DE19705736C1

DE19705736C1 - Kombiniertes Dichtungs/Brandschutzprofil und Verfahren zu dessen Herstellung durch Koextrusion

Info

Publication number: DE19705736C1
Application number: DE19705736A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Gubo
Original assignee: KUHN AG DR; Huber and Suhner AG
Current assignee: DR KUHN AG ZUG CH
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 1998-10-01
Anticipated expiration: 2017-02-15

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kombiniertes Dichtungs/Brand schutzprofil aus einem an sich bekannten Dichtungsprofil und einer brandhemmenden Dichtungsmasse in mindestens einem Hohlraum des Dichtungsprofils sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung durch Koex trusion.

Bei herkömmlichen Brandschutztüren, Brandschutzklappen oder Brand schutzverglasungen werden die Anforderungen an die Luft- und Rauch dichte mittels eines Gummiprofils und die brandschutztechnischen An forderungen mittels einer gesonderten Brandschutzdichtung, die aus ei nem im Brandfall aufschäumenden Material besteht, erfüllt.

Ein herkömmliches Dichtungsprofil aus beispielsweise Gummi weist ei nen flexiblen Hohlraum auf, der ein Einklemmen des Gummikörpers in ei ne dafür vorgesehene Nut ermöglicht, wodurch die Anforderung an eine dauerhafte Verbindung der Dichtung mit beispielsweise dem Türkörper erreicht wird.

Die zusätzlich einzubringenden Brandschutzdichtungen müssen nach dem derzeitigen Stand der Technik entweder ebenfalls eingeklemmt wer den, was beispielsweise bei Feuerschutztüren eine sehr aufwendige und teure Zargenkonstruktion bedingt, oder mechanisch, beispielsweise durch Nieten, Anpunkten eines Deckprofils oder Schrauben, am Türkör per befestigt werden.

Die AT 392 078 B beschreibt eine thermisch expandierbare Brandschutz masse, bestehend aus Blähgraphit, einem Carboxylgruppen enthalten den, vorzugsweise wäßrigen Chloroprenlatex, im Brandfall ein parakri stallines Kohlenstoffgerüst bildenden Substanzen, sowie gegebenenfalls weiteren Zusatzstoffen. Die Brandschutzmasse wird insbesondere als Brandschutzlaminat, bei dem die Brandschutzmasse auf eine Trägerbahn aufkaschiert ist, verwendet.

Die DE 37 27 271 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Form körpern aus Feuerschutzmasse, wobei eine rieselfähige Grundstoffmi schung aus Feuerschutzmassegrundstoffen, die zumindest ein Harz sowie bei einer Aufschäumtemperatur aufschäumende, schaumbildende Sub stanzen aufweist, mit rieselfähigem thermoplastischem Kunststoff, des sen Plastifizierungstemperatur unterhalb der Aufschäumtemperatur liegt, gemischt, diese Grundstoff/Kunstoff-Mischung unter Thermopla stifizierung des thermoplastischen Kunstoffs unterhalb der Aufschäum temperatur zu einer plastisch verformbaren Masse aufbereitet, und diese Masse im Wege der Thermoplastverarbeitung, zum Beispiel durch Strang pressen oder Spritzgießen, geformt wird. Hierbei können die Formkörper im Wege der Kunststoffkoextrusion mit einer Hülle aus thermoplasti schem Kunstoff umgeben werden. Nachteilig ist hierbei, daß nur thermo plastische Kunstoffe eingesetzt werden können, deren Plastifizierungs temperatur unterhalb der Aufschäumtemperatur liegt. Insbesondere eignet sich hierfür weichgemachtes PVC, wobei die Aufbereitungstempe ratur vom Weichmacheranteil abhängig ist.

Die DE 195 20 314 A1 beschreibt eine flammhemmende Trägereinlage aus einem textilen Flächengebilde und mindestens einem pulverförmigen Flammschutzmaterial und/oder Additiv, wobei das Flammschutzmaterial und/oder Additiv mittels eines schmelzbaren Polymeren, dessen Klebe temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur zumindest der tragen den Fasern des textilen Flächengebildes liegt, befestigt ist.

