Als assoziierter Partner unterstützte KraussMaffei, Hannover, ein vom BMWi gefördertes Kooperationsprojekt mit fünf weiteren Partnern. Gemeinsames Ziel war die Entwicklung einer geschlossenen Wertschöpfungskette von der Herstellung über Planung, Bau, Betrieb […]
Besonders zur stabilen Befestigung von Photovoltaikanlagen eignen sich Phenolharzplatten. (Foto: KraussMaffei)
Als assoziierter Partner unterstützte KraussMaffei, Hannover, ein vom BMWi gefördertes Kooperationsprojekt mit fünf weiteren Partnern. Gemeinsames Ziel war die Entwicklung einer geschlossenen Wertschöpfungskette von der Herstellung über Planung, Bau, Betrieb bis zum Recycling duroplastischer Phenol-Hartschäume. Diese Produkte eignen sich als lastabtragende Wärmeverbundbauteile im Gebäudebau, zum Beispiel zur Montage von Solarmodulen oder Klimaanlagen auf Dächern oder zur Montage von Fenstern, Geländern oder Markisen an der Fassade.
Forschungsprojekt unterstützt
Eine Einsatzmöglichkeit für Phenol-Hartschaumplatten ist die stabile Befestigung von Solarmodulen oder Klimaanlagen auf Dächern. (Abb.: KraussMaffei)
Dem Extrusionsbereich von KraussMaffei ist es im Rahmen des Projektes gelungen, die Phenol-Formmassen-Rezeptur auf die Prozessführung abzustimmen, um Platten mit einer geringen Dichte bei hoher mechanischer Stabilität, geringer Wärmeleitfähigkeit und guten Brandeigenschaften auf einem gleichlaufenden Zweischneckenextruder herzustellen. „Die hervorragenden Brandeigenschaften der neuen duroplastischen Schaumplatten sind etwas Besonderes“, erklärt Andreas Madle, Verfahrensingenieur im Bereich Verfahrenstechnische Entwicklung und Projektverantwortlicher bei KraussMaffei. Das neue Material ist bereits ohne den Einsatz zusätzlicher Flammschutzmittel sehr schwer entflammbar und damit der Brandschutzklasse B1 zugeordnet.
Zweischneckenextruder hält die Vernetzung unter Kontrolle
Phenol-Hartschaumplatten zeichnen sich mit einer geringen Dichte bei hoher mechanischer Stabilität, geringer Wärmeleitfähigkeit und guten Brandeigenschaften aus. (Foto: KraussMaffei)
Für die Herstellung der 50 mm-dicken Schaumplatten kam der Zweischneckenextruder ZE 42 BluePower im Technikum in Hannover zum Einsatz. Dieser wurde verfahrenstechnisch exakt an die Anforderungen des Materials angepasst. „Die Herausforderung bestand darin, die Vernetzung im Extruder unter Kontrolle zu halten und Totzonen zu vermeiden“, betont Madle. Gelungen ist dies durch eine scherarme Schneckengeometrie, niedrige Verarbeitungstemperaturen von 100 – 120 °C sowie die Fertigung einer Schneckenkuppe mit einem sehr geringen freien Volumen. Endprodukt ist ein Duroplast-Schaum mit einer Dichte von rund 800 kg/m³ und einer guten Wärmeleitfähigkeit von 0,12 W/mK. „Es ist uns bewusst, dass unser Schaum im Vergleich zu einem thermoplastischen Schaum wie bspw. EPS, der durchaus Dichten von unter 30 kg/m³ erreichen kann, schwer ist“, gibt Madle zu und schränkt ein: „Direkt vergleichen lassen sich die beiden Schaumprodukte jedoch nicht: Die Anwendung ist eine ganz andere, da der neue Schaum unter anderem als Isolationsmaterial für belastete Anwendungen gedacht ist und aus der höheren mechanischen Stabilität zwangsläufig eine höhere Dichte resultiert.“ Darüber hinaus ist der Verfahrensingenieur sicher, dass sich die Dichte des Phenolharz-Schaumes in folgenden F+E-Projekten weiter reduzieren lässt.
Ein an den Prozess angepasster Zweischneckenextruder ZE 42 Blue Power hält die Vernetzung im Extruder unter Kontrolle. (Foto: KraussMaffei)
Die weiteren Projektpartner waren die Unternehmen Hexion GmbH (Phenolharze), Ejot Baubefestigungen GmbH (Befestigungslösungen für das Baugewerbe), Schöck Bauteile GmbH (lasttragende Isolationbauteile), Robert Bosch GmbH (verschiedenste Produkt- und Konsumgüter) sowie der Projektkoordinator, die TU Chemnitz, Fakultät für Maschinenbau, Professur Kunststoffe.
