Entwicklung biobasierter Brandschutzmittel für die Industrie
Polymermaterialien kommen in verschiedensten Bereichen des Alltags zum Einsatz, aber fast alle diese Materialien sind entflammbar, was ein Sicherheitsrisiko für den Nutzer darstellt. Um Polymerstoffe weniger entflammbar zu machen, sind neue Herstellungsmethoden und multifunktionale Materialien gefragt. Das EU-finanzierte Projekt ECOFIRE-NANO (New generation of eco-benign multifunctional layered double hydroxide (LDH)-based fire retardant and nanocomposites) entwickelte eine neue Generation biobasierter LDH-Brandschutzmittel mit hohem UV-Schutz. Zum Einsatz kamen dabei ein innovatives molekulares Design, komplexe Syntheseverfahren und intelligente Montage. Der innovative multifunktionale FR integriert Vorteile aus anorganischen, reaktiven und aufschäumenden FR. Die Polymermaterialien sind deutlich schwerer entflammbar als herkömmliche FR, sodass neue Funktionalitäten beim Material möglich sind. Aufgabe der Forscher war die Entwicklung eines nachhaltigen, umweltfreundlichen, effizienten, rauchhemmenden Produkts mit UV-Schutz. ECOFIRE-NANO zufolge verbesserten die in der Anfangsphase entwickelten funktionellen LDH die Flammhemmung bei einem Prototyp-Epoxid. Wie sich zeigte, konnte durch einen LDH-Anteil von 6 bis 8 % die Flammhemmung des Epoxids und die mechanische Funktion verbessert werden. Dabei war die Entflammbarkeit deutlich niedriger als bei gängigen Flammschutzmitteln. Weiterhin können funktionelle LDHs bei Epoxidharz die Entflammbarkeit sowohl in der Feststoff- als auch in der Gasphase reduzieren. Analysen der flammhemmenden Wirkung von LDHs bei Verbundwerkstoffen aus Polypropylen und Holzpolymeren ergaben, dass ein unerwarteter synergistischer Effekt dieser LDHs die Flammhemmung weiter verbesserte. ECOFIRE-NANO integrierte UV-Schutz in das neue Polymer-FR-System und entwickelte auch erstmals ein Modell für den FR-Mechanismus bei dem Polymer-Nanokompositsystem. Diese Ergebnisse machen den Weg für neue LDH-basierte hocheffiziente FR-Polymere frei und eröffnen damit Möglichkeiten für den industriellen Einsatz von FR-Polymeren, um Brand- und UV-Schutz zu verbessern.
Schlüsselbegriffe
Bio-basiert, feuerhemmend, Entflammbarkeit, ECOFIRE-NANO, LDH, UV-Schutz