Bislang ist es nicht möglich gewesen, Brandschutzdichtungen aus auf schäumenden Materialien im Verfahren der Koextrusion in Hohlräume von Kautschuk-, Gummi-, oder Kunststoffprofilen einzubringen. Dies liegt darin begründet, daß bei solchen Extrusionsverfahren im allgemeinen Temperaturen zwischen 180 und 220°C angewandt werden, so daß die her kömmlichen aufschäumenden Dichtungsmassen bereits während des Ex trusionsvorgangs und nicht erst im Brandfall reagieren würden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es demnach, ein kombiniertes Dichtungs/Brandschutzprofil vorzusehen, das auf einfache Weise im We ge der Koextrusion hergestellt werden kann.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß ein solches kombiniertes Dich tungs/Brandschutzprofil mittels eines Koextrusionsverfahrens herge stellt werden kann durch Verwendung einer brandhemmenden Dich tungsmasse auf Basis von Schmelzklebstoffen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach ein kombiniertes Dichtungs/Brandschutzprofil, umfassend ein an sich bekanntes Dich tungsprofil aus einem Kautschuk-, Gummi- oder Kunststoffmaterial, und eine brandhemmende Dichtungsmasse in mindestens einem Hohlraum des Dichtungsprofils, wobei die Brandschutzmasse

a) 30 bis 70 Gew.-% eines Schmelzklebstoffs,
b) 1 bis 15 Gew.-% Bindemittel,
c) 1 bis 15 Gew.-% im Brandfall Kohlenstoffgerüst bildende Substan zen,
d) 1 bis 25 Gew.-% Flammschutzmittel, sowie
e) 10 bis 40 Gew.-% einer im Brandfall intumeszierenden Komponente enthält.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung ei nes, wie oben beschriebenen, Dichtungs/Brandschutzprofils durch Koex trusion des Dichtungsprofils und der brandhemmenden Dichtungsmasse.

Durch geeignete Auswahl der einzelnen Komponenten wird die erfin dungsgemäß eingesetzte, brandhemmende Dichtungsmasse beispielswei se bei einer Verarbeitungstemperatur von 140°C flüssig und kann in den Extrusionsvorgang für das Dichtungsprofil integriert und damit in Hohl räume von Dichtungsprofilen eingefüllt werden, ohne daß der eigentlich für den Brandfall vorgesehene Aufschäumvorgang beginnt.

Die Möglichkeit des Einfüllens der brandhemmenden Dichtungsmasse in den Hohlkörper des Dichtungsprofils mittels Koextrusion ergibt mehrere Vorteile. Zum einen werden durch ein einziges Profil, nämlich ein kombi niertes Dichtungs/Brandschutzprofil, alle Anforderungen an die Abdich tung und den Brandschutz erfüllt. Des weiteren wird eine dauerhafte Ver bindung des Profils mit beispielsweise dem Türkörper durch Einklemmen des befüllten Dichtungsprofils ermöglicht. Dies ermöglicht eine Vereinfa chung und damit Verbilligung der Zargenkonstruktion.

Die erfindungsgemäß eingesetzten, brandhemmenden Dichtungsmassen sind auf der Basis von Schmelzklebstoffen aufgebaut. Geeignete Schmelz klebstoffe sind beispielsweise solche auf Basis von Synthesekautschuken, bevorzugt auf Basis von sogenannten thermoplastischen Kautschukar ten, wie etwa Blockcopolmere aus Styrol und Butadien bzw. Isopren oder Butylkautschuk. Weiter eignen sich Schmelzklebstoffe auf Basis von nie dermolekularen Polyethylenen (PE) und Polyethylen-Wachsen, auf Basis hochmolekularer Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, auf Basis von atakti schem Polypropylen, auf Basis von Ethylen-Acrylsäureester-Copolymeri saten, gegebenenfalls mit einem geringen Gehalt an Carboxylgruppen, auf Basis von Polyamiden und Polyaminoamiden, auf Basis von Polyuretha nen, sowie solche auf Basis von aliphatischen oder aromatischen Polye stern.

Diese Schmelzkleber können übliche Zusätze enthalten, wie etwa Oxida tionsstabilisatoren, Weichmacher, Pigmente zur Einfärbung, wie einer Weißfärbung, Füllstoffe und dergleichen.

Erfindungsgemäß werden dem zur Herstellung der Dichtungsmasse ver wendeten Schmelzkleber Bindemittel, beispielsweise polymere Bindemit tel oder Fasern zugesetzt. Beispiele für polymere Bindemittel sind etwa Po lyvinylacetat, Polyvinylacrylat, Polyvinylchlorid-Mischpolymerisate oder Polychloroprene. Als Fasern kommen bevorzugt Mineralfasern in Frage. Unter Mineralfasern versteht man dabei je nach ihren Ausgangsstoffen Glas-, Stein- oder Schlackenfasern, sowie keramische Fasern. Gebräuch lich sind außerdem die Bezeichnungen Mineral-, Glas-, Stein- und Schlacken- bzw. Hüttenwolle. Bevorzugt werden als Bindemittel Fasern verwendet, es können dabei auch Gemische aus unterschiedlichen Fasern eingesetzt werden.

