FI66017C - Anvaendning av furanhartsers blandkondensat foer framstaellning av eldfasta isolationsmaterial - Google Patents

Description

R5FH w (ii)*uu.lutusjulkaisu /.nn ffiA lJ 'utlAcgni NGSSKRIFT 6 6U1 / C Patentti nyonnotty 10 08 1984 ,(¾¾ Patent seddelat (51) K».Wu/tatCI.3 C 09 K 3/28, C 08 L 71/06 SUOMI—FINLAND <»> Patenttihakemus — PatenamBknlng 753 138 (22) Hakemhpiivt — Anshknlngadag 07-11.75 * ' (23) AlkupUvl—Glttlghcudag 07.11.75 (41) Tulkit (ulkteksl — Bllvlt offMtKg 13-05-76

Patentti- ia rekieterihaJIItM ... _________ . . .. . .

_ * (44) NlhctvUuipanon (a kuuL)ulkalaun pvm. —

Patent- och registeratyrehen Aiwftkan uthgd och utl^kiiftM pubUearad 30.04.84 (32)(33)(31) Pyydetty atuolkeu»—Begird prlorltat 12.11.7¾ 26.O9.75 Saksan Liittotasavalta-Förbunds-republiken Tyskland(DE) P 2^53658.1, p 2543035.7 (71)(72) Hans Wilmsen, AIfredstrasse 2^3, ^3 Essen, Saksan Liittotasavalta-Forbundsrepubliken Tyskland(DE) (7¾) Oy Heinänen Ab (5¾) Furaanihartsien sekakondensaattien käyttö tulenkestävien eriste- aineiden valmistamiseksi - Användning av furanhartsers bland-kondensat för framstälIning av eldfasta isolationsmaterial Tämä keksintö koskee tulenkestävien eristeaineiden valmistamista. Keksinnön tarkoituksena on näinollen saada aikaan uusia eristeaineita, kuten eristelevyja, jotka pidättävät entistä paremmin tulta ja joita on kemikaalien, lämmön- ja 1iekinkestävyyden suhteen parannettu verrattuna tunnettuihin materiaaleihin.

Keksinnön tarkoituksena on edelleen saada aikaan sellaisia eriste-aineita, jotka eivät myöskään tulipalon vaikutuksen alaiseksi joutumisen jälkeen hajoa ja tartu yhteen mutta muodostavat korkeiden lämpötilojen vaikutuksesta stabiilin hii1ivaahtokappaleen tai hii-likerroksen, jolloin myös hiilivaahto on stabiili eikä itse hajoa korkeissa lämpötiloissa, jotka myös vaikuttavat siihen pitkän ajan.

Kaikkien tekoaineiden heikko kohta on ennen kaikkea se, että ne pidättävät huonosti tulta ja lämpöä. Nyt on kuitenkin havaittu, että furaanihartsisekakondensaatti vaikuttaa erittäin edullisesti orgaanisten ja/tai epäorgaanisten aineiden, ennen kaikkea keinohartsien kuten esim. polyesterin, polyuretaani n, epoksin, alkylin, lateksin ja jopa myös bitumin kykyyn pidättää tulta, lämmön- ja liekinkest-vyyteen kuten myös savun kehittymiseen.

6601 7 2 Tämän keksinnön muodostaa siten vesipitoisten, ei vielä kovetettujen furaanihartsien ja kresolin ja/tai melamiinin ja/tai fenolin ja/tai urean sekakondensaattien, jotka on sekoitettu huokoisiin orgaanisiin tai epäorgaanisiin aineisiin, käyttö tulenkestävien eristeaineiden valmistamiseksi.

Fenolialdehydihartsin, furaanijohdannaisen sekä orgaanisen tai epäorgaanisen täyteaineen muodostama kombinatio on sinänsä tunnettu DE-patenttijulkaisusta 1 144 474. Lisäksi DE-patenttijulkaisusta 1 014 319 tunnetaan fenoli-, kresoli- tai ksylenolihartsista, fur-furyylialkolihartsista sekä täyteaineista muodostuva seos, joka kestää korkeita lämpötiloja. Kuitenkaan näitä tunnettuja aineita ei ole tarkoitettu tulenkestävien eristeaineiden komponenteiksi.

