Sicherere und grünere Flammschutzmittel
In EU-Leitlinien wird von der Verwendung halogenhaltiger Flammschutzmittel abgeraten. Daher müssen wirkungsvolle Alternativen gefunden werden. Dies war die Zielsetzung des EU-finanzerten Projekts NANOFRABS (Halogen-free flame retardant ABS nanocomposites for electric and electronic devices). Das hierbei entwickelte Produkt besteht aus einer intumeszierenden Verbindung aus Nanofüllstoffen und phosphorbasierten Flammschutzmitteln, die den in der Elektronik zumeist verwendeten Acrylnitril-Butadien-Styrol-Verbindungen (ABS) zugesetzt wird. Die Wissenschaftler funktionalisierten fast 40 verschiedene Nanofüllstoffe, charakterisierten deren thermische Stabilität und analysierten fast die Hälfte von ihnen für die Dispersion in einer ABS-Matrix. Sie erzeugten mehr als 200 ABS-Verbundstoffe und charakterisierten sie hinsichtlich ihrer mechanischen und thermischen Stabilität sowie ihres Brandverhaltens und ihrer Dispersionsfähigkeit. Im Anschluss daran bewertete das Team die neuen halogenfreien Flammschutzmittel (halogen-free flame retardants, HFFRs), die in Formulierungen mit ABS enthalten sind, hinsichtlich ihrer Tauglichkeit als Flammschutzmittel. Als Ergebnis wurden zwei Nanofüllstoffe zur abschließenden Validierung ausgewählt. Vor ihrer Herstellung wurden die HFFRs und Nanopartikel im Labor geprüft. Vor ihrer Markteinführung wurden sie in einem kommerziell verwendeten ABS-Verbundstoff eingesetzt. Auch wurden die allgemeinen Eigenschaften und die Brenneigenschaften charakterisiert. An letzter Stelle wurden die mechanischen Eigenschaften, die Brenneigenschaften und die Recyclingfähigkeit der neuen HFFR-ABS-Produkte untersucht. Durch das NANOFRABS-Projekt konnte gezeigt werden, dass die neu entwickelten Flammschutzmittel den herkömmlichen HFFRs überlegen sind und zugleich kein schlechteres Brandverhalten aufweisen. Durch die umweltfreundlichen wiederverwertbaren HFFR-ABS kommt es zu schwächerer Entwicklung von Rauch und toxischen Gasen. Indem das Risiko gesenkt wird, den in privaten oder öffentlichen Gebäuden bei Bränden entstehenden Rauch einzuatmen, wird erhöhte Sicherheit geschaffen. Indem keine toxischen Flammschutzmittel freigesetzt werden, können sogar negative Auswirkungen auf die Umwelt rückgängig gemacht werden.
Schlüsselbegriffe
Flammschutzmittel, halogenfreie Flammschutzmittel, Nanoverbundstoffe, elektronische Geräte, Nanofüllstoffe