Weiters werden den Schmelzklebern eine im Brandfall ein Kohlenstoffge rüst bzw. -kruste bildende Substanz zugegeben. Geeignete Substanzen sind beispielsweise duromere Kunststoffe, wie etwa Formaldehydharze, Harnstoffharze, Phenolharze, Phenol-Formaldehydharze, Polyacrylnitril, Polyimide, Malaminharze, Zucker, Melasse, Cellulose oder deren Derivate. Die verwendeten Harze sollten bevorzugt einen Schmelzpunkt zwischen 100 und 200°C aufweisen. Als besonders vorteilhaft erweisen sich dabei Phenol- und Phenol-Formaldehydharze. Bei der Erwärmung im Brandfall vernetzen diese Substanzen zunächst, wobei die starken intermolekula ren Bindungen auch bei der weiteren thermischen Belastung, die zur pyro lytischen Zersetzung und schließlich zur Bildung eines parakristallinen Kohlenstoffgerüstes führt, erhalten bleiben (Chemie-Ing.-Tech. 41 Nr. 9/10 (1970), S. 659-669).

Als dritte Komponente wird dem Schmelzklebstoff zu dessen Flammfest ausrüstung ein Flammschutzmittel zugemischt. Beispiele für geeignete Flammschutzmittel sind Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid-Trihydrat, Magnesiumhydroxid, Calciumcarbonat, Borverbindungen, Ammonium sulfamat oder Harnstoff. Weiters können beispielsweise Oxide und Carbo nate von Metallen, wie etwa Wismuth-, Zinn, Eisen-, Antimon- oder Molyb dänoxide oder Wismuthcarbonat, und andere übliche Flammschutzmittel verwendet werden.

Zusätzlich wird eine im Brandfall intumeszierende Komponente zugesetzt. Als intumeszierende Komponente kommen alle im Brandfall aufschäu menden Komponenten bzw. Substanzen, die in fester Form, beispielsweise als Pulver oder Granulat, vorliegen, in Frage. Dies sind beispielsweise Komponenten auf Basis von Blähgraphit, Silikaten, Polyurethanen, Stick stoff- oder Phosphorverbindungen, wie sie etwa aus EP-B-153 564 oder EP-B-338 347 bekannt sind. Bevorzugt wird Blähgraphit oder eine Kompo nente auf Basis von Phosphorverbindungen eingesetzt.

Die Mengen der einzelnen Komponenten in den erfindungsgemäß einge setzten Dichtungsmassen richten sich nach den Anforderungen an ihre Eigenschaften und an das geforderte Verhalten im Brandfall, wobei sich ein hoher Gehalt an intumeszierender Komponente günstig für das Brand verhalten, ein hoher Gehalt an Bindemitteln günstig für die Flexibilität und ein hoher Gehalt an Substanzen, die im Brandfall ein Kohlenstoffge rüst bilden, günstig für die Festigkeit der Dichtungsmasse im Brandfall auswirken.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Dichtungsmassen enthalten

a) 30 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 60 Gew.-%, an Schmelzklebstoff,
b) 1 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 10 Gew.-%. Bindemittel,
c) 1 bis 15 Gew.-% bevorzugt 3 bis 10 Gew.-%, im Brandfall ein Kohlenstoffgerüst bildende Substanzen,
d) 1 bis 25 Gew.-% bevorzugt 1 bis 15 Gew-%, an Flamm schutzmittel und
e) 10 bis 40 Gew.-% bevorzugt 15 bis 30 Gew.-%, intumes zierende Komponenten.

Die Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Dichtungsmassen er folgt durch einfaches Zusammenmischen und Zusammenschmelzen der einzelnen Komponenten, beispielsweise in einem beheizbaren Rührkessel. Anschließend wird die so erhaltene Schmelze in einer Pastillier- oder Gra nuliervorrichtung konfektioniert. Dabei werden die Schmelzen beispiels weise auf ein Kühlband aufgetropft oder als Film auf einem Kühlband zum Erstarren gebracht und anschließend geschnitten. Bevorzugt werden heizbare Kneter oder Extruder, denen entsprechende Konfektionierein richtungen nachgeschaltet sind, verwendet.

Die granulatförmige oder pastillenförmige Dichtungsmasse, welche sich bei Temperaturen zwischen 100 und 200°C verflüssigen läßt, kann dann der Koextrusion zur Herstellung eines kombinierten Dichtungs/Bran schutzprofils zugeführt werden. Das Koextrusionsverfahren erfolgt in an sich bekannter Weise unter Verwendung herkömmlicher Koextrusionsein richtungen.

Bei der Koextrusion anfallende Reste der brandhemmenden Dichtungs masse können wiederverwertet und erneut zur Koextrusion eingesetzt werden, so daß nur sehr geringe Verluste der Dichtungsmasse anfallen.

