Titelaufnahme

Ziele:Ziel war es, entweder neue Komponenten für bestehende Intumeszenzbeschichtungen oder komplett neue Intumeszenzsysteme herzustellen. Um akzeptiert zu werden mussten die Verbindungen folgende Eigenschaften aufweisen:Wasser-basierend UmweltfreundlichKlar, ohne OpaleszenzLeistungsfähiger sein als kommerzielle ProdukteKosteneffizient Ergebnisse:Um einen Gasbildner für Intumeszenzbeschichtungen zu finden, wurden Ionische Flüssigkeiten, Trihydrazinotriazin, Borogluconate, Salze der Oxalsäure und Salze der Tetrazolderivate untersucht. Diese wurden aufgrund unterschiedlicher Mängel in Bezug auf die Zielvorgaben nicht weiter untersucht.Salze der Hydantoine und Hydantoinderivate konnten als Single-Source Intumezenzmaterialien identifiziert werden. Die besten Ergebnisse wurden mit den Natrium- und Kaliumsalzen der Hydantoine erhalten. In Imprägnierungsexperimenten an Holz und Zellstoff wurde ein exzellentes Intumeszenzverhalten gefunden. Bis jetzt konnte noch kein stabiler Lack formuliert werden, und Imprägnierungen auf Wasserbasis führten zu einer unerwünschten Vergilbung des Holzuntergrundes, die durch den hohen pH-Wert der Lösung hervorgerufen wurde. Auf der Suche nach einer Alternative für die basischen Hydantoinsalze, waren Kombinationen der Phytinsäure mit Gasbildner angedacht. Es wurde gefunden, dass die Kombination der Phytinsäure mit Kreatinin und Histidin die größte Schaumhöhe und die beste Schaumstruktur erzielte.Die Inkorporation von Kalium in das System ergab einen synergistischen Effekt und führte zu einer weiteren Verbesserung. Natriumalginat wurde den Phytinsäuresystemen zugesetzt und führte zu einer Beschichtung mit einer guten Stabilität.Es gibt immer noch Optimierungspotential für die Hydantoin- und Phytinsäure-basierenden Intumeszensysteme.

Aims:The aim of this work was to either find new components for an intumescent coating or devise completely new systems. But these had to fulfill the following requirements:waterborneenvironmentally friendlycolorless without opalescenceoutperforming commercially available productscost-efficient Results:In order to fulfill these requirements ionic liquids, trihydrazinotriazine, borogluconates, oxalic acid salts and salts of tetrazol-derivatives were investigated. All of them failed in different aspects, concerning the aims.Salts of hydantoin and its derivatives were found to be single-source intumescent materials. The most promising results were obtained when the potassium and sodium salts of hydantoin were used. Those showed efficient intumescent behavior as impregnations of cellulosic materials and wood as well. So far no stable coating was obtained, and impregnation experiments using an aqueous solution led to an undesirable yellowing of the wooden substrate, due to the high pH-value of the aqueous solution. In search of an alternative to the basic hydantoin salts, combinations of phytic acid with a blowing-agent were envisioned. Experiments showed that particularly a mixture of phytic acid with creatinine and histidine resulted in the best foam-height and foam-microstructure. Through the incorporation of potassium, a synergistic effect was obtained, that further improved the system. In combination with sodium alginate the phytic acid-based intumescent systems resulted in a coating with good stability. There is still potential of optimization of the hydantoin-based and phytic acid-based intumescent systems. But the combination of phytic acid with creatinine, histidine and potassium is already an intumescent flame retardant completely based on renewable eco-friendly resources.