Biobasierte Flammschutzbeschichtungen für Möbel und den Innenausbau mit Holz und Holzwerkstoffen

Möbel und Bauelemente aus Holz sowie Holzwerkstoffen sind umweltfreundlich und sehr beliebt. Bisher gibt es aber insbesondere für Holzoberflächen im Innenraum keine nachhaltigen Flammschutzlösungen. In enger Kooperation mit unseren Projektpartnern entwickeln wir innovative, formaldehydfreie Flammschutzlacke. Diese Lacke sind sowohl transparent als auch farbig und basieren auf nachwachsenden Rohstoffen. Mit diesem Ansatz erweitern wir die Gestaltungsmöglichkeiten für den Innenausbau mit Holz, während wir gleichzeitig höchste Standards in den Bereichen Gesundheit, Umweltschutz und Brandschutz einhalten. Dies ist besonders relevant für Einsatzbereiche wie Schulen, Theater, Flughäfen und Messebau, in denen die Einhaltung dieser Vorschriften von entscheidender Bedeutung ist.

Gesellschaftliche Relevanz flammhemmender Holzbeschichtungen für den Innenraum

Möbel und Bauelemente aus Holz tragen dazu bei, den Verbrauch an endlichen und klimaschädlichen Rohstoffen zu reduzieren. Ein aktueller Trend in der Innenarchitektur zeigt außerdem eine verstärkte Präferenz für sichtbare Holzoberflächen. Dies führt dazu, dass Brandschutzfragen eine immer wichtigere Rolle spielen, insbesondere wenn es darum geht, Trockenbauwände mit Holzpaneelen oder Sperrholzplatten anstelle von Gipskarton- oder Faserzementplatten zu verkleiden. Auch bei Deckenelementen, Türen und im Messe- sowie Veranstaltungsbau könnten vermehrt nachhaltige Materialien zum Einsatz kommen, vorausgesetzt, sie erfüllen die Anforderungen an den Brandschutz.

Produkte, die im Innenraum Verwendung finden, sollten emissionsarm oder im besten Fall emissionsfrei sein. Insbesondere bei Holzprodukten ist es für Anwender und Hersteller gleichermaßen wünschenswert, dass die Beschichtung biobasiert ist.

Auf dem Markt sind bereits formaldehydfreie Holzbeschichtungen auf Basis nachwachsender Rohstoffe erhältlich, wozu auch unsere Forschung beigetragen hat. Allerdings fehlt bisher eine Variante mit flammhemmender Wirkung.

Ökonomische Vorteile

• Architekturbüros, Bauindustrie, Möbelindustrie sowie Messebauunternehmen können von den erweiterten Gestaltungsmöglichkeiten in hohem Maße profitieren.
• Für Hersteller von Holzmöbeln eröffnen sich neue Perspektiven zur Vermarktung unter strengeren Umwelt- und Brandschutzanforderungen.
• Hersteller von biobasierten Monomeren sowie Lackhersteller haben die Möglichkeit, ihr Produktportfolio zu diversifizieren.
• Die zunehmende Nutzung von Holz, insbesondere Laubholz, im Möbelbau und Innenausbau könnte sowohl der Holzwerkstoffindustrie als auch der Forstwirtschaft in Deutschland zugutekommen

Gängige Lösungen im Bereich Flammschutz setzen auf Intumeszenzbeschichtungen, die auf Melamin-Formaldehydharzen basieren. Jedoch ist ihre Verwendung im Innenraum aufgrund potenziell krebserregender Formaldehydemissionen kritisch zu bewerten. Zusätzlich können bei aktuellen Lösungen unansehnliche Ausblühungen auftreten, die zu einem Verlust der dauerhaften Brandschutzwirkung und im schlimmsten Fall zu Festigkeitsverlusten durch Holzabbau führen. Darüber hinaus basieren herkömmliche Flammschutzbeschichtungen auf petrochemischen Rohstoffen.

Transparente und farbige Flammschutzlacke aus nachwachsenden Rohstoffen

Unsere Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung transparenter und farbiger Flammschutzlacke, die für Massivholz, furnierbasierte Werkstoffe (wie Formteile, Furnierschichtholz und Sperrholz) sowie andere im Innenausbau verwendete Holzwerkstoffe geeignet sind. Sowohl das Bindemittel als auch das Flammschutzmittel sollen dabei einen Anteil von mindestens 50 Prozent nachwachsenden Rohstoffen aufweisen, und es dürfen keine salzhaltigen Zusätze enthalten sein. Unser Ziel ist es, Möbel und Bauprodukte aus Holz mithilfe unseres Flammschutzlacks als »schwer entflammbar« zu kennzeichnen.

Synthese des Bindemittels aus biobasierten Bausteinen

Die Basis des Bindemittels besteht aus bekannten und neuen biobasierten Monomeren, darunter beispielsweise Saccharide. Unter Verwendung dieser Bindemittel entwickeln wir Formulierungen mit Brandschutzwirkung. Die Stoffgruppe der Alkoxyamine und Alkoxyimide, die bereits erfolgreich als Flammschutzmittel für Kunststoffe eingesetzt wird, wird von uns auf ihre Anwendbarkeit in Holzlacken überprüft. Gleichzeitig erforschen wir die Möglichkeit, diese Stoffe aus biobasierten Bausteinen zu synthetisieren. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch den Einsatz von Alkoxyaminen und Alkoxyimiden geringere Mengen Flammschutzmittel benötigt werden als bei Intumeszenzbeschichtungen und anderen herkömmlichen Lösungen.

Unser Flammschutzlack soll keinerlei Formaldehydemissionen verursachen und auch keine anderen negativen Auswirkungen auf die Luftqualität im Innenraum haben. In Bezug auf Chemikalienbeständigkeit, Abriebfestigkeit und Kratzfestigkeit streben wir eine Konkurrenzfähigkeit zu gängigen Produkten für Möbel und den Innenausbau an.

Wir testen unseren innovativen Flammschutzlack sowohl auf traditionell verwendeten Nadelhölzern wie Fichte, Kiefer und Lärche als auch auf Laubhölzern wie Buche oder Pappel. Letztere gewinnen aufgrund des klimabedingten Waldumbaus zunehmend an Bedeutung.