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Brandschutzpanzer aus Nanopartikeln besteht Feuerprobe

(4.8.2006) Bereits wenige Minuten nach Ausbruch eines Feuers können Rauch, Hitze und Flammen lebensbedrohliche Ausmaße annehmen. Um einen Brand zu verhindern oder den Brandverlauf zu verzögern, sind viele Holzprodukte, Kunststoffe und Textilien mit Flammschutzmitteln ausgerüstet. Sie ersticken das Feuer, fördern die Verkohlung, bilden Sperr- oder Dämmschichten oder fangen Radikale ab. Viele klassische Brandschutzmittel...

  • sind allerdings gesundheits- oder umweltschädlich oder
  • verändern ab einer bestimmten Konzentration die mechanischen, elektrischen bzw. chemischen Eigenschaften des Materials, dem sie beigefügt werden.
„Will man beispielsweise auf ökologisch bedenkliche Halogene wie Chlor oder Brom verzichten und mischt stattdessen Phosphorester in einen Brandschutzlack, wird dieser Lack nicht mehr fest genug“, erklärt Dr. Andreas Hartwig vom Fraunhofer- Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM.

Brandschutzpanzer, Brandschutzmittel
Lack schützt vor Verbrennen: links die beschichtete Probe nach der Brennerprüfung, rechts: die unbeschichtete Vergleichsprobe.

Kruste gut = Verbrennen schlecht!

Die derzeit üblichen Flammschutzmittel lassen sich zumindest teilweise ersetzen - beispielsweise durch Nanopartikel: Bereits ein Anteil von 5% an Nanopartikeln aus Silizumdioxid oder Tonerde soll ausreichen, um die Menge der bisher verwendeten Mittel spürbar zu verringern. Die Nanopartikel sorgen dafür, dass sich um das brennende Material eine Kruste bildet und verhindern damit, dass sich die brandhemmenden Substanzen zu schnell verflüchtigen.

Wie gut das funktionieren kann, zeigt ein neuer, am IFAM entwickelter Brandschutzlack. Das Epoxidharz wurde durch die Kombination von organisch modifizierten Nanopartikeln mit einem phosphororganischen Flammschutzmittel brandfest gemacht. Die Phosphorverbindung entzieht dem Feuer den Sauerstoff und bildet zusammen mit den Nanopartikeln eine Kruste, die den beschichteten Gegenstand vor dem Verbrennen schützt. Seine erste Feuerprobe hat der Lack bereits bestanden (Bild oben). "Das Prinzip lässt sich auf alle gängigen Kunststoffe wie Polyurethane und Acrylate übertragen", verspricht Dr. Hartwig, die Rezeptur müsse allerdings bei jedem Material neu eingestellt werden.

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