nanofluor – neuartiger Brandschutz
BRANDSCHUTZ
Neuartige Brand- und Flammenschutzmaterialien sind von großem Interesse im Bau- und Transportwesen, sowie der Elektronik- und Batterieindustrie.Mit den neuartig entwickelten Metall-Hydroxofluoridischen Beschichtungssystemen von nanofluor ist es möglich vorgefertigte Materialien wie Verbundplatten, Glasfasergeweben auch nach deren Herstellung zu veredeln und somit die Standzeiten gegenüber offenen Flammen und indirekten Wärmeeinwirkungen um ein Vielfaches zu verlängern.
Die dabei eingesetzten Systeme garantieren durch ihre Umweltverträglichkeit vor und vor allem auch nach dem Brandfall eine deutliche Verbesserung beim Schutz von Personen und Sachwerten bei einem in etwa gleichen Produktionskostenniveau.
In Abb. 1 sind veredelte Glasfasergewebe nach einer Wärmebehandlung bei über 950°C abgebildet. Im Vergleich zum unveredelten Referenzglasfasergewebe bleiben die veredelten in Struktur und Form beständig. Die Beschichtung machte dabei lediglich 2-3 Masse-% aus.
Des weiteren bieten die entwickelten hochreaktiven nanoskaligen Materialien ein großes Potenzial für die HF-Absorption bei Bränden von Lithium-Ionen-Batterien.AKTIVER BRANDSCHUTZ
Der aktive Brandschutz beinhaltet alle abwehrenden Maßnahmen und stellt das Gesamtsystem zum Erkennen und Löschen von Bränden dar.
Durch die neuartig entwickelten Metall-Hydroxofluoridischen Materialien ist es möglich gängige Brandschutzgewebe einfach zu beschichten.Dabei sorgen die Beschichtungsmaterialien für eine Erhöhung der Standzeiten der Brandschutzgewebe bei Penetration mit offener Hitzeeinwirkung (z.B. Flammen) von bis zu 350% (Abb. 2, Abb. 3).
Abbildung 2: Erhöhung der Standzeiten von beschichtetem Gewebe (A-D) im Vergleich zu unbeschichtetem Gewebe
Abbildung 3: Vergleich der beschichteten Gewebe mit Referenz bei Einwirkung einer Pilotflamme bis zur Bildung von Schmelzstellen
Im Gegensatz zum aktiven Brandschutz, spielt der passive Brandschutz eine vorbeugende Rolle. Er umfasst die Gesamtheit aller konstruktiven Maßnahmen, die den Widerstand gegen ein Feuer für eine bestimmte Zeit ermöglichen.
Glasfasergewebe werden in diesem Zusammenhang als sicherheitsrelevante Verbundstoffe zur Gebäude- und Fahrzeugsicherheut eingesetzt. Beschichtete Glasfasergewebe keramisieren, d.h. die Struktur und Schutzwirkung bleibt im Gegensatz zur Referenz (blau) auch bei signifikant höheren Temperaturen erhalten (Abb. 4, Abb. 5).
Abbildung 4: Beschichtete Glasfasergewebe keramisieren im Gegensatz zur Referenz (blau) bei signifikant höheren Temperaturen
Abbildung 5: keramisierte Glasfasergewebe nach Beschichtung, Referenz unbehandelt (blau)
Die von nanofluor hergestellten Hochleistungs-Nanomaterialien bieten aufgrund ihrer großen Oberfläche von mehreren hundert m2/g ein enormes HF-Absorptionspotential. Dabei kommt es zu einer irreversible Bindung von freigesetztem HF, d.h. zu einer Überführung von HF in schwer- bzw. unlösliche, thermisch stabile Naturprodukte.
Abb. 6 und Abb. 7 zeigen mögliche den Einsatzszenarien der Nanomaterialien für die Absorption von HF.
Abbildung 6: möglicher Einsatz von Nanomaterialien in einem Schutzcontainer zur irreversiblen Bindung von freigesetzem HF
Abbildung 7: möglicher Einsatz von Nanomaterialien in einer Schutzmatte zur irreversiblen Bindung von freigesetzem HF
- Beschichtung ist ohne weiteren Prozessschritt in die Herstellung integrierbar
- Bei minimaler Masse-Erhöhung (ca. 5-10%) signifikante Standzeiterhöhung um bis zu 350% – inkl. deutlich verbesserter Temperaturbeständigkeit.
- Mehrlagige Verbundmaterialien können zu platzsparenden und leichteren Verbundsystemen reduziert werden.
- Herstellung und Verarbeitung der nanoskaligen Brandschutzstoffe ist kostengünstig.
- Die neuartigen Materialien sind umweltfreundlich und unbedenklich.
Abbildung 1: Glasfasergewebestücken (5x5cm) veredelt im Vergleich zur geschmolzenen Referenzmatte (rechter Rand) nach einer Temperaturbehandlung bei 950°C