Biobasierte Flammschutzbeschichtungen für Holz und Holzwerkstoffe unterstützen eine umweltfreundliche und nachhaltige Bauweise. Auf der diesjährigen Messe LIGNA in Hannover hat das Fraunhofer-Institut für Holzforschung gleich mehrere Projekte zu diesem Produktbereich vorgestellt.
„Traditionelle Flammschutzbeschichtungen basieren häufig auf petrochemischen Bindemitteln und salzhaltigen Flammschutzmitteln“ erläutert Claudia Schirp vom Fraunhofer-Institut für Holzforschung (Fraunhofer WKI). „Unser innovativer Ansatz zielt darauf ab, Holzprodukte durch biobasierte Flammschutzlacke schwer entflammbar zu machen, ohne dass Wirkstoffe über die Zeit ausgewaschen werden.“
Die von den Forschenden entwickelten Beschichtungen sind nachhaltiger, weil sie zumindest zum Teil aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen und dabei helfen, den Einsatz petrochemischer Rohstoffe zu reduzieren. Nach Angaben des Fraunhofer WKI sind sie zudem formaldehydfrei und verringern das Risiko gesundheitsschädlicher Emissionen. Das eröffnet nicht zuletzt auch neue Marktchancen, weil durch ein geringeres VOC -Potenzial von Flammschutzbeschichtungen strenge Brandschutz- und Umweltvorschriften auch in Innenräumen besser einzuhalten wären.
Projekt „InnFla“
Bisher mangelt es nämlich an nachhaltigen Flammschutzlösungen für Holzoberflächen im Innenbereich, obwohl Holzmöbel und Holzelemente für den Innenausbau sich zunehmender Beliebtheit erfreuen. Auf der LIGNA vom 26. bis 30. Mai präsentierte das Fraunhofer WKI nun unter anderem ein Regal, das mit einem formaldehydfreien Flammschutzlack ohne salzhaltige Zusätze gestrichen wurde, der zu mindestens 50 % aus nachwachsenden Rohstoffen besteht.
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Diesen schwer entflammbaren Lack hat das Institut gemeinsam mit dem Naturfarbenhersteller Auro und weiteren Partnern im Rahmen des Forschungsprojekts „ InnFla “ entwickelt. Es handelt sich um eine transluzente Beschichtung, bei der die Holzstruktur weiterhin sichtbar bleibt und die eine dauerhafte Brandschutzwirkung bieten soll.
Der Lack wurde auf Massivholz und Dreischichtplatten erfolgreich getestet. Er enthält kein Formaldehyd und soll auch sonst keine negativen Auswirkungen auf die Innenraumluftqualität haben. Hinsichtlich Chemikalien-, Abrieb- und Kratzbeständigkeit soll er konkurrenzfähig zu marktgängigen Produkten für Möbel und den Innenausbau sein.
Projekt „ScaleAmP“
Auch erste Zwischenergebnisse des Projekts „ScaleAmP“ wurden auf der LIGNA präsentiert. Der Fokus dieses Projekts liegt auf der Entwicklung eines kostengünstigen Herstellungsprozesses für Ammonium-Phytate, die sich als pflanzliche Flammschutzmittel eignen. Dabei kooperiert das Fraunhofer WKI mit dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (Fraunhofer IAP) sowie den Unternehmen Cargill Deutschland (Lebens- und Futtermittelhersteller) und Clariant Plastics & Coatings Deutschland (Spezialchemikalien).
„ScaleAmP“ zielt darauf ab, ein wirtschaftliches Herstellungsverfahren für Flammschutzmittel auf Basis von pflanzlicher Phytinsäure zu entwickeln, die zum Schutz von Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen ( WPC ) und anderen Biowerkstoffen einsetzbar sind. Die dafür benötigte Phytinsäure soll aus Maisquellwasser hergestellt werden, das in großen Mengen als flüssiges Nebenprodukt bei der Produktion von Maisstärke anfällt. Durch Reaktion mit Ammonium – ein Abbauprodukt von Proteinen – entstehen Ammonium-Phytat-Salze, die als biobasierter, flammhemmender Wirkstoff verwendbar sind.
Das Projekt ScaleAmP soll die Wettbewerbsfähigkeit von Flammschutzmittel auf Basis von Ammonium-Phytaten steigern. Kommerziell erhältliche Phytinsäure wird derzeit hauptsächlich in Asien aus Reiskleie gewonnen. Durch das Projekt soll mit Maisquellwasser eine reichlich vorhandene heimische Quelle erschlossen werden.
Projekt „FireSafe-CLT“
Im Bausektor hat sich Brettsperrholz (Cross-Laminated Timber: CLT) als eines der vielseitigsten Holzprodukte erwiesen, das in Wänden, Decken, Böden und als Element in modularen Konstruktionen eingesetzt wird. Die kreuzweise verleimten XXL-Massivholzscheiben bestehen aus drei bis sieben miteinander verleimten Holzschichten. Haupteinsatzgebiete sind der Fertighausbau und Aufstockungen auf Bestandsgebäuden. Aber auch für großformatige Dach- und Deckenelemente werden sie oft verwendet.
Der Holzwerkstoff steht auch im Fokus des Projekts FireSafe-CLT, bei dem das Fraunhofer WKI mit dem Unternehmen Jowat SE (Industrieklebstoffe) und der TU Braunschweig kooperiert und das sich ebenfalls auf der Messe in Hannover präsentierte. Hauptziel des noch bis Oktober 2027 laufenden Projekts ist die Entwicklung von Brettsperrholz mit sehr guten Brand- und Umwelteigenschaften. Die Projektergebnisse sollen es ermöglichen, das CLT-Marktpotenzial für mittelhohe bis hohe Holzgebäude besser auszuschöpfen.
Erreicht werden soll dies durch die Entwicklung von biobasierten Flammschutzmitteln aus Reststoffen der Landwirtschaft und Holzverarbeitung. Diese sollen nicht nur zur äußeren Beschichtung der CLT-Elemente Verwendung finden, sondern auch in den Klebstoffen zwischen den einzelnen Sperrholzschichten. Diese müssen eine hohe Hitzebeständigkeit aufweisen, um ein Ablösen der einzelnen Lamellen zu vermeiden.