Methodenetablierung und Untersuchungen der Pyrolyseprozesse intumeszierender Brandschutzbeschichtungen mittels gekoppelter thermogravimetrischer und -mechanischer Analyse (TGA-FTIR-MS und TMA) sowie DSC-Mikroskopie

Um Bauteile vor der zerstörerischen Kraft des Feuers zu schützen wurde im Laufe der Zeit Feuerschutz entwickelt, wobei die hier im Fokus stehende Entwicklung darin bestand, unterschiedliche Werkstoffe mittels eines sogenannten dämmschichtbildenden (intumeszierenden) Brandschutzlackes zu beschichten. Diese bestehen i.d.R. aus polymeren Bindemitteln, anorganischen Säureverbindungen (Säurespender), kohlenstoffreichen Polyhydroxyverbindungen (Kohlenstoffspender) und Treibmitteln (Gasspender), die bei Brandfall innerhalb eines engen Temperaturprofils eine aufgeblähte und isolierende Schicht ausbilden, so dass die Entflammung des darunterliegenden Substrats verzögert oder sogar verhindert wird. Unabhängig vom Substrat ist das Einsatzgebiet weit gefächert und somit die Auswahl der Komponenten untereinander von großem Interesse. Nach wie vor basiert die Entwicklung von Brandschutzbeschichtungen jedoch nach dem Prinzip „Trial and Error“, was einen hohen Arbeits-, Zeit- und Kostenaufwand erfordert. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Methoden zur Untersuchung der Einflüsse von unterschiedlichen Spendern und deren Pyrolyseprozesse mittels Thermoanalyse, TGA-FTIR-MS, TMA und DSC-Mikroskopie erfolgreich erarbeitet. Aus den einzelnen Ergebnissen wurde abschließend eine Anleitung zu den Auswahlkriterien von Einzelkomponenten vorgeschlagen. Die notwendigen Ergebnisse, wie Reaktivität der Kohlenstoffspender, Zersetzungsbereiche der Einzelkomponenten, Kombinationsmessungen, Rückstandanalyse nach TGA-Messungen und Aufschäumversuche aus TMA und DSC-Mikroskopie Messungen wurden dazu herangezogen. Mit Hilfe der Ergebnisse dieser Arbeit können im Vorfeld schnell Aussagen über die Effektivität der Einzelkomponenten getroffen werden, ohne bis dato aufwändige sowie arbeits- und kostenintensive Beschichtungs- und Brandversuche durchführen zu müssen.