Halogenfreie flammhemmend modifizierte Materialien in der Bauindustrie – Textilien

Halogenfreie flammhemmend modifizierte Materialien in der Bauindustrie – Textilien

1. Textilien und Brandschutz

Im Allgemeinen sind Textilien leicht und tragen im Brandfall weniger zum Treibstoff bei („Brandlast“) als andere organische Materialien. Die meisten Textilien bergen jedoch andere Brandrisiken, z. B. sie fangen leicht Feuer, können Flammen verbreiten und sind besonders dazu in der Lage, zu schmelzen und tropfendes Material zu erzeugen. Die Brenneigenschaften von Textilien hängen im Wesentlichen von der chemischen Zusammensetzung der Fasern (natürlich oder synthetisch) ab. Folglich variieren die Brenneigenschaften von nicht mit Flammschutzmitteln behandelten Textilien erheblich, wenn sie einer Zündquelle ausgesetzt werden (Tabellen 1 und 2).

Faserbasierte Materialien können eine inhärente Flammhemmung aufweisen (z. B. PTFE-Fasern) oder alternativ kann eine Flammhemmung dadurch erreicht werden

1. Zugabe von reaktiven Flammschutzmitteln zu den Fasern.

2. Aufsprühen eines Flammschutzmittels auf die Fasern.

3. Einmischen flammhemmender Additive in die Fasern durch Schmelzen.

Tabelle 1: Brandverhalten verschiedener Fasern

Tabelle 2: Polymer-Entflammbarkeitsindex

2. Übersicht über Textilien für die Bau- und Konstruktionsindustrie

Textilien werden für dekorative und/oder funktionale Zwecke verwendet. Tabelle 3 fasst die häufigsten Anwendungen für Textilien zusammen.

Tabelle 3: Übersicht Textilien für die Bauindustrie

3. Waschbeständigkeit textiler Flammschutzmittel und textile Flammschutzbehandlungen

Je nach Endverwendung des Produkts müssen unterschiedliche Textilien möglicherweise unter unterschiedlichen Bedingungen gewaschen werden. Flammschutzmittel können unterschiedliche Grade der Waschbeständigkeit erreichen (im Gegensatz zur Permanenz der Flammschutzbehandlung):

• Nicht haltbar: Das Flammschutzmittel ist überhaupt nicht waschbeständig

• Halblanglebig: Textilien verlieren ihre Flammschutzwirkung nach einer begrenzten Anzahl von Wäschen oder Einweichen

• Langlebig: Textilien bleiben nach mindestens 50 Wäschen in kochendem Wasser schwer entflammbar.

Durch den unterschiedlichen Einsatz von Flammschutzmitteln können unterschiedliche Haltbarkeitsgrade erreicht werden.

• Nicht dauerhafte flammhemmende Behandlung

In einem kontinuierlichen Verfahren werden Textilien in ein Wasserbad mit einer Flammschutzlösung getaucht und anschließend unter kontrolliertem Druck zwischen zwei Walzen gequetscht. Bei diesem Verfahren wird eine vorgegebene Menge Flammschutzmittel auf das Textil aufgetragen. Die Menge des aufgetragenen Flammschutzmittels muss ausreichend sein, um die Brandschutzanforderungen zu erfüllen. Anschließend wird der kontinuierliche Prozess fortgesetzt, indem das Textil je nach Material in einem Temperaturbereich von 100 °C bis 160 °C getrocknet wird.

• Halbbeständige flammhemmende Behandlung

Die Behandlung kann auf zwei Arten durchgeführt werden:

- Schwache Vernetzung zwischen speziellen Flammschutzsalzen und Fasern: Diese Methode ist in der Regel auf wenige Kombinationen von Textilfasern mit Flammschutzmitteln beschränkt, z. B. die Vernetzung von Baumwollfasern mit speziellen Flammschutzmitteln. Nach der Imprägnierung wird der Stoff getrocknet und das Polymer ausgehärtet.

- Auftragen des Flammschutzmittels in der Rückseitenbeschichtung: Diese Methode eignet sich grundsätzlich für alle Textilien und ist nur dann eingeschränkt, wenn die Oberflächenstruktur des Textils empfindlich ist und es bei der Flammschutzbehandlung zu Beschädigungen der Oberfläche kommen kann. Die flammhemmende Paste oder der flammhemmende Schaum sowie das Bindemittel können mittels Auftragswalze oder Rakelsystem in einer Dicke auf die Rückseite des Textils aufgetragen werden, die das erforderliche Brandverhalten gewährleistet. Anschließend wird die Beschichtung getrocknet und der Haftvermittler durchläuft eine Vernetzungsreaktion, um der flammhemmenden Beschichtung die nötige Haltbarkeit zu verleihen, die im Wesentlichen von der Art und den Eigenschaften des Haftvermittlers abhängt.

