Stahlträger im Schaummantel - Wacker Chemie AG

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Stahlträger im Schaummantel

In wenigen Minuten baut sich so eine mehrere Zentimeter dicke Schutzschicht auf, deren Dicke mehrere Hundert Male höher ist als die ursprüngliche Beschichtung.

Damit sich der gewünschte Isolierschaum im Falle eines Brandes bilden kann, bestehen die Intumeszenzbeschichtungen aus verschiedensten Komponenten: Neben „reaktiven“ Bestandteilen wie Melamin, Pentaerythritol und Ammoniumpolyphosphat (zum Beispiel Exolit® AP von Clariant) sind auch organische Bindemittel enthalten, die WACKER produziert. „Bei einer Brandschutzbeschichtung muss das Bindemittel aber nicht nur die Füllstoffteilchen zusammenzuhalten wie bei herkömmlicher Wandfarbe. Das Aufgabenspektrum ist in diesem Fall viel weiter gefasst“, betont Huster.

Ab Temperaturen von 250 Grad Celsius schmilzt das Bindemittel zunächst und bildet dadurch eine geeignete Matrix für die anschließenden thermochemischen Reaktionen: Zunächst zersetzt sich das Ammoniumpolyphosphat – mit einem Viertel ist es der Hauptbestandteil der Intumeszenzbeschichtung – und gibt Phosphorsäure frei. Diese reagiert mit Pentaerythritol weiter zu Phosphorsäureestern. Erhöht sich die Temperatur weiter, beginnen sich diese Ester wieder zu zersetzen und es bilden sich kohlenstoff- und phosphorhaltige Rückstände. Gleichzeitig zersetzt sich auch das Melamin, wobei die gasförmigen Substanzen Ammoniak und Stickstoff entstehen. Diese Gase blähen den kohlenstoff- und phosphorhaltigen Rückstand des Esters auf – und die isolierende Schaumschicht baut sich allmählich auf.

Turbulenzen und Erschütterungen

„Umfangreiche Untersuchungen haben gezeigt, dass für die Entstehung einer stabilen Matrix spezielle Copolymere auf Basis von Vinylacetat und Ethylen – also unsere VAE Dispersionen – und Terpolymere auf Basis von Vinylacetat, Ethylen und Vinylester besonders gut geeignet sind“, erklärt Huster. Ohne Bindemittel ließe sich die isolierende Wirkung der Hitzebarriere kaum erfüllen, weil diese ansonsten zu spröde wäre und nicht ausreichend auf dem Metalluntergrund haften würde. „Während eines Brandes entstehen meist starke Luftturbulenzen und Erschütterungen. Da ist es wichtig, dass die Schaumschichten nicht abplatzen“, weiß Achim Hennemann, Key Account Manager Intumescent Coatings beim Chemiekonzern Clariant, der mit Ammoniumpolyphosphat (Exolit®) die Hauptkomponente von Brandschutzbeschichtungen herstellt.

Das Bindemittel spielt in solchen Intumeszenzbeschichtungen eine zwar unterstützende, aber dennoch für die Wirksamkeit mitentscheidende Rolle. Von ihm hängt es ab, wie schnell sich die Schaumschicht ausbildet und wie dick sie den Stahlträger einhüllt. Deshalb haben die Experten von WACKER POLYMERS bei der Entwicklung ihrer neuen Dispersionen speziell für solche Anwendungen eng mit den Kollegen von Clariant zusammengearbeitet. Die neue VINNAPAS® EZ 3112 Dispersion weist eine stärkere Schaumentwicklung mit einer noch feineren, kompakteren Porenstruktur auf. Diese höhere Effizienz erlaubt geringere Auftragsstärken bei gleicher isolierender Wirkung im Vergleich zu herkömmlichen Systemen. Dank des neuen Bindemittels müssen also weniger Schichten aufgetragen werden.

„Oft benötigt man für eine Intumeszenzbeschichtung bis zu sieben Anstriche – und die entsprechenden Trocknungsperioden“, erklärt Clariant-Manager Hennemann. „Dünnere Schichten mit der gleichen Leistung, sprich Feuerwiderstandszeit, sparen also Material und Zeit – und damit Kosten.“