt, Borwasser (stark verdünnte Borsäure) eingespritzt wird und das Ganze gleichzeitig in einem Temperatur¬ bereich zwischen 100 und 150 °C, bevorzugt zwischen 110 bis 135 °C erwärmt wird, bis der Wasseranteil verdampft ist und ein trockenes Pulvergemisch ausge- bildet wird.

Dieses trockene Pulvergemisch kann dann, wie bereits beschrieben, entweder nochmals fein gemahlen werden oder in die zweite Emulsion, aus Bindemittel, Lösungsmittel und Borsilikat gegeben und vermischt werden und das Ganze in einer entsprechend geeigneten Konsistenz dann letztendlich appliziert werden.

Die Mischung, wie sie im Verfahrensschritt e) defi- niert ist, sollte dabei ebenfalls bei relativ gerin¬ ger kinetischer Energie in einem Mischwerk, bei einer Drehzahl 45 U/min über eine Zeitdauer von ca. 10 Mi¬ nuten durchgeführt werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmaterial wird ein in seiner Konsistenz elastisches Material zur Verfügung gestellt, das mit Zugabe eines Lösungsmit¬ tels (z.B. Wasser) im beschränkten Maße verdünnt wer¬ den kann und so eine geeignete Verarbeitungs- konsistenz einstellbar wird.

Bei Neubauten kann das erfindungsgemäße Beschich¬ tungsmaterial direkt und vorteilhaft auf sämtliche tragenden Elemente aufgebracht werden, wobei der Auf- trag besonders vorteilhaft auf metallischen tragenden

Elementen, wie z.B. des Stahlrohbaues erfolgen soll¬ te.

Eine weitere günstige Anwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmaterials, ist die Sanierung von vorhan¬ denem Spritzasbest, der mit einem Überzug aus erfin¬ dungsgemäßen Beschichtungsmaterial versehen werden kann und so eine Versiegelung mit physiologisch unbe¬ denklichen Materialien erfolgt, was die Kosten der Asbestsanierung wesentlich verringert.

Laborversuche haben gezeigt, daß das erfindungsgemäße Beschichtungsmaterial die verschiedensten nachfolgend genannten Bestimmungen zumindest in zufriedenstellen- der Weise erfüllt:

ASTM 1653 Wasserdampfdurchlässigkeit ASTM D 865 Veränderung bei Temperaturänderung ASTM D 570 Wasserabsorption - ASTM D 746 Sprödigkeitstemperatur ASTM E 96 Wasserverhalten ASTM D 1149 Ozonbelastung ASTM D 412 Dehnungsverhalten ASTM C 177/ASTM C 1045 Wärmeleitfähigkeit - ASTM D 1308 Reaktion auf Chemikalien ASTM E 108 Feuerfest ASTM E 903-82 Reflexion NEN 6065 Brandweiterleitung DIN 52615 Wasserdampfdurchlässigkeit

Bei dem einzigen, in der Figur 1 gezeigten Beispiel, zeigt diese schematisch einen Versuchsaufbau, bei dem eine Platte mit einer Stärke von 5 cm aus dem erfin¬ dungsgemäßen Beschichtungsmaterial in einem Strömungskanal 2 angeordnet ist. Durch den Strömungs-

kanal 2 wird eingangsseitig ein Hitzestrom 3 mit ma¬ ximaler Temperatur von 2400 °C geführt. Der Hitze¬ strom 3 gelangt auf die Stirnfläche 4 der Platte 1 aus dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmaterial.

An der Platte 1 aus dem Beschichtungsmaterial sind in Strömungsrichtung des Hitzestromes 3 hintereinander in einem Abstand mehrere Meßfühler 6 bis 12 zur Mes¬ sung der Temperatur im Strömungskanal 2 angeordnet, die mit jeweils einem Anzeigegerät 5a bis 5g verbun¬ den sind. Die Meßfühler 6 bis 12 haben dabei in Strö¬ mungsrichtung des Hitzestromes 3 gesehen, jeweils einen Abstand von 1 cm und die Temperaturmessung in der Platte erfolgt dabei bei folgenden Schichtstär- ken: 1 cm, 2 cm, 3 cm, 4 cm und 5 cm.

Die jeweils mit den Meßfühlern gemessenen Temperatu¬ ren wurden nach 1 Minute, nach 2,5 Minuten, nach 5 Minuten, nach 10 Minuten, nach 20 Minuten, nach 30 Minuten und nach 40 Minuten für die verschiedenen

Schichtdicken erfaßt und sind im bereits oben genann¬ ten Meßprotokoll enthalten.

Die Meßwerte zeigen eindeutig, die gute wärmedämmende Wirkung der erfindungsgemäß ausgebildeten Beschich¬ tung. Auch nach 40 Minuten ist nur ein geringfügiger Temperaturanstieg auf der dem Hitzestrom 3 abgewand¬ ten Seite der Platte 1 gemessen worden.