Entwicklung einer selbstaufschäumenden Brandschutzbeschichtung auf Epoxidbasis mit einem geeigneten Massenverhältnis von APP und Cu2O
Forschende fanden heraus, dass eine neu entwickelte, epoxidbasierte selbstintumeszierende Brandschutzbeschichtung mit einer Mischung aus Ammoniumpolyphosphat (APP) und Kupfer(I)-oxid (Cu2O) die Rückseite von Stahlplatten bei Temperaturen weit unterhalb der Versagensgrenze von Stahl schützen kann.
Durch die Formulierung einer Kombination aus Ammoniumpolyphosphat (APP) und Kupfer(I)oxid (Cu2O) in Epoxidharz (EP) wurde eine neuartige selbstaufschäumende Brandschutzbeschichtung auf Epoxidbasis entwickelt. Die Auswirkungen verschiedener Kombinationen auf die Brandschutzleistung von Stahlblechen wurden anhand eines simulierten Großtafeltests im Labormaßstab bewertet. Formulierungen mit unterschiedlichen Massenverhältnissen von APP zu Cu2Oim Bereich von 10:0 bis 2:8 zeigen eine gute Feuerschutzleistung für Stahlplatten. Während die endgültige Gleichgewichtstemperatur auf der Rückseite des ungeschützten Stahlblechs 529 °C erreichte, überstieg sie bei den geschützten Blechen mit 2 mm dicken Beschichtungen 282 °C nicht, was deutlich unter der Versagenstemperatur von Stahl (ca. 500 °C) liegt. Die niedrigste endgültige Gleichgewichtstemperatur auf der Rückseite des beschichteten Stahlblechs betrug 234,5 °C für die optimale Formulierung (EP/24APP/16Cu2O) mit einem APP/Cu2O-Massenverhältnisvon 6/4 in EP.
Veranstaltungstipp: Funktionelle Beschichtungen
Beschichtungen sollen inzwischen nicht mehr nur gut aussehen und vor Korrosion schützen. So gut und wichtig beide Eigenschaften sind, viele Kund:innen wollen mehr. Viele dieser Anforderungen lassen sich mit dem Begriff „Funktionale Beschichtungen“ beschreiben. Beliebte Schlagwörter, die hier oft fallen, sind anti-Eis, anti-Graffiti, Selbstheilung oder die oft genannte Haifischhaut. Manche dieser Eigenschaften sind inzwischen gut erforscht und am Markt etabliert, andere haben noch praktische Hürden zu überwinden. Welche funktionellen Beschichtungen zu welcher dieser Kategorien gehören, vermittelt Ihnen das FARBE UND LACK Seminar „Funktionelle Beschichtungen“ am 26.11.2024 in Essen.
Interessanterweise ist der Wert des Sauerstoffgrenzwertes (LOI) (46,8 %) für die optimierte Formulierung (EP/24APP/16Cu2O) nicht der höchste und liegt unter dem Wert der Formulierungen (EP/40APP/0Cu2O) und (EP/32APP/8Cu2O). Das Brandverhalten der optimierten Formulierung (EP/24APP/16Cu2O) und des Kontroll-EP wurde mithilfe der Kegelkalorimetrie verglichen. Die wichtigsten Brandgefährdungsparameter wie die maximale Wärmefreisetzungsrate, die gesamte Rauchentwicklung und die maximale CO-Produktion sind bei EP/24APP/16Cu2Oum 80,0 %, 59,5 % bzw. 75,0 % niedriger als bei EP. Dies deutet darauf hin, dass die EP/24APP/16Cu2O-Formulierungeine deutlich bessere Brandsicherheit bietet als die EP-Kontrolle allein. Eine mögliche Wirkungsweise der Kombination von APP/Cu2Oin Bezug auf das Ausdehnungsverhältnis und den Wärmedämmungsgrad der gebildeten intumeszierenden Holzkohleschicht kann vorgeschlagen werden. Somit hat diese Arbeit einen Beitrag zur Entwicklung intumeszierender Brandschutzbeschichtungen mit hoher Brandsicherheit geleistet.
Journal of Coatings Technology and Research, Band 21, Seiten 547-558, (2024)