PIR-Schaum aus Rohmaterialien von Bayer MaterialScience LLC

Baufachleute im Wohn- und Gewerbebau sind an Alternativen für kontinuierliche Dämmstoffe interessiert, die die Energieeffizienz verbessern und strenge Bauordnungsvorschriften für die Entflammbarkeit erfüllen.

Die Verpflichtung zu nachhaltiger Entwicklung sowie Veränderungen der regulatorischen Rahmenbedingungen in den vergangenen 25 Jahren stellten die Hersteller von laminierten Polyisocyanurat (PIR)-Dämmplatten vor die Herausforderung, sich bei der Hartschaumherstellung durch Verwendung alternativer Treibmittel entsprechend anzupassen. Der Übergang von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) zu teilhalogenierten Fluorchlorkohlenwasserstoffen (H-FCKW) zu Kohlenwasserstoffen und teilhalogenierten Fluorkohlenwasserstoffen (H-FKW) führte zu Änderungen bei der Formulierung und Verarbeitung, um den speziellen Herausforderungen für jedes System zu begegnen.

Ecomate, ein halogenfreies Treibmittel, das unter Lizenz von Foam Supplies Inc. verkauft wird, wurde in Formulierungen für laminierte Dämmplatten aus PIR bewertet, wobei sich zeigte, dass es die Flammbeständigkeit verbessert. Bei Entwicklungsmustern wurden Indexwerte für die Flammenausbreitung von 25 oder weniger in UL723-(ASTM E-84)-Tests erzielt. Der mit Ecomate hergestellte PIR-Schaum zeichnet sich ebenfalls durch ausgezeichnete Wärmeleistung aus, wenn er mit einer undurchlässigen Deckschicht, wie z. B. Folie, laminiert wird, was für die Dämmung von Außenwänden typisch ist.

Wissenschaftler von Bayer MaterialScience LLC und Foam Supplies Inc. arbeiteten gemeinsam an der Optimierung der Formulierungen und Verarbeitungsbedingungen, die für die Herstellung von Hartschaumdämmstoffen mit Ecomate oder Ecomate/n-Pentan-Mischungen notwendig sind und die ASTM C-1289 erfüllen: Norm für beschichtete, harte Dämmplatten aus Polyisocyanurat.

Die Forschung konzentrierte sich auf zwei Bereiche:

1) Es sollte festgestellt werden, ob sich Unterschiede in der Wärmeleitfähigkeit und Entflammbarkeit zwischen diesen Formulierungen und anderen Kohlenwasserstoffen auf Schaumprodukte mit besseren k-Faktoren übertragen lassen, die weniger Flammschutzmittel benötigen, um ASTM-E-84-Tunnel- und FM-4450-Dach-Kalorimetertests zu bestehen.
2) Es sollte festgestellt werden, ob Ecomate/n-Pentan-Mischungen verwendet werden können, um Pentan im Fall von Engpässen bei diesem Treibmittel für Hartschaumanwendungen zu ersetzen.

Nach umfangreichen Tests mit verschiedenen Formulierungen kamen die Forscher zu dem Ergebnis, dass Ecomate- und Ecomate/Kohlenwasserstoff-Mischungen-Laminatoren ein nützliches Hilfsmittel zur Verfügung stellen können, um die Leistung der Polyiso-Platten an die Anforderungen der jeweiligen Anwendung anzupassen. Die Formulierung für laminierte PIR-Dämmplatten, die dieses Treibmittel verwendet, bietet verbesserte Flammbeständigkeit, so dass der Polyisocyanurat-Hartschaum ohne halogenierte Treibmittel leicht Indexwerte für die Flammenausbreitung von 25 oder weniger in UL723-(ASTM-E-84)-Steiner-Tunneltests erzielt, während Indexwerte für die Rauchentwicklung bei einer ganzen Reihe von Schaumdichten unter 450 liegen.
Obwohl Schaum, der mit Ecomate hergestellt wurde, eine größere Herausforderung hinsichtlich der Formstabilität darstellt als Schaum, für den n-Pentan verwendet wurde, lassen sich diese Probleme sowie Bedenken in Bezug auf die Druckfestigkeit durch die richtige Formulierung herkömmlicher Systeme mit entsprechenden Mengen Treibmittel, Wasser und Isocyanat leicht lösen. Somit können Polyiso-Platten, die mit Ecomate oder Ecomate/Kohlenwasserstoff-Mischungen hergestellt werden, dazu beitragen, dass die strengeren Brandschutzauflagen speziell für Wandanwendungen erfüllt werden. Ecomate-getriebene Schäume können ebenfalls zu einer verbesserten Leistung bei NFPA 286 beitragen – Standardmethoden für Brandprüfverfahren zur Beurteilung des Beitrags von Wand- und Deckeninnenverkleidungen bei der Vergrößerung eines Zimmerbrands, dem sogenannten „Zimmereckentest“ für freiliegende Innenwanddämmung.

Ein Sachverhalt, der während der Untersuchungen zutage trat, war die acht- bis zehnprozentige Reduzierung der gealterten Wärmeleitfähigkeit im Verhältnis zu Pentan-getriebenen Hartschaum­platten bei Verwendung des S770-09-LTTR-Testprotokolls. Dieser Aspekt ist unter Umständen nicht relevant für Anwendungen wie Außenwanddämmung, wo Folie oder andere undurchlässige Deckschichten verwendet werden und ASTM-C-518-Alterungsprotokolle Anwendung finden.

Als Teil unserer Verpflichtung zu nachhaltiger Entwicklung und Anwendung solider bauwissenschaftlicher Prinzipien für das Baugewerbe werden die Wissenschaftler bei Bayer auch weiterhin Laminator-Pilotstudien mit Deckschichtmaterialien durchführen, um herauszufinden, ob verschiedene Kombinationen von Polyolen, Tensiden oder anderen Zusätzen die Wärmealterung von Ecomate- oder Ecomate/n-Pentan-getriebenen Schäumen beeinflussen können, um die entsprechenden Auflagen für die Wärmeleitfähigkeit zu erfüllen.

 

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