Schwer entflammbar – wie geht das?

 

Wie werden  Materialien „schwer entflammbar?

Sogenannte Flammschutzmittel verändern Stoffe derart, dass sie feuerresistent oder schwer entflammbar sind, bzw. werden.

Definition:

Flammschutzmittel (oder Brandhemmer) sind Stoffe, welche die Ausbreitung von Bränden einschränken, verlangsamen oder verhindern sollen. Angewendet werden Flammschutzmittel überall dort, wo sich potentielle Zündquellen befinden, wie z. B. in elektronischen Geräten (Elektrischer Kurzschluss), Baumaterialien, Dekorationsmaterialien, Polstermöbeln, Teppichen und ähnlichem. Hier finden Sie Anwendungsbeispiele.

 

Wirkungsweise:

Physikalische Prozesse wirken durch Kühlen (endotherme Prozesse) oder Verdünnen des Substrats und der brennbaren Gase (Aluminium- und Magnesiumhydroxid) oder durch Ausbilden einer Schutzschicht, die das Substrat vor Wärme- und Sauerstoffangriff schützt (Phosphor- und Stickstoff-Verbindungen). 

 

Chemische Prozesse, die in der Gasphase ablaufen, verhindern den Verbrennungsprozess, indem  sie die energiereichen H und OH Radikale durch die aus Flammschutzmitteln stammenden Halogenwasserstoffsäuren, Antimontrioxid und Bruchstücke aus Phosphorverbindungen entfernen  („Flammenvergiftung“) . 

 

In der festen Phase bewirkt das Flammschutzmittel die Ausbildung einer Kohleschicht auf der Oberfläche des Polymeren durch Dehydratisierung, Bildung von Doppelbindungen, die durch Cyclisierung und Vernetzung eine kohlenstoffartige Schicht bilden (Phosphor- und Stickstoff-Verbindungen und intumeszierende Systeme).    

                                                                                                                                                                                            

Prinzipiell unterscheidet man vier Typen von Flammschutzmitteln:

  • Additive Flammschutzmittel: Die Brandhemmer werden in die brennbaren Stoffe als Zusatzstoffe eingearbeitet

  • Reaktive Flammschutzmittel: Die Substanzen sind selbst Bestandteil des Materials (siehe auch Polymerisation) – siehe dazu den Beitrag zu der neuen Formel der intrinsisch flammgeschützten Polyamide.

  • Inhärenter Flammschutz: Das Material selbst ist flammwidrig

  • Coating: Der Brandhemmer wird von außen als Beschichtung aufgebracht

Ein Beispiel:

Coating:  Normal schwer entflammbaren Stoffe erhalten ihre flammhemmende Wirkung durch eine Imprägnierung. Diese Imprägnierung ist sehr wirksam, geht aber durch Wäsche und/oder Luftfeuchtigkeit verloren.

 

Reaktiver Flammschutz: Permanent schwer entflammbare Stoffe erzielen die Wirkung durch eine besondere molekularen Struktur. Die Herstellung ist bedeutend teurer, dies erklärt auch die Preisunterschiede zwischen den zwei Produktgruppen.

 

Kristallstruktur von Borax. Photo Ben Mill.

 

Einige Flammschutzmittel sind aus natürlichen Bestandteilen wie Borax, Eisensalzen oder Carbonaten (Soda) zusammengesetzt. Natürliche Flammschutzmittel weisen kein zusätzliches Gesundheitsrisiko auf.

 

Es kommen aber auch phosphor- oder halogenhaltige (Brom, Chlor) Flammschutzmittel zum Einsatz. Sie können über den Hautkontakt in den Organismus gelangen und schädigen das Nervensystem. Sie können zudem nur sehr schwer natürlich abgebaut werden und sammeln sich im Fettgewebe, in der Muttermilch wie auch im Hausstaub an. Im Brandfall bilden sich zudem giftige Dioxine.

 

 

Insofern gilt chlor- und bromhaltige Flammschutzmittel im Wohnbereich grundsätzlich zu vermeiden!

 

 

König Konzept: Schwer entflammbare Papiere, Papiersuchdienst, Produktion