Keksinnön mukaisessa eristeaineiden valmistuksessa voidaan käyttää lisänä hapetus- ja pelkistysvälineitä, jotka ovat ennestään tunnettuja vaahtojen yhteydestä. Fosforihappo ja oksaalihappo ovat osoittautuneet hapoista erikoisen edullisiksi. Kuitenkin myös muut orgaaniset hapot, kuten esim. muurahaishappo ja malei inihappo, ..ovat sopivia. Myös muut epäorgaaniset hapot, paitsi HgPO^, ovat sinänsä sopivia, mutta kuitenkin korroosion vuoksi vähemmän edullisia.

Vettä sisältävien keinohartsien käytön edullisuus perustuu siihen, että mitä erilaisimpien vettä sisältävien tai vettä sietävien orgaanisten tai epäorgaanisten aineiden, kuten esim. keinohartsien, alkoholien, esterien, happojen, hydraulisten sidosaineiden ja vastaavien, jotka ovat jauheena, liuoksina, suspensioina tai emulsioina, sekoittaminen hämmentämällä, kaatamalla, suihkuttamalla tai sekoittamalla on huomattavasti yksinkertaisempaa, ja että vesi reagoi samanaikaisesti orgaanisten materiaalien, kuten esim. sementin ja/ tai kipsin jne. kanssa ja siten saavutetaan ylimääräistä rakenne-lujutta, jolloin eksoterminen lämpö ja syntyvä höyrynpaine saavat aikaan nopean kovettumisen,

Keksinnön mukaan voidaan siten käyttää keinohartseja, jotka ovat vettä sietäviä ja/tai sisältävät vettä.

Koska eksotermiset lämpötilat 20°C:sta yli 200°C:een ovat mahdollisia, vaihtelevat myös keksinnön toteutusmuodot laajasti. Korkeammissa lämpötiloissa tapahtuvat kemialliset, samoin kuin myös hyd— 3 6601 7 rauliset reaktiot ja/tai metalli orgaaniset poikittaissitoutumiset t helpommin, nopeammin ja suotuisammin. Hydraulisten sidosaineiden ja j keinohartsien välille muodostuu sidos, jolloin voidaan käyttää ylimääräistä tarttumisen välittäjää. Sementtikerroksissa samoin kuin paineentasauslevyissä voidaan käyttää mukana bitumipolyesteriä ja/ tai hiekkaa täytteenä.

Keinohartsisekakondensaatista valmistettuja aineita voidaan vielä parantaa, kun lisätään muita aineita, kuten esim. savea tai kaoliinia ja/tai kiinalaista savea ja/tai piimaata ja/tai asbestia ja/tai kiillettä ja/tai alumiinia ja/tai natriumsilikaattia ja/tai alumiinifosfaattia ja/tai alumiinikromifosfaattia ja/tai alumiiniftalaat-tia. Fosforihappoon yhtymisen yhteydessä tapahtuu edelleen kemiallisia ja metalliorgaanisia poikittaissitoutumia.

Lopullinen tuote voidaan polttaa, jolloin se saa lasimaisen, keraamisen tai metal1 imaisen rakenteen. Näissä muunnoksissa käytetään lisänä sellaisia muita aineita kuten bauksiittia, diasporia, metal 1ioksideja, natriumyhdisteitä, booria, natriumboraattia, alumiinisi ikaattia, alumiinihydroksidia, maasälpää, liuskejauhoa, kalsi-umoksidia, dolomiittia jne.

Savun muodostuminen ja liekin korkeus samoin kuin palavien kaasujen mudostuminen näistä materiaaleista on vähäistä. Keksinnön lisäetuna on se, että ei vain lämpötila vaan myös reaktioajat ovat säädettävissä, ja että happona käytetään ensi sijassa fosforihappoa. Fosfo-rihappo muodostaa metallien kanssa fosfaatteja, jotka eivät vaikuta syövyttävästi. Syöpymisongelmia ei myöskään esiinny. Samanaikaisesti fosforihappo kohottaa aineen kestävyyttä liekkejä vastaan.

Käyttämällä monipuolisia orgaanisia ja epäorgaanisia tahi metallisia, kemiallisia ja mineraalisia tuotteita keksinnön yhteydessä saadaan syntyvän eksotermisen lämmön ja vastaavan korkean höyryn-paineen vuoksi tuloksena uusia yllättäviä teknillisiä ja kemiallisia menetelmiä.

Keksinnön mukaan aikaansaadaan täysin uusia keinohartsituotteita, joilla on kulloinkin mukana olevan lisäaineen mukainen luonne. Tällaisia lisäaineita ovat esim. sementti, sementtiasbesti, kipsi, sa- 4 6 501 7 hajauho. bitumi, bitumipolyesteri, metallioksid.it, savimaa, piimää, kaoliini, kiille, asbesti, vermikuliitti, silikaatit, karbonaatit, lasihelmet, paisuttavat aineet (esim. Siliperi).

