[发明专利]防火剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的防火剂以及根据权利要求13前序部分所述的用于减小可燃物质燃烧危险的方法。

背景技术

DE 29 10 595 C2公开了一种耐火混合成型体，这种混合成型体上涂附有膨胀剂。这种膨胀剂由碳组分，尤其是糖、催化剂、发泡剂和球形填充材料构成。这种膨胀剂在180℃以上的温度下产生泡沫，这种泡沫在混合成型体的一定时间内阻挡火焰前沿。但是这种膨胀剂的缺点是：在大约300℃以上的高温时会自燃，因而在燃烧时间长温度高的火灾情况下会失去防火作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防火剂，即便在可燃材料表面已经损坏的情况下，这种防火剂依然具有对高燃烧温度可靠的防火作用。

根据本发明，上述任务由权利要求1特征以及权利要求13的步骤实现。

根据权利要求1的防火剂基本上由两种主要成分组成，即碳供体和含磷酸。这种含磷酸在碳供体上具有一种主要的催化作用，利用这种作用碳在很高温度下，例如在火灾情况下，转化成一种填充剂。这种填充剂只由碳构成，但也是那种在高温下不会燃烧的大分子。在火灾时，在可燃材料上形成一层填充剂层，这种填充剂层阻止了在可燃材料上以及点燃可燃材料的燃烧。假如所形成的填充剂层局部损坏，则在该层之下形成新的填充剂层。依此方式，在火灾时保护可燃材料自燃。在火灾中可燃材料的上表面会被损坏，尤其是会被弄脏，但是这种方法会可靠地阻止火焰的大面积扩张。尤其是在有燃烧危险的区域中，例如化学设备，尤其是在运输工具领域，特别是在飞机中，防止火焰大面积扩张具有非常重要的意义。在这些地方至今为止都不可能使用可燃材料，例如木材、纸或热塑性塑料，因为这些东西会增加燃烧危险。因此要求避免使用贵重的材料。利用本发明的防火剂可以在上述有燃烧危险的场合使用价格适宜的建筑材料。另一个采用这种防火剂的场合是预制房建筑，这时通常使用木材作为支承物。利用本发明的防火剂，这种建筑基本上变的安全了。业已证明，醇是一种碳供体。在填充中这种多元醇的转化时，磷酸仅仅起到催化剂的作用，此时将水从碳供体中分离出来。这些水变成水蒸气进入周围环境中，且同时对可燃材料起到希望的冷却作用。

根据权利要求2，已知磷酸、膦酸和亚磷酸是非常好的催化剂。这些物质直接对碳供体产生影响，而不必先进行化学转化。

当含磷酸至少包括一个氨基时，根据权利要求3，便于在火灾中形成最有效的填充。因此，含磷酸能够与大量的酸基结合，尽管此时相对紧密的形成分子。酸基的结合对是氮原子，并且在火灾的时候在含磷酸分解时通过脱氧在火焰上形成一种附加的去氧效果。

根据权利要求4，氨基二烷基磷酸、氨基二烷基膦酸、氨基二烷基亚磷酸、氨基三烷基磷酸、氨基三烷基膦酸或氨基三烷基亚磷酸可以作为含磷酸。

氨基二甲基磷酸、氨基二甲基膦酸、氨基二甲基亚磷酸、氨基三甲基磷酸、氨基三甲基膦酸和氨基三甲基亚磷酸具有很高的势能，将碳供体转化成填充剂，并根据权利要求5优选作为含磷酸。

假如根据权利要求6碳供体由多元醇构成，便可以非常有效地将碳供体转化成填充剂。

为了更好地形成填充，根据权利要求7碳供体由碱金属化合物组成是适宜的。在形成填充时，碱金属的作用尚不清楚，但可以接受的是碱金属具有催化性质。

根据权利要求8，特别强调了将钠作为碱金属的特殊效果。

根据权利要求9，为了实现尽可能优选地构成填充，碳供体具有一种烷烃结构，该结构具有至少5个，最好至少7个碳原子。当烷烃的链短时，产生填充的作用比较弱。基本上对于碳结构的长度没有上限。但是，非常长的碳结构会导致很高的分子量，这时就不能很好地将碳供体涂附在可燃材料上。在碳链具有15个以上碳原子的时候这种缺点尤为明显。

权利要求10给出了一个特别有利的碳供体。这种碳供体具有一种碳结构，对于这种碳结构，每一个碳原子都具有一个从-OH和碱金属基团的列表中选出的功能基团。利用这种方式可以使每一个烷烃结构的碳原子与碱金属和水或一方面与氢另一方面与-OH基团结合。在与磷酸催化反应的时候，氢和-OH基团被分离并形成水，从而通常保留烷烃链并形成所需的填充物。通过对烷烃结构的碳原子的功能基团的选择，就可以产生非常有效的分离水的化学反应以及由此而来的优选地形成填充物。这将降低形成填充物的活化能量，从而优选地通过防火剂对可燃材料进行保护。

根据权利要求11，防火剂还另外包括氨，氨可以非常好地改善磷化合物和碳供体相互之间的溶解性。这对于实现磷化合物的优选催化作用是非常重要的。