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Innovative Hybridmaterialien verbessern wasserbasierte Brandschutzbeschichtungen
Eine neue Studie zeigt die synergistischen Effekte von Ni,Fe-MOF und DOPO-modifizierten Alginatefasern in wasserbasierten intumeszenten Brandschutzbeschichtungen. Das Verfahren steigert die Flammwidrigkeit, Festigkeit der Kohleschicht und Haltbarkeit erheblich.
Wasserbasierte intumeszente Brandschutzbeschichtungen (IFR) gewinnen zunehmend an Bedeutung als umweltfreundliche Lösungen zum Schutz vor Brandgefahren. Forschende haben jetzt ein neuartiges Hybridmaterial entwickelt, das zweidimensionale (2D) metallorganische Gerüstverbindungen (MOFs) und chemisch modifizierte Organophosphor-Flammschutzmittel (DOPO) auf Alginatefasern kombiniert. Dieses Material zeigt herausragende Verbesserungen bei der Flammwidrigkeit und mechanischen Stabilität.
Die Studie verwendete einen einstufigen Hydrothermalprozess zur Herstellung von Ni,Fe-MOF-beladenen Alginatefasern (ORF@Ni,Fe-MOF), die anschließend mit DOPO modifiziert wurden. Als Bestandteil wasserbasierter IFR-Beschichtungen fungieren diese Hybride als Synergisten, die die Verkohlungseffizienz und den Brandschutz verbessern. Die Ni,Fe-MOF-Nanoschichten katalysieren die Kohlenstoffbildung der Alginatefasern während der Verbrennung und erzeugen eine intakte Kohleschicht, die Sauerstoff effektiv blockiert und exotherme Reaktionen verlangsamt.
Veranstaltungstipp: EC Conference Frontiers in Fire Protective Coatings
Mit strengeren Vorschriften, steigenden Nachhaltigkeitsanforderungen und modernen Bauweisen entwickelt sich das Gebiet der Brandschutzbeschichtungen rasant weiter. Treffen Sie führende Experten am 13. und 14. April 2026 in Kopenhagen, Dänemark, um die neuesten wissenschaftlichen und technologischen Fortschritte zu diskutieren – von bio-basierten Flammschutzsystemen und verbesserten Haltbarkeitstests bis hin zu Technologien der nächsten Generation für intumeszente Beschichtungen sowie der Digitalisierung von Zertifizierungs- und Leistungsbewertungsprozessen.
Verbesserte Flammwidrigkeit und Kohleschichtfestigkeit
Leistungstests zeigten signifikante Verbesserungen beim Brandschutz. Beschichtungen mit 2 Gew.-% ORF@Ni,Fe-MOF@DOPO erzielten optimale Werte mit einer Rückseitentemperatur von 148,4 °C, einem Expansionsverhältnis von 15,08 % und einer rückständigen Kohleausbeute von 32,6 %. Die strukturelle Integrität der Kohleschicht wurde durch Rasterelektronenmikroskopie bestätigt, was die hervorragenden Flammschutzeigenschaften unterstreicht.
Die Ergebnisse dieser Forschung zeigen das Potenzial von MOF- und DOPO-modifizierten Fasern als fortschrittliche Füllstoffe in wasserbasierten Beschichtungen und ebnen den Weg für langlebigere und effizientere Brandschutzlösungen in industriellen Anwendungen.
Quelle: Li, H. et al., Enhanced fireproofing of waterborne intumescent fire retardant coatings by shaped carbonisation of alginate fibre reinforced with Ni,Fe-MOF combined with DOPO. Progress in Organic Coatings, 109888 (2025).