Lukuisien yhdistämismahdollisuuksien johdosta muodostuu kokonainen sarja uusia tuotteita, jotka puolestaan ovat käyttökelpoisia lukuisilla eri käyttöalueilla, koska niissä yhdistyy runsaasti toivottuja ja vaadittavia mahdollisuuksia ja ominaisuuksia yhdessä ainoassa tuotteessa.

Keksinnön mukaisilla tuotteilla saatavat erikoisominaisuudet ovat hyvä kylmyyden-, lämmön- ja ääneneristys sekä se, että tuote pidättää hyvin tulta ja kestää liekkien vaikutusta erikoisen hyvin, palavia kaasuja ei kehity, liekkejä ja hehkumista ei esiinny jälkeenpäin, savun muodostuminen on vähäistä, liekkien korkeus on pieni, syttymislämpötila kohoaa huomattavasti ja lämpösäteily ja lämmön siirtyminen edelleen ovat voimakkaasti alentuneet.

Edelleen aineet voidaan muodostaa lämpöä johtaviksi tai johtamattorniksi, sähköisesti eristäviksi tai sähköä johtaviksi ja/tai säteilyä absorboiviksi.

Huokoinen materiaali on tulta vastaan vastustuskykyisempi kuin tiivis materiaali, koska huokoinen materiaali johtaa lämpöä huomattavasti huonommin. Materiaali, joka muuttuu lämmön vaikutuksesta hii1ivaahdoksi, on niinikään parempi kuin muuttumaton materiaali, koska myös hiilivaahdon lämmönerityskyky on hyvä. Lopulliset tuotteet voidaan kuitenkin muodostaa myös siten, että ne muodostavat muuttumattoman jähmeän hii1ikerroksen. Hiilivaahto syntyy kerros-tamismassoista kuumennuksen tai liekkien vaikutuksesta ja tarvittavina lisäaineina voidaan mainita sokeri, dekstroosi, urea, yksi-tai useampiarvoiset alkoholit, esim. glyseriini, mangaaniammonium-fosfaatit, magnesiuinammoniumfosfaatit ja vastaavat.

Monia palamisongelmia on mahdollista ratkaista tai helpottaa edellä mainitulla menetelmällä. Melkein kaikkien keinohartsien kyky pidättää tulta osoittautuu furaanihartsisekakondensaattien yhteydessä huomattavasti paremmaksi, joten useimmissa tapauksissa voidaan luopua tavanomaisten halogenoitujen liekkejä hallitsevien kemikaalien sekoittamisesta. Lopullisten tuotteiden käyttötarkoituksen mukaan 6601 7 5 voidaan tunnettuja vahvistusaineita liekkejä vastaan ' kuitenkin käyttäää lisäaineina. Sellaisina voidaan esittää mm. seuraavat: booriin perustuvat liekkejä hillitsevät materiaalit, fosfori, bromi, kloori, ja/tai niiden muunnokset ja johdannaiset. Edelleen tähän tarkoitukseen erikoisen sopivia aineita ovat: antimonitrioksi-di, natriumsi1ikaatit, alumiiniyhdisteet, kuten alumiinifosfaatti, alumiinikromi fosfaa11i, kaoliini, kiinalainen savi, hienojakoinen piihappo, silikoni, k1ooriparafiini, mahdollisesti kloorikautsu, algiinihapon suolat, zirkoniumyhdisteet, ceriittimaa, thorium, tri-dibromipropyylifosfaatti, kupari ftalosyaniini, kaliumtripolyfosfaatti, disyandiamidi, aniliini, kalsiumkarbonaatti ja metallioksi-d i t.

Saatuja materiaaleja voidaan asettaa esim. bensiini-, erikoisesti 1 entokonäjensi inisäiliöihin , palonkestäviin seiniin kaivostyössä , tulenestoseiniin tehtaissa ja teräksisissä hii1irakennuksissa sekä laivanrakennuksessa tai myös ehkäiseviksi palosuojauksiksi kaapelin murtokohtiin, läpivienteihin ja vastaaviin.

Edelleen on olemassa menetelmään liittyvä mahdollisuus sekoittaa metallisia, mineraalisia ja termoplastisia materiaaleja, jotka sulavat tai sintrautuvat liekkien tai lämmön vaikutukseta ja muodostavat jäähdytettäessä lujan peitekerroksen.

