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Flammschutzmittel im Kabelbereich - Trends und neue Entwicklungen

Herbiet, Rene

Die Wahl des Flammschutzmittelsystems für Kunststoffe, insbesondere für Kabel, ist abhängig vom zu verwendenden Kunststoff, von den zu erfüllenden Brandnormen des Endproduktes und somit von gesetzlichen Vorschriften und nicht zuletzt von den Kosten. Im Kabelbereich übliche Flammschutzmittel sind mineralische Flammschutzmittel, hier vornehmlich Aluminiumhydroxid (ATH) und Magnesiumhydroxid (MDH) sowie halogenhaltige Flammschutzmittel (auf Brom oder Chlor basierend), in der Regel zusammen mit Antimontrioxid als Synergist. In begrenztem Maße und vornehmlich in asiatischen Ländern werden darüber hinaus auch phosphorhaltige Flammschutzmittel im Kabelbereich eingesetzt. Abhängig von den bereits genannten Kriterien sind natürlich auch Kombinationen der genannten Flammschutzmittel möglich. Üblich ist auch der Einsatz synergistisch wirkender Additive wie z.B. Zinkborat, siliconhaltige Produkte oder neuerdings auch Nanociays. Letztere sind derzeit Gegenstand intensiver Forschungs- und Entwicklungsarbeit. Die Zielsetzung dabei ist, entweder den Gesamtfüllgrad einer Kunststoffrezeptur im Hinblick auf eine Verbesserung der mechanischen und/oder rheologischen Eigenschaften zu reduzieren oder aber Brandnormen zu erfüllen, die ohne diese Additive nicht oder nur sehr schwer zu bestehen sind. Dabei sind die Kosten eine entscheidende Randbedingung, wobei allerdings nicht nur die reinen Mischungskosten betrachtet werden dürfen, sondern auch eventuelle Vorteile bei der Weiterverarbeitung, bei Kabeln also bei der Extrusion. Mineralische Flammschutzmittel wirken hauptsächlich in der kondensierten Phase und bewirken dadurch eine niedrige Rauchgasdichte im Brandfall. Abhängig von der zu erfüllenden Brandnorm liegen typische Füllgrade bei Kabelanwendungen zwischen 45 und 65%. Bei diesen hochgefüllten Systemen kommt dem Aufbereitungsschritt eine entscheidende Bedeutung zu. Neuere Entwicklungen bei mineralischen Flammschutzmitteln zielen darauf ab, den Aufbereitungsschritt durch Verbesserungen des Fließverhaltens und der Schüttdichte zu optimieren. Im ersten Teil dieser Abhandlung werden entsprechende Entwicklungen vorgestellt. Der zweite Teil befasst sich mit synergistisch wirkenden Additiven und vergleicht in diesem Zusammenhang Laborprüfmethoden, die üblicherweise zur Bewertung des Flammschutzes an Prüflingen eingesetzt werden.