Ziel der Entwicklung
Immer strengerer Zulassungskriterien und zugleich steigende Anforderungen an Werkstoffe und Materialien, erfordern die Entwicklung neuer, wirkungsvoller und vor allem ökologisch unbedenklicher Flammschutzadditive. Wenig untersucht, aber zweifellos interessant, sind Metallkomplexe, welche durch ihre Kombination Ligand – Metall parallel oder synergistisch in den Brandvorgang eingreifen können. Basierend auf physiologisch unbedenklichen, in der Natur vorkommende Ausgangsstoffen, wurden Ligand-Metall-Systeme generiert und in Polyamid, welches – insbesondere im Bereich Fasern – bisher nur unbefriedigend flammfest ausgerüstet wird, eingearbeitet und bezüglich deren flammhemmenden Eigenschaften untersucht.
Vorteile und Lösungen
Vor allem bezüglich ökologischer und toxikologischer Bedenken, der zumeist in sehr hohen Mengen eingesetzten Flammschutzmittel, welche auf dem Markt angeboten werden – sind Kunden- und Umweltanforderungen zufrieden zu stellen. Besonders die in bereits geringen Mengen, sehr wirksamen halogenhaltigen Flammschutzmittel stoßen schon seit längerem bezüglich negativer gesundheitlicher und umweltrelevanter Eigenschaften auf Ablehnung und müssen auf dem Markt ersetzt werden. Zunehmend in der Diskussion stehen phosphororganische Flammschutzadditive, da deren Migration und Ausdunstung von Phosphor Bedenken hervorruft. Die Entstehung des Brandgases Blausäure bringt wiederum die Klasse der stickstoffhaltigen Flammhemmer in die Kritik. Die vierte Stoffgruppe, die ökologisch unbedenklichen und besonders preisattraktiven anorganischen Flammschutzmittel, verlangen sehr hohe Einsatzmengen, was sie für Textilanwendungen sowie im Bereich der Miniaturisierung und Präzessionsverarbeitung unbrauchbar macht. Konkurrenzlos attraktiv ist es, basierend auf Ausgangsstoffen aus dem Fundus der Natur, ein gesundheitlich unbedenkliches Metall mit organischen, potentiell flammhemmend wirkenden Verbindungen zu verknüpfen und deren Wirkung im Einzelnen sowie synergistisch, zur Entwicklung eines neuartigen Flammschutzadditives, zu erschließen.
Zielgruppe und Zielmarkt
Auf Basis ausgewählter, natürlich vorkommender und toxikologisch unbedenklicher Ausgangsstoffe, wurden in unterschiedlicher Kombination, verschiedene Synthesewege zur Herstellung, für die Polyamidverarbeitung thermostabile, Metallkomplexe erschlossen. Aus Ergebnissen erfolgreicher Brandprüfungen (UL94, LOI, Cone-Calorimeter) konnten mechanistische Aussagen getroffen und somit weitere Entwicklungsmöglichkeiten zu einem „grünen Flammschutzmittel„ gesichert werden. Zusätzlich attraktiv sind „grüne„ Additive für biobasierte Polymere. Der wachsende Markt von beispielweise PLA, PHB oder thermoplastischen Polysaccharidestern zieht eine starke Nachfrage an ebenso biobasierten Additiven nach sich, welche wie erdölbasierte Additive angewandt, das heißt thermisch in Polymerschmelzen verarbeitet werden können.