Beispiel

Zur Herstellung einer brandhemmenden Dichtungsmasse werden 50 Gew.-% eines handelsüblichen Schmelzklebers auf Basis von Vinylacetat (Fa. Fuller), 10 Gew.-% an Phenolharz (Resin 122. Fa. Ceca), 5 Gew.-% In orphil (Mineralfasern), 15 Gew.-% Aluminiumhydroxid, sowie 20 Gew.-% an Blähgraphit in einem beheizten Rührkessel zusammengeschmolzen. Anschließend wird die Schmelze als Film auf einem Kühlband zum Erstar ren gebracht und danach geschnitten, worauf die Dichtungsmasse in Gra nulatform erhalten wird und in dieser Form der Koextrusion zur Herstel lung eines kombinierten Dichtungs/Brandschutzprofils zugeführt wer den kann.

Claims

1. Kombiniertes Dichtungs/Brandschutzprofil, umfassend ein an sich bekanntes Dichtungsprofil aus einem Kautschuk-, Gummi- oder Kunst stoffmaterial und eine brandhemmende Dichtungsmasse in mindestens einem Hohlraum des Dichtungsprofils, wobei die Brandschutzmasse

a) 30 bis 70 Gew.-% eines Schmelzklebstoffs
b) 1 bis 15 Gew.-% Bindemittel
c) 1 bis 15 Gew.-% im Brandfall Kohlenstoffgerüst bildende Substan zen,
d) 1 bis 25 Gew-% Flammschutzmittel, sowie
e) 10 bis 40 Gew-% einer im Brandfall intumeszierende Komponente

enthält.

2. Dichtungs/Brandschutzprofil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die brandhemmenden Dichtungsmasse

a) 40 bis 60 Gew.-% an Schmelzklebstoff,
b) 3 bis 10 Gew.-% Bindemittel,
c) 3 bis 10 Gew.-% im Brandfall ein Kohlenstoffgerüst bildende Sub stanzen,
d) 1 bis 15 Gew.-% an Flammschutzmittel und
e) 15 bis 30 Gew.-% einer intumeszierenden Komponente

enthält.

3. Dichtungs/Brandschutzprofil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß als Schmelzklebstoff für die brandhemmende Dich tungsmasse ein Schmelzklebstoff auf Basis von Synthesekautschuken, auf Basis von niedermolekularen Polyethylenen (PE) und Polyethylen- Wachsen, auf Basis hochmolekularer Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, auf Basis von ataktischem Polypropylen, auf Basis von Ethylen-Acrylsäu reester-Copolymerisaten, gegebenenfalls mit einem geringen Gehalt an Carboxylgruppen, auf Basis von Polyamiden und Polyaminoamiden, auf Basis von Polyurethanen, sowie solche auf Basis von aliphatischen order aromatischen Polyestern verwendet werden.

4. Dichtungs/Brandschutzprofil nach mindestens einem der Ansprü che 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die brandhemmende Dichtungs masse als Bindemittel ein polymeres Bindemittel oder Fasern enthält.

5. Dichtungs/Brandschutzprofil nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die brandhemmende Dichtungsmasse als Bindemittel Mi neralfasern enthält.

6. Dichtungs/Brandschutzprofil nach mindestens einem der Ansprü che 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die brandhemmende Dichtungs masse als im Brandfall ein Kohlenstoffgerüst bildende Substanz duromere Kunststoffe enthält.

7. Dichtungs/Brandschutzprofil nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die brandhemmende Dichtungsmasse als duromeren Kunststoff Formaldehydharze, Harnstoffharze, Phenolharze, Phenol-For maldehydharze, Melaminharze oder Polyimide enthält.

8. Dichtungs/Brandschutzprofil nach mindestens einem der Ansprü che 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die brandhemmende Dichtungs masse als Flammschutzmittel Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid-Tri hydrat, Magnesiumhydroxid, Calciumcarbonat, Borverbindungen, Am moniumsulfamat, Harnstoff oder Oxide oder Carbonate von Metallen ent hält.

9. Dichtungs/Brandschutzprofil nach mindestens einem der Ansprü che 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die brandhemmende Dichtungs masse als im Brandfall intumeszierende Komponente eine solche auf Basis von Blähgraphit, Silikaten, Polyurethanen, Stickstoff- oder Phosphorver bindungen enthält.

10. Dichtungs/Brandschutzprofil nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die brandhemmende Dichtungsmasse als im Brandfall in tumeszierende Komponente Blähgraphit oder eine Komponente auf Basis von Phosphorverbindungen enthält.

11. Verfahren zur Herstellung eines kombinierten Dichtungs/Brand schutzprofils nach mindestens einem der Ansprüche 1-10 durch Koextru sion des Dichtungsprofils und der brandhemmenden Dichtungsmasse.