Flammschutzmittel für Weichschaumpolyurethane

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Polyurethan-Weichschäume (PU-WS) sind aufgrund ihrer offenzelligen Struktur und geringen Dichte besonders leichtentzündlich und erfordern effektive Flammschutzmittel (FSM), um Brandschutzvorschriften zu erfüllen. Ziel der Arbeit war die Entwicklung eines halogenfreien phosphorhaltigen FSM für PU-WS, abgeleitet von DOPO (9, 10-Dihydro-9-oxa-phosphaphenthren-10-oxid). Durch Struktur-Eigenschaftsuntersuchungen wurde Methyl-DOPO (9, 10-Dihydro-9-oxa-methylphosphaphenthren-10-oxid) als effektives FSM identifiziert. Bei einer Zugabe von bis zu 10 phpp zeigte Methyl-DOPO eine sehr gute Kompatibilität im PU-WS. Die Verdampfung des Methyl-DOPO trat im gleichen Temperaturbereich auf wie die Bildung von Toluylendiisocyanat (TDI) und anderen Verbindungen während der Pyrolyse des PU-WS, was zu physikalischem Kühlen und Verdünnen der Brandgase führte. Niedermolekulare Verbindungen wie HPO, PO2 und POCH3 wurden mittels TG/MS nachgewiesen, was deren Wirkung als Radikalfänger im Radikalkettenmechanismus der Pyrolyse belegt. Der hohe Flammschutz führte bei einer Konzentration von 10 phpp Methyl-DOPO im PU-WS zu einem Erlöschen der Flamme in Cone-Calorimeter- und FMVSS 302-Kleinbrenner-Tests. Weitere FSM wie TCPP, DMMP, roter Phosphor, Melamin und ATH wurden ebenfalls im PU-WS untersucht.