Edullisiksi ovat osoittautuneet esim. zirkoniumyhdisteet, jotka 600°C:n lämpötilassa heijastavat lämpöä valona, hienojakoinen piihappo, tridibromipropyylifosfaatti, kiinalainen savi, dolomiitti ja/tai silikaateilla esikäsitellyt lisäaineet, kuten sahajauho, muovituotteet ja/tai vaahtomuovi ja/tai vaahtomuovijätteet.

Käytettäessä huokoisia orgaanisia ja/tai epäorgaanisia lisäaineita vähenee lämmön siirtyminen huomattavasti. Kemiallisia tuotteita voidaan käyttää tulenkestävinä eristysaineina. Huokoisina epäorgaanisina lisäaineina voidaan käyttää esim. perliittiä, vermikuliittia, siliperliä, vaahdotettua savea ja/tai orgaanisina lisäaineina polystyreeniä, kovaa ja tai pehmeää polyuretaanivaahtoa, polyeste-rivaahtoa, aminomuovivaahtoa ja kaikkien tunnettujen vaahtomuovi-aineiden paloiteltuja jätteitä, jotka mahdollisesti esikäsite1lään muilla aineilla.

6601 7 6

Lisäaineina käytettävät styreenijohdannaiset, kuten vaahdotettu po-lystyreeni ja pehmeä polyuretaani vaahto, jotka muussa tapauksessa ovat helposti palavia, eivät enää pala.

Kerrostamismassa voidaan tällöin muodostaa siten, että se saa lujan, kevyesti huokoisen hii1ikerroksen, jonka paksuus on 2-3 mm, tai myös vahvasti pullistuvan hii1ivaahtokerroksen , jonka paksuus on 10-15 cm.

Koska hiilikerros toimii lämmöneristeenä polystyreenipallot ovat olemassa vielä noin 20-30 minuuttia liekkien vaikutuksen alkamisen jälkeen. Sen jälkeen kerrostamismassa omaksuu huokoisien lisäaineiden huokoisen rakenteen siten, että niillä on lämpöä eristävä vaikutus myös ilman pullistavaa hii1ivaahtoa.

Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa voidaan käyttää lisäaineina ennen kaikkea muovi- ja/tai seilu1oosapohjaisia jätteitä, etenkin vaahtomuovijätteitä, jotka muodostavat sidosaineiden yhteydessä uusia eristelevyjä, jotka pidättävät lämpöä ja liekkejä pa- 3 ' remmin tunnetut vaahtomuovit yksinään, ja jotka perustuvat esim. polystyreeniin kovaan ja pehmeään polyuretaniin, aminomuovi-vaahtoon tai polyety1 eenivaahtoon.

Muovijätteiden ja/tai paperin ja/tai tekstiilien uudelleen käyttäminen muodostaa huomattavan ympäristönsuojeluongelman, jota voidaan helpottaa keksinnön avulla. Keksinnössä on erikoisen edullista vähäinen savun kehitys, vähäinen palonarkuus ja kestävyys kemikaalien vaikutusta vastaan.

Hiilikudos voi liekkien vaikutuksesta pullistua tai muoostaa vahvan hii1ikerroksen. Jopa fenolihartsiiin verrattuna osoittautuu sidos-aineiden savunkehitys vähäisemmäksi ja hiilikudos vahvemmaksi.

Käytettäessä mukana bitumia osoittautuu, että aikaansaatu materiaali ei liekkien vaikutuksesta enää muutu nesteeksi.

Muut lisäaineet, kuten kresoli, resorsinoli, kuparisulfaatti ja pa-raformaldehydi, täyttävät erilaisia tehtäviä, estävät mätänemistä ja homeen muodostumista, bitumi ja/tai terva vaikuttavat suuremman höyryntiheyden saavuttamiseksi jne.

7 6501 7

Keksinnöllisen ajatuksen mukaisesti valmistetut tuotteet voidaan jauhaa ja jauhe voidaan sekoittaa orgaanisiin ja/tai epäorgaanisiin i idosaineisiin tulenkestävyyttä parantavana lisäaineena.

Valmistettavissa olevien tuotteiden lukuisuuden johdosta on selvää, että tähänasti esitettyä ei mitenkään voida pitää niiden mahdollisuuksien ehdottomana ylärajana, jotka keksintö tarjoaa. Myöskään käyttömahdollisuuksia ei täten ole esitetty mitenkään tyhjentävästi .

