Technik Produkte Lacksysteme
Nachhaltige Flammschutzmittel für Biowerkstoffe
Gebäude, Fahrzeuge, Elektronik – in vielen Bereichen gibt es erhöhte Brandschutzanforderungen. Nachhaltige Biowerkstoffe können sie u. a. mithilfe von Flammschutzmitteln erfüllen. Diese werden derzeit überwiegend aus erdölbasierten, mineralischen und anderen endlichen Rohstoffen hergestellt. Gemeinsam mit dem Fraunhofer IAP entwickelt und testet das Fraunhofer WKI Flammschutzmittel auf Basis eines pflanzenbasierten Rohstoffs, der in der Industrie in hohen Mengen als Nebenprodukt anfällt: Maisquellwasser.
Die in Maisquellwasser enthaltene Phytinsäure soll als flammhemmender Wirkstoff nutzbar gemacht werden. Das Anwendungspotenzial und die Flammschutzeigenschaften demonstrieren die Forschenden beispielhaft an einem Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff (Wood Plastic Composite, WPC). Ziel ist die Entwicklung eines wirtschaftlichen Herstellungsverfahrens für das Flammschutzmittel in einem technischen Maßstab. Das Projekt trägt dazu bei, die Konkurrenzfähigkeit von biobasierten Flammschutzmitteln zu verbessern und den Einsatz von Biowerkstoffen zu erhöhen.
Mit Blick auf Klimaschutz, endliche Ressourcen und die Umweltverträglichkeit der Rohstoffgewinnung rücken Flammschutzmittel aus nachwachsenden Rohstoffen zunehmend in den Fokus, insbesondere für die Bauindustrie. Es gibt eine Reihe von biobasierten Substanzen, die dafür grundsätzlich in Frage kommen. Allen gemeinsam ist, dass sie in der Regel nicht allein verwendet werden, sondern mit einer zweiten Komponente kombiniert oder funktionalisiert werden, um eine ausreichende Leistung zu erzielen. Das Zusammenspiel zwischen gesicherter Verfügbarkeit, Verarbeitbarkeit, der Wirksamkeit als Flammschutzmittel und dem Preis ist entscheidend für das Potenzial im großtechnischen Einsatz. Biobasierte Rohstoffe sind im Vergleich zu erdölbasierten oder mineralischen Rohstoffen oft teurer oder noch nicht in ausreichender Menge verfügbar.
Flammschutzmittel
Phytinsäure fungiert in Pflanzensamen als Phosphorspeicher und kommt in großen Mengen beispielsweise in Mais, Soja sowie in Reis-, Weizen- und Roggenkleie vor. In Vorarbeiten am Fraunhofer WKI konnte bereits gezeigt werden, dass Phytinsäure, in Form von Ammonium-Phytaten, ein hohes Potenzial als Flammschutzmittel hat. Es besteht allerdings Bedarf an einer Verbesserung der physikalischen Eigenschaften. Für eine einfache Handhabbarkeit und Dosierbarkeit wird die Form eines kristallinen Feststoffs angestrebt.
Bei erfolgreichem Projektabschluss könnten Ammonium-Phytate perspektivisch für eine Vielzahl von Biowerkstoffen als nachhaltiges und kostengünstig produzierbares Flammschutzmittel eingesetzt werden. Das Projekt läuft seit 1.1.2025 bis 30.06.2026 und wird vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Heimat (BMELH) gefördert.
Zum Netzwerken:
Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, Braunschweig, Dr. Matthias Bischoff, Tel. +49 531 2155-317, matthias.bischoff@wki.fraunhofer.de, www.wki.fraunhofer.de
