Harze auf Wasserbasis für den Brandschutz

Im Bauwesen sind intumeszierende Beschichtungen für Stahlkonstruktionen weit verbreitet, da dieses Material im Brandfall bei 500 °C etwa die Hälfte seines Elastizitätsmoduls verliert. Die Verwendung dieser Anstriche ist unerlässlich, um die strukturelle Sicherheit des Bauwerks und die Sicherheit der Menschen zu gewährleisten. Das Phänomen der Intumeszenz von Anstrichen tritt auf, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt werden und sich eine kohlenstoffhaltige Schicht bildet, die sich auf der Oberfläche des Anstrichs ausdehnt und vor allem als Wärmeisolierung des Untergrunds dient. Aufgrund der von den Behörden auferlegten Beschränkungen für die Emission flüchtiger organischer Verbindungen wurde die Entwicklung von Anstrichen mit geringen Auswirkungen auf die Umwelt angeregt. Daher ist die Entwicklung von Intumeszenzfarben auf Wasserbasis unerlässlich geworden, um diese Richtlinien zu erfüllen.

Thermisch stabile Verbindungen

In einer neuen Arbeit wurden intumeszierende Beschichtungen mit verschiedenen wasserbasierten Harzen entwickelt: Epoxid, Acryl und Alkyd. Die Anstriche wurden unter Verwendung von expandierbarem Graphit als Treibmittel und expandierter Kohlequelle, Ammoniumpolyphosphat als Säurequelle und Lignin als Kohlenstoffquelle formuliert. Die Formulierungen wurden auf Stahlsubstrate aufgetragen und Brenntests unterzogen, um die Feuerbeständigkeit zu prüfen. Die Ergebnisse der Mikrokalorimetrie bei der Verbrennung zeigten, dass die Lignin-haltigen Formulierungen weniger Wärme freisetzten als die anderen. Bei der Pyrolyse von Epoxid- und Acryl-Systemfarben wurden keine toxischen Gase nachgewiesen. Die Röntgenbeugungs- und Raman-Analysen bewiesen die Bildung von thermisch stabilen Verbindungen in der Kohlenstoffschicht.

Die Studie wurde im Journal of Coatings Technology and Research, Band 20, Ausgabe 1, Januar 2023, veröffentlicht.