Kaikkia tähänasti tunnettuja toimenpiteitä, joita käytetään polyuretaani-, akryyli- ja alkydihartsin, lateksin tai epoksihartsin yhteydessä, voidaan tietysti myös käyttää keksinnön yhteydessä ja/ tai sallia levyjen, putkien ja putkiliitosten valmistaminen tunnettujen valmistusmenetelmien mukaisesti.

Leyvjen ja putkiliitosten valmistus voi tapahtua sekoittamalla, ruiskuttamalla tai kuljetuslaitteiden avulla. Tämän lisäksi voidaan keinohartsituotteiden valmistamisessa käyttää tunnettuja laitteita. Keinohartsivaahtojen ja kerrostamismassojen tähänastiset sovellutusalueet ja käyttötavat ovat myös keksinnön mukaisesti valmistetuille massoille mahdollisia.

Yhdistettäessä käytettyjä komponentteja, esim. sekoittamalla, ruiskuttamalla tai hämmentämällä, aloitetaan tavallisesti furaanihart-sisekakondensaatista. Tähän lisätään muu hartsi, mikäli tällaista käytetään. Sen jälkeen lisätään valitut lisäaineet, yksittäin tai seoksena. Tällöin on edullista valita lisäaineiden lisäämisjärjestys siten, että nestemäiset tai alhaisen viskositeetin omaavat aineet lisätään ennen jähmeitä tai voimakkaasti sakeutettuja aineita. On edullista, jos hapon lisääminen tapahtuu sen jälkeen, kun kaikki aineet on yhdistetty.

Sekoitettaessa polyesteriä ovat tyydyttämättömät, suuriksi molekyyleiksi polymeroituvat polyesterit, jotka mahdollisesti voivat sisältää vähän monostyreeniä erikoisen edullisia.

8 6501 7

Seuraavassa esitetään eräitä materiaaleja, joiden käyttö keksinnön yhteydessä on erikoisen edullista. Tähdennettäköön aivan yleisesti, että vettä sietävät hartsit soveltuvat erikoisesti lisättäväksi fu-raanihartsisekakondesaattiin.

Ureaan, melamiiniin tai fenoliin perustuvina furaanihartsisekakon-densaatteina voidaan käyttää erikoisen edullisesti tavanomaisia kaupallisia tuotteita, joilla on viskositeetti noin 160-300 cps, kiinteiden aineiden pitoisuus noin 25-70 %, furfuryylipitoisuus noin 10-80 % ja pH-arvo 6,5-7,5

Keksinnön eräässä erikoisen edullisessa suoritusmuodossa käytetään furaanihartsisekakondensaatteja, joissa on 25-30 % furfuryylialkoholia 20-25 % H =, ja 12-14 % N^-pitoisuus ja viskositeetti 180-220 cps (esim. FH 75, Kluser, Wuppertal, Länsi-Saksa)

Eräässä toisessa edullisessa furaanihartsisekakondensaatissa on seuraava kokoomus: 48-50 % furfuryylialkoholia 9-9,3 % typpeä 14-16 % H20 ja viskositeetti 180-220 cps (esim, F H 200, Kliiser, Wuppertal, Länsi-Saksa)

Erikoisen edulliseksi fenoli-furaani-hartsiksi on havaittu tuote, jossa on furaanihartsin osuus 60 % ja fenolihartson osuus 40 %.

Kuitenkin voidaan käyttää myös muita tavanomaisia kaupallisia tuotteita.

Polyesterinä voidaan käyttää edullisesti esim. seuraavia: Polygal-valuemulsio E 81 (Bayer AG, Leverkusen, Länsi-Saksa) tai Palatal 6 (BASF AG, Ludwigshafen, Länsi-Saksa).

Edullisina vettä sietävinä epoksidihartseina voidaan esittää esim. < kaupallisia tuotteita kuten Versadukt 429 ja Europox 716 BN (Schring AG, Bergkamen, Länsi-Saksa).

9 6501 7

Edullinen urea-formaldehydihartsi, joka antaa erikoisen suotuisia tuloksia, on esim. Vaahtohartsi 293 (BASF AG, Ludwigshafen, Länsi-Saksa) .

Roehm & Haas’in, Darmstadt, kaupalliset tuotteet, esim. monomeeri Muster 1, ovat käyttökelpoisia akryyli- tai metakryylihartsina.

Edullisena alkydihartsina voidaan mainita lopuksi Resydval VWA 3811 (Chemische Werke Albert, Wiesbaden, Länsi-Saksa).

