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DE202014105759U1 - Weathering resistant fire protection coating - Google Patents

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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.Fire-resistant coating comprising at least one intumescent layer and at least one weather-resistant layer, characterized in that the weather-resistant layer is made of a two-component coating material comprising a binder component containing OH-functional polymer polyols and a curing agent component containing polyisocyanates.

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.The invention relates to weathering resistant fire protection coatings, which are particularly suitable for coating flexible substrates such as fabrics made of non-combustible fibers or films. It also relates to weathering resistant fire protection fabrics and fire protection mats, which can be used indoors and outdoors.

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.Out DE 29722652 Flexible fire protection mats are known which consist of a coated with a fire protection compound carrier. The carrier may consist of expanded metal, a wire mesh or a glass fiber fabric. The carrier is provided with a flexible, intumescent coating that foams when exposed to heat and forms a relatively dimensionally stable, fine-pored foam that fills free spaces and joints gas-tight and has high thermal insulation properties. Coating materials which form intumescent coatings include ammonium polyphosphates, melamine phosphates or melamine together with polyhydric alcohols such as pentaerythritol or starch, and glass formers such as urea or melamine. They may further contain reinforcing fillers such as silicate-containing minerals, high-purity graphite powder and also plastic dispersions, homo- or copolymer resins in quantities of more than 50% by weight. Due to the flexibility and flexibility of the mat, both a tight covering of cables, wiring harnesses or pipelines is made possible, as well as a lining or casing of intricately shaped components.

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.The known intumescent coatings are not resistant to weathering. The components of the intumescent mixtures are water-soluble so that they are easily washed out. Also, the materials may react in aqueous solution with each other or with other components of the coating to form ammonia.

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.From the DE 19835463 Moisture-resistant coating materials are known which retain their intumescence under the influence of high humidity. These coating materials contain, in addition to fire-promoting foam-forming and carbon-forming substances, film-forming binder and the usual auxiliaries and additives as blowing agents melamine salts, guanidine salts or microencapsulated melamine.

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.The resistance to high humidity is, however, only one aspect, since in addition to moisture during weathering, the influence of radiation, in particular of UV radiation, also plays a role. The previously known intumescent fire protection coatings are not sufficiently resistant to weathering. They can therefore only be used indoors.

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.It is therefore an object of the present invention to provide improved fire protection coatings, in particular for fire protection mats, which can be used while maintaining the required properties in the outdoor area.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Beschichtungssystem gemäß Hauptanspruch sowie eine Brandschutzmatte gemäß Nebenanspruch. Weitere Ausführungsformen werden in der Beschreibung und den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a coating system according to the main claim and a fire protection mat according to the independent claim. Further embodiments are given in the description and the subclaims.

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.The fire protection coating according to the invention comprises an intumescent layer on which a weathering-stable layer is applied. To prepare the weather-resistant layer, a two-component coating material is applied to the first, intumescent layer and cured. According to the invention, weathering-stable coatings based on acrylate are applied. The coating materials according to the invention comprise a binder component which contains one or more OH-functional polymer polyols and a hardener component which contains one or more polyisocyanates.

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.According to the invention, the binders used are the OH-functional polymer polyols known for lacquer preparation and familiar to the person skilled in the art, for example polyester polyols, polyetherester polyols, polyether polyols and polyacrylate polyols. Preference is given to using polyacrylate polyols.

Weiterhin enthält die Bindemittelkomponente schaumbildende und kohlenstoffbildende Substanzen bevorzugt Blähgraphit.Furthermore, the binder component contains foam-forming and carbon-forming substances, preferably expanded graphite.

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.The binder component of the coating material according to the invention contains 5 to 35% by weight polyacrylate polyols, 10 to 30% by weight fillers and 10 to 30% by weight expandable graphite, preferably 15 to 25% by weight, based on the total weight of the binder component. Polyacrylate polyols, 15 to 25 wt .-% fillers and 15 to 25 wt .-% expandable graphite, more preferably it contains 18 to 22 wt .-% polyacrylate polyols, 15 to 25 wt .-% fillers, 15 to 25 wt .-% expandable graphite , In addition, it may contain up to 15% by weight of pigments and up to 50% by weight of organic solvents. The binder component may further contain the usual auxiliaries and additives.

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.In accordance with the invention, the hardeners used are the isocyanates known to the skilled artisan such as diphenylmethane diisocyanate (MDI) and oligomers or polymers based on tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4 'Diisocyanato-dicyclohexylmethane (HMDI), m-xylylene diisocyanate (XDI), 1,6-diisocyanato-2,2,4 (2,4,4) -trimethylhexane (TMDI) or tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI). In addition, isocyanato-functional reaction products of diisocyanates with mono- or polyhydric alcohols, for example the reaction product of trimethylolpropane with an excess of tolylene diisocyanate (for example under the trade name "Desmodur L" from Bayer AG), are also suitable. Also suitable are blocked polyisocyanates and microencapsulated polyisocyanates. Furthermore, the isocyanates and their oligomers and polymers can be hydrophilized by polyether chains or by Cyclohexylaminopropionsulfonsäure. It is also possible to use mixtures of the isocyanates mentioned.

