Hydrolysestabiler Flammschutz für Kunstleder basierend auf wässrigen Polyurethan-Dispersionen - HyFlaPUR

AUFGABENSTELLUNG | MOTIVATION

Kunstleder, Bestandteil unseres täglichen Lebens, sind flexible, flächige Verbundmaterialien, aus einem textilen Träger und einer Polymerbeschichtung, beispielsweise Polyurethan (PUR). Sie werden z. B. für die Innenausstattung von Kraftfahrzeugen, Bahnen und Schiffen und als Bezugsstoffe für Polstermöbel eingesetzt. Diese Vielfalt verdeutlicht, dass Kunstleder in großem Maß auch im öffentlichen Bereich anzutreffen sind. Beispiele dafür sind Arztpraxen, Krankenhäuser, Hotels, Kitas und Bürogebäude. Da Materialien aus PUR gut brennbar sind, ist ein Einsatz von Flammschutzmitteln (FSM) unabdingbar. Durch die zunehmende Sensibilität für Umweltschutz und Nachhaltigkeit in der Gesellschaft, nehmen wässrige PUR-Dispersionen im Vergleich zu lösungsmittelbasierten Systemen als Ausgangsmaterial zu. Kunstleder basierend auf wässrigen PUR-Dispersionen sind noch sehr preisintensiv und Firmen scheuen sich, ihre Anlagen entsprechend umzurüsten. Das liegt vor allem daran, dass für wässrige Systeme kaum Daten zu Flammschutzkonzepten existieren und somit grundlegende Anforderungen nicht erreicht werden.

PROJEKTZIEL | ARBEITSHYPOTHESE

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines hydrolysestabilen und flammgeschützten Kunstleders auf Basis von wässrigen PUR-Dispersionen. Dafür sollen wässrige PUR-Dispersionen mit verschiedener chemischer Struktur (Ether, Ester, Carbonat) mit phosphorhaltigen Flammschutzmitteln kombiniert werden. Zunächst gilt es, die Dispersionsstabilität zu gewährleisten, die Flammschutzmittel hinsichtlich ihrer Eignung als solche im PUR-Kunstleder zu testen und die mechanischen Stabilitäten zu prüfen. Da es durch den Einsatz phosphorhaltiger Flammschutzmittel in PUR-Kunstledern zur Hydrolyse kommen kann, was zur schnelleren Alterung und damit verbunden zu einer verkürzten Materialeinsatzdauer führt, ist die Hydrolysestabilität ein Schwerpunkt des Projektes. Um der Hydrolyse entgegen zu wirken, werden verkapselte Systeme eingesetzt. Weiterhin werden PUR-Kunstleder mit flammschutzmittelfreien Zwischenstrichen entwickelt, welche sich positiv auf die Hydrolysestabilität auswirken.

NUTZEN | AUSBLICK

Der Fokus in diesem Forschungsvorhaben liegt auf der Entwicklung eines Kunstleders für den Automobilbereich, dennoch können auch andere Branchen davon profitieren. Flammgeschützte Produkte werden in zahlreichen Industriezweigen wie Baugewerbe oder Möbel- und Textilindustrie eingesetzt. Damit werden Absatzmärkte über die Automobilbranche hinaus erreicht. Entscheidend ist, die jeweils geforderte Brandschutz-Norm zu bestehen, wie bspw. die DIN EN 1021-02 für die Entwicklung von Polstermöbeln oder die DIN 4102, um im Bauwesen Einsatz zu finden. Die Verwendung von wässrigen PUR-Dispersionen statt herkömmlichen lösungsmittelbasierten Produkten führt dazu, dass Firmen Nachhaltigkeitsziele eher erreichen und somit einen Imagevorteil auf dem Markt erlangen.