Kunkin komponentin osuutena ainemäärästä käytetään edullisesti seu-raavia, jotka on ilmoitettu kulloinkin 100 paino-osaa kohti furaa-nhar ts i sekakondensaat t i a (kaikki osat tarkoittavat painoa): I Furaanihartsisekakondensaatti 100 paino-osaa II Vieras hartsi, jos käytetään

Polyesterihartsi: 1-75, erikoisen edullisesti 5-50 paino-osaa.

Epoksihartsi: 1-65, erikoisen edullisesti 3-45 paino-osaa.

Polyuretaanihartsi: 1-55, erikoisen edullisesti 4-30 paino-osaa. Akryylihartsi: 1-75, erikoisen edullisesti 5-55paino-osaa .

Alkydihartsi: 1-70, erikoisen edullisesti 3-45 paino-osaa.

Lateksi: 1-70, erikoisen edullisesti 3-45 paino-osaa.

III Lisäaineet:

Epäorgaanisia lisäaineita: 1-250, erikoisen edullisesti 5-150 paino-osaa (esim. sementti, kiinalainen savi ym. ) .

Orgaanisia lisäaineita: 1-200, erikoisen edullisesti 3-130 paino- osaa (keinovaahtoaineita, kuten polyuretaanivaahto; fenolihartsivaahto, ym.).

Käytettäessä huokoisia aineita, kuten esim. vermikuliittia, perliittiä tai siliperliä ovat alle 90 paino-osan määrät edullisia.

IV Hapot: 2-40 paino-osaa

Kerrostamismassojen ja huokoisien aineiden, joiden kykyä pidättää tulta on parannettu, valmistaminen keksinnön mukaissti voidaan suorittaa myös siten, että mainitut valmistusmateriaalit, kuten esi- 6601 7 10 merkiksi lasivilla, lasisilkki, selluloosavilla, hiilikuidut, me-tallilangat jne. saatetaan keinohartsien kanssa yhteen sekoittamalla, hämmentämällä tai ruiskuttamalla.

Edelleen voidaan stabiilin hiilivaahdon tai hiilikerroksen muodostamiseksi tulen vaikutuksen avulla sekoittaa keinohartsien joukkoon polyakryylinitrii1iä, polyvinyylikloridia, novolakkahartsia, kivi-hiilitervaa ja/tai indeenihartsia.

Keksinnön eräs erikoinen suoritustapa on sellainen, että käytetään keinohartsia vesipitoisen dispersion muodossa ja näihin keinohart-sidispersioihin saatetaan tai hajaannutetaan jauhemaista polyak-ryylinitriiliä, jauhemaista polyvinyylikloridia, jauhemaista novo-lakkahartisa, indeenihartsia ja/tai kivihiilitervaa. Mainittujen materiaalien, jotka tulen vaikutuksesta muodostavat stabiilin hii- l.i vaahdon tai stabiilin hi i 1 ikerroksen, jauhaannuttaminen suoritetaan esimerkiksi käyttäen ioneja muodostamattomia, kationisia tai anionisia emu1gaattoreita, kuten alkyy1ifenoli-etyleenioksidi-ad-dukteja.

Erikoisen stabiili hiilivaahto tai stabiili hiilikerros saadaan silloin, kun keksinnön mukaiset seokset sisältävät vahvistusmate-riaaleja, kuten mineraalivillaa, lasivillaa, lasisilkkiä, sellu-loosavillaa, hiilikuituja, boori- ja boorikarbidilankoja, metal-lilankoja ja/tai -jousia, jolloin mineraali- ja lasivillan käyttö on erikoisen edullista. Hiilikuidut, boori ja boorikarbidi 1angat, metai1i1angat ja/tai -jouset ovat sinänsä hyvin kalliita materiaaleja, mutta kuitenkin tuotettaessa näitä vahvistusmateriaaleja, jotka ovat tavattoman hyvin vetoa ja puristusta kestäviä, ja jotka itse ovat stabiileja äärimmäisen korkeissa lämpötiloissa ja jotka ovat muuttumattomia myös suuremmissa tulipaloissa, muodostuu viallisia eriä, joita ei voida käyttää ilmaliikenteessä ja avaruusaluksissa ja joita, kuten esimerkiksi hiilikuituja, sitten käytetään tiivisteinä ja sellaisilla käyttöalueilla, joilla voidaan ottaa käytettäväksi vain halpoja vahvistusmateriaaleja. Sellaiset hiilikuidut, boori- ja boorikarbidilangat ja metallilangat ovet hyvin sopivia keksinnön mukaiseen entistä paremmin tulta pidättävien kerrostamismassojen ja huokoisien aineiden valmis- 6601 7 11 tukseen, koska ne myös ovat tulen vaikuttaessa kuumuutta kestäviä yli 600 ° C:n lämpötiloihin saakka ja pitävät koossa tulessa muodostuvan hiilivaahdon tai hiilikerroksen.

