Flammschutzmittel

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Kunststoffe in elektrischen und elektronischen Bauteilen sind häufig brennbar und müssen daher mit Flammschutzmitteln ausgerüstet werden.

Unter dem Begriff Flammschutzmittel fasst man eine große Gruppe chemisch sehr verschiedener Verbindungen zusammen, die alle die Eigenschaft haben, die Entzündbarkeit von Materialien herabzusetzen. Manchmal werden auch inerte Füllstoffe wie Kreide oder Siliziumdioxid als Flammschutzmittel bezeichnet, obwohl sie nur das brennbare Material verdünnen. Ohne Flammschutzmittel wäre der inzwischen weit verbreitete Einsatz leicht entzündlicher und gut brennbarer Kunststoffe nicht möglich. Durch chemische und / oder physikalische Wirkung können Flammschutzmittel die Entzündung und Verbrennung behindern oder ganz unterdrücken. Das chemische Element, auf dem das Flammschutzmittel basiert, bestimmt dabei in erster Linie den Wirkmechanismus:

• Brom, Chlor: Reaktionen in der Gasphase: Die Radikalreaktionen des Verbrennungsprozesses in der Gasphase werden durch das Flammschutzmittel unterbrochen.
• Phosphor: Reaktionen in der Festphase: Das Flammschutzmittel bildet zusammen mit dem Substrat eine verkohlte Oberflächenschicht, die den weiteren Zutritt von Sauerstoff zum Brennstoff unterbindet und ihn vor der Hitzeeinwirkung schützt.

Neben diesen sehr effektiven chemischen Mechanismen spielen auch physikalische Effekte eine Rolle:

• Aluminium, Magnesium, Stickstoff: Kühlung: Endotherme Prozesse wie die Freisetzung von Kristallwasser oder die chemische Abspaltung von Wasser (z.B. bei Aluminiumhydroxid) kühlen das Substrat unter die Temperatur ab, die zur Aufrechterhaltung der Verbrennung notwendig ist.
• Aluminium, Magnesium, Stickstoff: Verdünnung: Durch Abspaltung inerter Gase wie Stickstoff wird die Verbrennungsatmosphäre so verdünnt, das der Sauerstoffgehalt nicht mehr ausreicht, um die Verbrennung aufrecht zu erhalten. Der Zusatz von hohen Anteilen nicht brennbarer Füllstoffe wie Gips und Kalk kann auch den Brennwert eines Kunststoffs soweit herabsetzen, dass ein ausreichender Flammschutz erreicht wird.

Man unterscheidet zwischen additiven Flammschutzmitteln, die in ein Material eingemischt werden, und reaktiven Flammschutzmitteln, die chemisch mit dem zu schützenden Werkstoff reagieren und damit fest eingebunden sind. Insbesondere für Holz und Textilien gibt es auch den Fall, dass man das Flammschutzmittel in einer schützenden Schicht aufträgt.

Externe Links zu weiterführenden Informationen

• Infoseiten zu Flammschutzmitteln
• halogen-free Phosphorus, Inorganic and Nitrogen Flame Retardants Association (pinfa)
• Broschüre und Informationen zu halogenfreien Flammschutzmitteln für E&E Anwendungen (in englisch)
• FAQ Dokument zu Flammschutzmitteln (in deutsch, englisch und französisch)
• Europäischer Verband der Flammschutzmittelhersteller (z.Z. nur Hersteller bromierter und chlorierter Flammschutzmittel, in englisch)
• Informationen der Hersteller von bromierten Flammschutzmitteln