Im Projekt CircularInFoam entwickelt das Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE nachhaltige Hochleistungsdämmstoffe, die halogenfreien Flammschutz mit einer nachhaltigen Materialbasis verbinden. Grundlage der Dämmstoffsysteme ist Polylactid (PLA), das petrobasierte Rohstoffe schrittweise ersetzen und zugleich die technischen Anforderungen moderner Fassaden- und Gebäudedämmungen erfüllen soll.
Getragen wird die Entwicklung von mehreren Fraunhofer-Instituten, die ihre Kompetenzen entlang der gesamten Wertschöpfungskette bündeln. Neben dem Brandverhalten adressiert das Projekt die industrielle Verarbeitbarkeit der Rezepturen und ihre thermische Leistungsfähigkeit, damit die Materialien in bestehende Produktionsprozesse übergehen und zirkuläre Wertschöpfungsketten unterstützen können.
Drei Institute bündeln ihre Kompetenzen entlang der Wertschöpfungskette
Die Entwicklungsarbeit verteilt sich auf mehrere Fraunhofer-Institute, die jeweils einen eigenen Abschnitt der Wertschöpfungskette abdecken. Das Fraunhofer LBF entwickelt halogenfreie, modulare Flammschutzmittel und legt damit die Grundlage für sichere und nachhaltige Materialsysteme. Das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT untersucht darauf aufbauend die industrielle Verarbeitbarkeit der Rezepturen, insbesondere die Schäumbarkeit der Materialien und deren Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften der Schaumstoffe. Das Fraunhofer IBP bewertet die thermischen Eigenschaften und prüft, ob bei Wasserkontakt gefährliche Stoffe freigesetzt werden.
Die Materialkonzepte selbst kombinieren nachhaltige Rohstoffe auf Basis von Polylactid mit halogenfreien Flammschutzmitteln und sind gezielt auf industrielle Verarbeitbarkeit ausgelegt. Modulare Masterbatch-Strategien erlauben dabei eine flexible Abstimmung auf unterschiedliche Anwendungen und Produktionsprozesse, sodass sich dieselben Grundrezepturen für verschiedene Dämmstoffanwendungen nutzen lassen.
Halogenfreier Flammschutz mit wettbewerbsfähiger Dämmleistung
Erste Ergebnisse deuten auf deutliche Potenziale beim Flammschutz hin. Bei expandierten PLA-Systemen, kurz EPLA, weisen frühe Tests auf intrinsisch günstige Brandschutzeigenschaften hin, deren Klassifizierung und Leistungsfähigkeit weitere Untersuchungen noch verbessern sollen. Ergänzend entstanden halogenfreie Flammschutzformulierungen für Polystyrolsysteme, die in ersten Versuchen erfolgreich geprüft wurden, sich aber noch in der Weiterentwicklung befinden und für gemeinsame Kooperationsprojekte offenstehen.
Neben dem Brandverhalten adressiert CircularInFoam die thermische Leistungsfähigkeit der Dämmstoffe. Die bisher erzielten Wärmeleitfähigkeiten liegen im Bereich etablierter EPS-Standards und schaffen damit die Grundlage für marktfähige nachhaltige Dämmstoffe. Zugleich unterstützen die halogenfreien Flammschutzmittelsysteme regulierungskonforme Schaumstoffe mit geringerer Umwelt- und Gesundheitsbelastung bei hoher Brandsicherheit, woraus für Industrieunternehmen neue Möglichkeiten zur Entwicklung nachhaltiger Produktportfolios und zur Stärkung grüner Produktclaims entstehen.
„Mit CircularInFoam zeigen wir, dass sich nachhaltige Rohstoffsysteme und leistungsfähiger Brandschutz nicht ausschließen, sondern gezielt kombinieren lassen. Besonders die Entwicklung halogenfreier, modularer Flammschutzsysteme eröffnet der Industrie neue Wege, bestehende Dämmstoffprodukte technisch zu verbessern und gleichzeitig regulatorische sowie ökologische Anforderungen zu erfüllen. Entscheidend ist dabei die Skalierbarkeit, genau hier setzen unsere Masterbatch- und Prozesskonzepte an“, sagt Robert Lang, Projektleitung am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT.
Kooperationen für den Weg in die industrielle Anwendung
Für Industriepartner bietet CircularInFoam konkrete Ansatzpunkte für gemeinsame Entwicklungen. Vor allem die Oxyimid-basierten Flammschutztechnologien und die dazugehörigen Masterbatch-Lösungen eröffnen Potenziale für industrielle Anwendungen und schnelle Markteinführungen. Die eingesetzten Systeme beruhen dabei auf Oxyimid- und Sulfonbasis.
In den kommenden Projektphasen plant das Fraunhofer CCPE weitere Demonstratoren, vertiefende Brandtests und Pilotläufe gemeinsam mit Industriepartnern. Unternehmen, Materialhersteller und Anwender sind eingeladen, sich an der Weiterentwicklung der Technologien zu beteiligen, während das Cluster für Kooperationen, Entwicklungsprojekte und den Technologietransfer zur Verfügung steht.