Lisäaineiksi keksinnön mukaisesti käytettäviin hartseihin, ensi sijassa furaanihartseihin, soveltuvat myös osittain hiiltyneet tai esipoltetut terva ja piki, kuten niitä kuvaa DE-OS 234102. Niitä ensisijaisesti käytettäviä furaanihartseja, jotka ovat käyttökelpoisia keksinnön mukaisten kerrostamismassojen ja huokoisien aineiden valmistamiseen, kuvaavat DT-AS 1 154 639 ja DT-AS 1 096 522, samoin kuin Ullmann's Enzyklopedie der Technischen Chemie, osa 13 (1962) Verlag Urban und Schwarzenberg, s. 453-478.

Valmistettaessa tulenkesto-ominaisuuksi1 taan edullisia kerrosta-mismassoja ja huokoisia aineita voidaan keksinnön mukaisesti käyttää myös muita polymeerejä, kuten esimerkiksi polyuretaani-, akryyli-, epoksi- ja/tai alkydihartseja.

Keksinnön mukaisesti valmistettuja kerrostanismassoja ja huokoisia aineita voidaan tuoda levyjen, putki1iitosten , putkien, kerrosten tai peitteiden muodossa puun, keramiikan, muovin tai metallin suojaksi näiden aineiden päälle sijoittamalla.

Munittujen vahvistusmateriaalien osuus ainemäärästä on noin 1-50 % verrattuna muovin osuuteen seoksessa, jota käytetään lähtöaineena kerrostamismassojen ja huokoisien aineiden keksinnön mukaisessa valmistamisessa. Ensi sijassa on vahvistusmateriaalin osuus muovin osuuteen verrattuna välillä 5-35 painoprosenttia.

Niiden aineiden osuus, jotka tulen vaikutuksesta saavat aikaan runsaasti hiiJtä sisältävän kerroksen tai hiilivaahdon, kuten esimerkiksi polyakryy 1 ini tr i i 1 i , poly v inyy 1 i k lor i di , kiv ih iil i terva jne., kohoaa noin 5-50 painoprosenttiin lähtöaineen muovimäärään verrattuna.

Esimerkiksi veteen tai spriihin liukeneva tai vedessä emulsion muodostava fluori- tai furaanihartsi, joka sisältää hartsia 50 painoprosenttia, homogenisoidaan polyakryy1initrii1ijauheen, jonka paino-osuus on 5 %, polyvinyylikloridijauheen, jonka paino-osuus on 16 %, ja 4 emin pituisten lasikuitujen, joiden paino-osuus on 10 %, 12 6001 7 kanssa ja käytetään keksinnön mukaisessa kerrostamismassojen valmistamisessa, jossa mahdollisesti lisätään epäorgaanisia täyteaineita. Yllä mainittu fenolihartsi, jota käytetään keksinnön mukaiseen kerrostamismassojen valmistamiseen on vesiliukoinen ja sen valmistus on esitetty kirjassa Ullmann's Enzyklopedie der Technischen Chemie, osa 13, mainitussa paikassa s. 465.

Keksinnön mukainen entistä paremmin tulta pidättävien kerrostamis-massojen ja huokoisien aineiden valmistus erilaisissa muodoissa, kuten esimerkiksi levyinä, liitoskappaleina, kerroksina, jne. seuraa sekoituksen, ruiskutuksen tai valamisen avulla ja hartsin kovettuminen tapahtuu käytämällä katalysaattoreita, erikoisesti happoja. Yksityiset katalysaattorit ja kovettumisen edellytykset on mainittu esimerkiksi ilmoitetussa kohdassa kirjassa Ullmann's Enzyklopedie der Technischen Chemie.