• Dauerhafte flammhemmende Behandlung

Dauerhafte flammhemmende Behandlungen können durch die folgenden sechs Techniken und Prozesse erreicht werden:

- Vernetzung von Reaktanten:

Es wird eine stabile chemische Vernetzung zwischen dem Substrat und dem Flammschutzmittel, z. B. Flammschutzausrüstung von Zellulosefasern, erreicht. Im Behandlungsprozess wird das Flammschutzmittel zunächst in Lösungsform aufgetragen, anschließend getrocknet und ausgehärtet. Vor der endgültigen Trocknung des Stoffes werden nicht reagierte Moleküle neutralisiert und anschließend gewaschen.

- Selbstvernetzend:

Polymerisation oder Polykondensation des Flammschutzmittels auf dem Substrat, z. B. Flammschutzausrüstung von Gewirken oder Geweben.

- Thermische Fixierung: Das Flammschutzmittel wird innerhalb der Faser deponiert, z. B. durch Nachbehandlung von Polyesterfasern.

- Transferbeschichtung:

Auf die Oberfläche des Papiers wird ein Flammschutzmittel aufgetragen, um einen Polymerfilm zu bilden, der das Flammschutzmittel enthält. Der Polymerfilm wird auf den Stoff laminiert, bevor er in einem Trockenraum aushärtet. Das Flammschutzmittel ist dauerhaft im Polymer eingekapselt und wird durch Waschen nicht entfernt. Mit diesem Verfahren können dem Textil weitere Eigenschaften hinzugefügt werden (z. B. wasserabweisende Eigenschaften) oder Oberflächeneigenschaften verändert werden, z. B. bei der Herstellung von Kunstleder.

- Ionische Vernetzung:

Negativ geladene Komplexe werden an positiv geladene alkalische Gruppen gebunden, z. B. flammhemmende Ausrüstung von Wolle.

Ein Flammschutzmittel wird aus einem Ansäuerungs-Masterbatch mit großem Badverhältnis zugeführt, sodass das Flammschutzmittel mit den Fasern ionisch ausgetauscht wird. Dadurch fließen die negativ geladenen Komplexe heraus und haften an den positiv geladenen alkalischen Gruppen, was zu einer ionischen Vernetzung führt.

- Herstellung von Fasern mit inhärenter Flammhemmung:

Solche Fasern werden hergestellt durch:

I. Zugabe eines flammhemmenden Copolymermonomers während der Polymerisationsreaktion zur Herstellung flammhemmender Fasern, z. B. Polyesterfasern.

II. Entwicklung von Polymerrückgraten mit hoher Hitzebeständigkeit und hohem Flammschutz, z. B. auf Basis von Poly(phenylidenisophthalimid), Polyamidimid, Poly(phenylenterephthalamid)phenylterephthalimid, Polytetrafluorethylen (PTFE) und einigen anderen Polymeren als Polyarylamidfasern.

Die oben in Bezug auf inhärent flammhemmende Fasern beschriebenen Techniken werden genauer als Polymerchemie denn als textile flammhemmende Behandlungen beschrieben.

Flammhemmende Additive durch Schmelzmischung.

Die Zugabe flammhemmender Additive zu Polymeren (entweder allein oder über Masterbatch) vor dem Schmelzspinnen ist eine bekannte Technik zur Verbesserung der Feuerbeständigkeit von Textilmaterialien.

4. Anorganische Phosphor- und Stickstoff-Flammschutzmittel für Textilien

In der folgenden Tabelle 4 sind die am häufigsten verwendeten Flammschutzmittel in Textilien für den Bau aufgeführt. Bis auf wenige Ausnahmen müssen verschiedene Flammschutzmittel in Kombination verwendet werden, um verschiedene Anforderungen zu erfüllen, darunter Anforderungen an die Verbrennungsleistung, aber auch andere Leistungsanforderungen wie Funktionalität, Waschbeständigkeit, Haptik (weich, hart) des Flammschutzmittels -behandelte Textilien.

Tabelle 4: Flammschutzmittel für Textilien

5. Abschluss

YINSU Flame Retardant bietet textile Flammschutzmittel, die durch fortschrittliche Schmelzmischtechnologie hochwirksame flammhemmende Additive gleichmäßig in die Fasern einarbeiten. Dieser innovative Ansatz verbessert nicht nur die flammhemmenden Eigenschaften von Textilien, sondern stellt auch sicher, dass die flammhemmende Wirkung lange anhält und nicht durch Waschen oder täglichen Gebrauch abgebaut wird.

Das Flammschutzmittelsortiment von YINSU umfasst nichthalogenierte Flammschutzmittel und flammhemmende Masterbatches mit rotem Phosphor. Diese Produkte, wie die weißen flammhemmenden Masterbatches PET-55D und PPET-70B, sind für ihre hervorragende Flammschutzwirkung bekannt. Sie ermöglichen es Textilien, bereits bei einer Zugabe von weniger als 10 % die strenge Flammschutzklasse V0 zu erreichen, ein wichtiges Maß für die Flammhemmung eines Materials. Die homogene Mischung dieser Flammschutzmittel mit Polyester-Rohstoffen wird durch einen Feinstreckprozess in fertige Textilprodukte mit dauerhaft flammhemmenden Eigenschaften umgewandelt.