Flammhemmer – Chemikalien eröffnen neue Möglichkeiten für die Industrie…

Veröffentlicht: 26-06-2017

In den meisten alltäglichen Produkten sind Kunststoffe enthalten. Daher unterliegen Polymermaterialien für die Bau-, Verkehrs-, Möbel- und Elektroindustrie strengen Kriterien für den Brandwiderstand. Diese Anforderungen zielen darauf, die Brandgefahr zu verringern und die für die Evakuierung des betroffenen Bereichs zur Verfügung stehende Zeit zu verlängern. Entflammbarkeitsprüfungen berücksichtigen die Brandausbreitungsgeschwindigkeit, Wärmeabgabe, Rauchentwicklung und Toxizität der entstehenden Gase. Die beabsichtigte Verwendung des Materials bestimmt die individuelle Gewichtung jeder dieser Parameter für die Bewertung der Sicherheit.

Die Entflammbarkeit von Kunststoffen kann zum Beispiel durch den Zusatz von speziellen Chemikalien – Flammhemmern – verringert werden.­­ Ihre Struktur enthält Atome von Elementen wie Chlor, Brom, Phosphor, Stickstoff, Bor oder Aluminium, die die feuerfesten Eigenschaften des Materials verbessern. Durch die Kombination verschiedener Arten von Flammhemmern, z.B. Chlorverbindungen mit Antimonverbindungen oder Phosphorverbindungen mit Stickstoffverbindungen, kann die Leistung aufgrund der Synergieeffekte optimiert werden.

Die Wirkung eines bestimmten Flammhemmers hängt von seiner chemischen Struktur ab. Die Auswirkungen der Flammhemmer auf die Verbrennung können chemisch und/oder physikalisch sein und während der Gasphase und/oder während der Festphase erfolgen. Die chemische Reaktion führt zur Unterbindung der Radikalkettenreaktion, die den Verbrennungsprozess fördern (Gasphase), und zum Aufbau einer verkohlten Schicht auf der Oberfläche des Materials (Festphase). Dagegen umfasst die physikalische Wirkung die Verdünnung des Reaktionsgemisches (Gasphase), die Absorption der durch die Verbrennungsreaktion erzeugten Wärme (Gasphase) und den Schutz des Materials vor Sauerstoff und der Hitze der Brandzone (Festphase).

Für die Anwendung eines bestimmten Flammhemmers sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen. Einer dieser Aspekte sind die Verarbeitungsbedingungen des Materials, dem die Chemikalie hinzugefügt werden soll. Je nach der Art des Kunststoffs kann der Flammhemmer fest oder flüssig sein. So umfasst die Polyethylenverarbeitung zum Beispiel in erster Linie flammhemmende Pulver (Bromverbindungen, mineralische Zusatzstoffe), während die Polyurethanindustrie hauptsächlich flüssige Formen bevorzugt (Phosphorverbindungen, Chlorverbindungen). Ein weiterer sehr wichtiger Faktor ist die Kompatibilität des Flammhemmers mit dem Material (mineralische Füllstoffe können z.B. nicht für transparente Anwendungen eingesetzt werden). Letztlich ist jedoch die Wirksamkeit eines Flammhemmers das wichtigste Argument für seine Anwendung. Halogenverbindungen und Phosphorverbindungen gelten als die beiden effektivsten Gruppen von Flammhemmern. Als weiteres wichtiges Auswahlkriterium sind wirtschaftliche Überlegungen zu nennen. Mineralische Verbindungen kommen aufgrund ihres niedrigen Preises sehr häufig zum Einsatz (rund 40 % der Materialien mit Flammhemmern). Leider sind diese Flammhemmer nicht sehr effektiv; sie müssen in großen Mengen verwendet werden, damit die flammhemmende Wirkung erreicht wird. Dies wiederum hat negative Auswirkungen auf die funktionalen Eigenschaften des Materials. Darüber hinaus wird es immer wichtiger, zu gewährleisten, dass die einem Material zugesetzten Verbindungen keine negativen Auswirkungen auf die Umwelt haben. Aus diesem Grund werden halogenierte Flammhemmer aktuell und in den nächsten Jahren zunehmend durch halogenfreie Phosphorverbindungen ersetzt.

Das Produktportfolio der PCC-Gruppe enthält eine Reihe von Phosphor-Flammhemmern, die unter dem Markennamen Roflam vertrieben werden. Diese Chemikalien spielen als Zusatzstoffen in Bau- und Dämmstoffen eine wichtige Rolle im Wohn- und Gewerbebau. Sie werden eingesetzt, um Sprühdämmung für Fußböden, Fundamente, Dachböden und Dächer sowie Dämmplatten für die Wände von Wohngebäuden, Lagerhallen und industriellen Anlagen herzustellen. Roflam-Produkte kommen in Montageschaum und in Klebstoffen für Styropor und Gipskartonplatten zum Einsatz. Dämmstoffe sind auch in Kühlgeräten wie Kühlvitrinen, Kühlschränken und Gefrierschränken ein integraler Bestandteil, weshalb Hersteller von Kühl- und Haushaltsgeräten ebenfalls Flammhemmer benötigen. Einer der wichtigsten Einsatzbereiche für Flammhemmer ist das Verkehrswesen, denn hier ist die Beständigkeit der Materialien gegen Brände von besonderer Bedeutung. Deshalb sind Flammhemmer in Materialien für Formteile von Autos, Zügen und Flugzeugen, wie Sitze, Armlehnen, Kopfstützen, Armaturenbrettern, Stoßstangen und Deckenverkleidungen weit verbreitet. Die Möbelindustrie ist ein weiterer wichtiger Markt für Phosphor-Flammhemmer, die bei der Herstellung von Sesseln, Sofas, Matratzen und Kunstleder eingesetzt werden. Roflam kann außerdem für weitere spezielle Anwendungen verwendet wie, wie zum Beispiel als Komponente von Klebstoffen und Beschichtungsmaterialien für die Bergbauindustrie.

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