Edellytyksenä reaktiolle, jollasaadaan keksinnön mukaisesti entistä paremmin tulta pidättävä kuiduilla vahvistettu kerrostamismassa tai kuiduilla vahvistettuja huokoisia aineita ja jolla tulen vaikuttaessa muodostuu hiilivaahto tai hiilikerros, on lämpötila, joka en välillä 50-1000°C. Hiilivaahdon tai hii1ikerrosten muodostuminen noudattaa kulloinkin lämpötilan vaikutuksen kestoaikaa ja vallitsevan lämpötilan korkeutta, esimerkiksi myös suhteellisen matalissa lämpötiloissa, noin 70° C:ssa, muodostuu mainitun lämpötilan vaikuttaessa kerrostamismassaan usean tunnin tai usean päivän ajan, hiiltynyt huoko inen tai sileä hiilikerros samalla tavalla kuin 200-700°C:n lämpötilan vaikuttaessa ajan, jonka pituus vaihtelee yhdestä minuutista tuntiin.

Keksinnön mukaisesti valmistettujen kerrostamismassojen ja huokoisien aineiden kykyä pidättää liekkejä tulipalon aikana edistää liekkejä hillitsevien aineiden, kuten antimonitrioksidin, antimoni-pentoksidin, punaisen fosforin, melamiinin jne., lisääminen.

Keksinnön mukaisesti käyttökelpoinen fenoli-furaanihartsin, joka sisältää mainittuja vahvistusmateriaaleja ja mahdollisesti hartseja, jotka muodostavat tulen vaikutuksesta tiiviin hiilivaahdon tai hii1ikerroksen, kuten esimerkiksi polyvinyylikloridi, polyak-ryy1initrii1i, kivihii1iterva jne. sisältämästä hartsista 60 % on furaanihartsia ja 40 % on fenolihartsia.

13 0501 7

Keksinnön mukaisesti valmistettujen kerrostamismassojen ja huokoisien aineiden etuna on se, että muovien, erikoisesti furaani-hartsi-sekakondensaattien tulen- ja lämmönpidätyskyky paranee olennaisesti, jolloin mainitun tulenpidätyskyvyn seurauksena on vähäinen savun kehitys. Keksinnön mukaisella menetelmällä on mahdollista saada kerrostamismassoja ja huokoisia aineita, jotka muodostavat tulen vaikutuksesta hiilivaahdon tai hii1ikerroksen, joka on tulta hillitsevä ja jonka avulla tulen leviäminen estetään. Hi ilikeroksen muodostaminen eristää esimerkiksi myös korkeiden talojen teräsrakenteita tulen vaikuttaessa voimakkaasti.

Käytettäessä vaahdotettua polystyreeniä ja pehmeää tai kovaa polyuretaani vaahtoa valmistettaessa kerrostamismassoja huokoisia aineita käyttämällä samanaikaisesti mainittuja vahvistusmateriaaleja ja hiilen muodostumista edistäviä lisäaineita, kuten esimerkiksi poly-akryy1initrii1iä, on mahdollista alentaa siinä määrin näiden orgaanisten vaahtojen, erikoisesti polstyreenivaahdon, tavallisesti voimakasta palavuotta, että nämä eivät enää pala.

Kerrostamismassa valmistetaan esimerkiksi siten, että tulen vaikutuksesta muodostuu luja, kevyt, huokoinen hiilikerros, jonka paksuus on 0,1-3 mm tai myös vahvistusmateriaaleja sisältävä hiili-vaahto, jonka paksuus saattaa olla 15 cm.

Esimerkki

Kaupallisesti saatavissa olevaan, vesipitoiseen, ei vielä kovetettuun furaanihartsin sekakondensaattiin, joka sisälsi 60 % furaanihartsia ja 40 % ureaa, lisättiin vaahdotettua polystyreeniä 2 mm:n suuruisina pallomaisina kappaleina, ja vesipitoinen seos kaadettiin muottiin, johon lisättiin pieni määrä fosforihappoa kovettimeksi. Veden annetiin haihtua, ja jäljelle jäi 3 levy, jonka paksuus oli 80 mm ja paino n. 497 kg/m .

Tämän levyn tu1enkestävyys testattiin normin DIN 4102, lehti 2 (julk. helmikuussa 1970) mukaisesti. Polttokokeen jälkeen muodostui levyn tulenpuoleiselle sivulle hiilikerros, jossa oli halkeamia. Levyn hii1tymättömän osan paksuus oli 5-10 mm.

, 14 6501 7

Polttokokeessa käytettiin yli 1000° C;n lämpötilaa. Koe osoittaa, että keksinnön mukaisesti valmistettu tulenkestävä eristelevy estää tulipalossa erittäin hyvin tulen leviämistä levyn toisella puolella oleviin tiloihin.

l ! i