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).Hardeners preferred according to the invention are oligomeric aliphatic polyisocyanates, for example based on hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4'-diisocyanato-dicyclohexylmethane (HMDI) or 1,6-diisocyanato-2,2,4 (2,4, 4) trimethylhexane (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.The hardener component of the coating material according to the invention contains from 50 to 100% by weight of aliphatic polyisocyanate and up to 50% by weight of organic solvents. In addition, it may contain the usual auxiliaries such as catalysts.

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.Suitable solvents according to the invention are, for example, aromatics such as toluene, xylene or mesitylene, indene, cycloalkanes, alkanes and mixtures thereof such as solvent naphtha and esters, ethers and ether esters such as ethyl 3-ethoxypropionate or n-butyl acetate. Preference is given to using ethyl 3-ethoxypropionate, xylene, n-butyl acetate and solvent naphtha.

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.The usual and familiar to those skilled in coatings based on polyacrylates are indeed highly weathering stable, but are also considered to be highly flammable. Surprisingly, the coating materials of the invention can be used to build fire protection coating, without the fire protection properties of the coating are impaired.

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.To prepare the intumescent layer, the coating materials known to those skilled in the art are used. They usually have film-forming binders, foam-layer-forming substances, carbon-forming substances and blowing agents. Examples of suitable film-forming binders are vinyl acetate-based homopolymers and copolymers such as vinyl acetate-vinyl ester copolymers based on acrylic acid, such as styrene-acrylic ester copolymers or vinyltoluene / acrylate copolymers. Suitable foam-layer-forming substances are, for example, ammonium salts of phosphoric acids and polyphosphoric acids, such as ammonium polyphosphate. Suitable carbon-forming substances are, for example, carbohydrates such as pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol or polycondensates of pentaerythritol. Suitable propellants are, for example, melamine, melamine or guanidine salts.

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 The coatings according to the invention are particularly suitable for producing weathering-resistant fire-resistant mats which can also be used outdoors for sheathing cables, pipes and other lines. The fire-resistant mats according to the invention contain a fabric of non-combustible fibers, such as glass or mineral fibers, to which an intumescent layer has been applied. On this layer, a weathering stable layer is applied according to the invention. Examples Tab. 1: Composition of the weather-resistant layer binder component component Amount in% by weight acrylate polyol 20.00 pigments 5.00 fillers 19.26 expandable graphite 18.20 catalyst 0.24 solvent 26.00 additives 11,30 hardener component component Amount in% by weight aliphatic polyisocyanate 71.00 catalyst 0.10 solvent 28,90

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 29722652 [0002] DE 29722652 [0002]
  • DE 19835463 [0004] DE 19835463 [0004]

Claims (9)

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.Fire-resistant coating comprising at least one intumescent layer and at least one weather-resistant layer, characterized in that the weather-resistant layer is made of a two-component coating material comprising a binder component containing OH-functional polymer polyols and a curing agent component containing polyisocyanates. Brandschutzbeschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittelkomponente des Beschichtungsstoffs weiterhin schaumbildende und kohlenstoffbildende Substanzen enthält.Fire protection coating according to claim 1, characterized in that the binder component of the coating material further contains foam-forming and carbon-forming substances. Brandschutzbeschichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schaumbildende und kohlenstoffbildende Substanz Blähgraphit ist.Fire protection coating according to claim 2, characterized in that the foam-forming and carbon-forming substance is expanded graphite. Brandschutzbeschichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die OH-funktionellen Polymerpolyole Polyacrylatpolyole sind.Fire protection coating according to one of the preceding claims, characterized in that the OH-functional polymer polyols are polyacrylate polyols. Brandschutzbeschichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyisocyanate oligomere aliphatische Polyisocyanate sind.Fire protection coating according to one of the preceding claims, characterized in that the polyisocyanates are oligomeric aliphatic polyisocyanates. 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.Fire protection coating according to one of the preceding claims, characterized in that the binder component - 5 to 35 wt .-% polyacrylate, - 10 to 30 wt .-% fillers, - 10 to 30 wt .-% expandable graphite, - up to 15 wt. % Pigments and - contains up to 50% by weight of organic solvents, in each case based on the total weight of the binder component. 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.Fire protection coating according to one of the preceding claims, characterized in that the hardener component - 50 to 100 wt .-% aliphatic polyisocyanate and - up to 50 wt .-% organic solvent, contains, in each case based on the total weight of the hardener component. 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.Fire protection coating according to one of the preceding claims, characterized in that the intumescent layer is made of a coating material comprising film-forming binder, foam layer-forming substances, carbon-forming substances and blowing agents. Brandschutzmatte umfassend ein Glas- oder Mineralfasergewebe, auf das eine Brandschutzbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufgebracht ist.Fire protection mat comprising a glass or mineral fiber fabric, to which a fire protection coating according to one of claims 1 to 8 is applied.
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