Flüssige Flammschutzmittel für PU-Schäume auf der Basis von s-Heptazin-, s-Triazin- und Dicyanamid-Derivaten

• Antragsteller: Professor Dr. Edwin Kroke
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren ; Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Kunststofftechnik ; Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426342087

Polyurethan- und Polyisocyanurat-Schäume (PU-S, PIR-S) ohne Flammschutzmittel (FSM) sind zur thermischen Isolation im Baubereich als Isolationsplatten und für weitere Anwendungen nicht einsetzbar, weil sie die geforderten Brandschutzvorschriften nicht erfüllen. Daher werden überwiegend chlorierte Phosphatester als effektive FSM für PU-S und PIR-S eingesetzt. Diese halogenhaltigen Stoffe befinden sich aufgrund ihres PBT-Potentials (Persistenz, Bioakkumulation und Toxizität) im 'risk assessment' der Europäischen Union und werden vorauss. zukünftig nur noch in stark reduziertem Umfang eingesetzt. Alternative FSM stellen vorzugsweise Stickstoff- und Phosphor-reiche Verbindungen dar, die u.a. für eine gute Verarbeitbarkeit und eine gleichmäßige Ver-teilung im PU-S bzw. PIR-S flüssig sein sollten. Im Rahmen des vorliegenden Projektes werden daher auf der Basis von vielversprechenden, von den Projektpartnern bereits z.T. gemeinsam durchgeführten vorangegangenen Untersuchungen an s-Triazin-, s-Heptazin- und Dicyanamid-Derivaten, entsprechende flüssige Substanzen zunächst im Labormaßstab an der TU Bergakademie Freiberg (TUBAF) hergestellt. Dort sollen die genannten Verbindungen auch strukturell und hinsichtlich ihrer thermischen Eigenschaften untersucht werden. Besonders geeignete Vertreter werden am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT in größeren Mengen hergestellt, in PU-Schäume eingebracht und thermisch sowie im Hinblick auf ihre FSM-Eigenschaften analysiert. Beim Anwendungspartner, der BASF Polyurethanes GmbH, werden die neuen halogen-freien FSM-Kandidaten auf s-Triazin-, s-Heptazin- und Dicyanamid-Basis hinsichtlich einer Formulierung inkl. Einstellung der PU-Katalyse in verschiedenen PU-S und PIR-S im Labormaßstab getestet. Anschließend werden die erhaltenen Probenkörper bezüglich ihrer Flammschutzeigenschaften und sonstiger Eigenschaften (Wärmeleitfähigkeit, Mechanik, Porenstruktur, etc.) charakterisiert. Darüber hinaus beinhaltet das Projekt eine Wirtschaftlichkeits- und Umweltverträglichkeitsprüfung der Substanzen. Da die BASF Hersteller für Melamin-basierte FSM ist, sollen bereits während der dreijährigen Projektlaufzeit Möglichkeiten einer Kommerzialisierung ggf. auch unter Einbeziehung weiterer Firmen und/oder Forschungseinrichtungen und den Projektpartnern TUBAF und ICT evaluiert werden. Bei der Verwertung der Projektresultate ist auf die Rolle der BASF als PU-Hersteller hinzuweisen. Die BASF sichert sich durch Worldscale-Anlagen in allen Regionen der Welt eine führende Position im Markt und produziert eigenständig Grundprodukte wie Polyole, Diisocyanate, Katalysatoren und Additive für das gesamte PU-Anwendungsspektrum. Neuartige Flammschutzmitteladditive lassen sich daher auf Grundlage des bestehenden Produktportfolios gut in den Markt einführen. Neben Schäumen umfasst die Produktpalette viele weitere Bereiche, wodurch sich neuartige Anwendungsfelder für die s-Triazin-, s-Heptazin- und Dicyanamid-Derivate ergeben können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Anwendungspartner: BASF Polyurethanes GmbH
• Kooperationspartner: Professor Dr.-Ing. Peter Elsner (†); Dr. Carl-Christoph Höhne