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    Welche Pentane eignen sich für die Herstellung von Dämmstoffen?

    Herstellung von Dämmstoffen

    Polyurethan- oder Polystyrol-Dämmplatten können mit verschiedenen Verfahren aufgeschäumt werden. Welches Verfahren gewählt wird, liegt vor allem an ökologischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Pentane sind das Treibmittel der Wahl. Sie überzeugen durch hohe Leistung und Nachhaltigkeit. Erfahren Sie in diesem Blogartikel, welche Produkte aktuell in der Dämmstoffindustrie eingesetzt werden und welche zunehmende Rolle Pentane bei der Herstellung von Dämmstoffen spielen.

    Welche Produkte eigenen sich für die Herstellung von Dämmstoffen?

    Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung nehmen bei den Verbrauchern und produzierenden Unternehmen einen immer höheren Stellenwert ein. Verbraucher wünschen sich Haushaltsgeräte mit möglichst hoher Energieeffizienz und eine Gebäudeisolierung, um Heizenergie einzusparen. So ist es nicht verwunderlich, dass der Markt für Isolierung und damit Dämmstoffen wächst.

    Zwei der wichtigen industriell gefertigten Dämmstoffe werden aus Polyurethan (PU) und Polystyrol (PS) hergestellt. Damit diese isolierend wirken, müssen sie zunächst aufgeschäumt werden. Dafür gibt es einerseits Pentane, auf der anderen Seite fluorierte Olefine (HFOs). Beide, aber vor allem die Pentane, haben die besonders umweltschädlichen teilhalogenierte Kohlenwasserstoffe (HFCKW) abgelöst. Die Alternativen zu diesen beiden Produkten eignen sich nur beschränkt bzw. sind großtechnisch noch nicht verfügbar.

    Zwar sind Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs) und teilhalogenierte Kohlenwasserstoffe (HFCKWs) in der EU laut dem Montrealer Protokoll nicht mehr erlaubt, HFOs dürfen aber noch verwendet werden. Sie sind im Gegensatz zu Pentanen nicht weltweit gleichermaßen erhältlich, denn sie müssen aufwändig hergestellt werden, was nur sehr wenige Hersteller beherrschen. Dieser Aufwand spiegelt sich auch im Preis wider. Pentane und HFOs können gemischt werden, um Kosten und Schaumeigenschaften, insbesondere die Energieeffizienz, zu optimieren.

     

    Die Herstellung von Isolationsmaterialien mit Pentanen

    Pentane werden seit langem als Treibmittel in Polyurethan (PU)- und Polyisocyanurat (PIR)-Formulierungen eingesetzt. Sie haben sich bewährt und machen heutzutage weltweit mehr als 50 % Marktanteil aus. 

    Vorteile von Pentanen und Pentan-Blends:

    • hohe Leistung
    • sie weisen kein messbares Ozonabbaupotenzial (ODP) auf
    • im Vergleich zu anderen Treibmitteln haben sie nur einen geringen Einfluss auf die globale Erwärmung (GWP).

    Auf dem weltweiten Markt finden sich drei verschiedene Isomere: n-Pentan, iso-Pentan und Cyclopentan. Alle drei weisen physikalische Unterschiede auf und werden daher im Bereich der Isolierung für unterschiedliche Einsatzgebiete ausgewählt.

     

    Wärmeleitfähigkeit vs. Dimensionsstabilität von Polyurethan (PU)-Schäumen

    Zwei Punkte sind bei der Bewertung von Polyurethan (PU)-Schäumen für Isolationszwecke sehr wichtig:

    • Wärmeleitfähigkeit
    • Dimensionsstabilität

    Eine geringe Wärmeleitfähigkeit bedeutet eine gute Isolationswirkung. Die Dimensionsstabilität hängt von der Zellstruktur ab und wird bei allen Schäumen mit der Zeit geringer, der Schaum schrumpft. Allerdings schreitet dieser Prozess nur sehr langsam voran, die Schäume sind jahrzehntelang haltbar und fähig, Gebäude zuverlässig zu isolieren.

     

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    Cyclopentan bietet hohe und dauerhafte Isolierwirkung für PU- und PIR-Schäume

    Cyclopentan verbleibt nach dem Aufschäumen zum Teil in den Zellen des PU- bzw. PIR-Schaums. Als sogenanntes Zellgas leitet es die Wärme schlechter als Luft und bietet damit eine extrem hohe und dauerhafte Isolierwirkung.

    Reines Cyclopentan wird hauptsächlich in der Haushaltsgeräteindustrie eingesetzt. Hier muss auf geringem Raum eine maximale Isolierwirkung erzeugt werden. Auch für Kühlräume, Kühlhallen und Logistik wird daher gerne Cyclopentan verwendet, meist in Form von Sandwichplatten. Diese Platten erhalten von außen eine feste Struktur beispielsweise durch dünne Bleche.

     

    n-Pentan und iso-Pentan für stabile Polyurethan (PU)-Dämmplatten

    n-Pentan und iso-Pentan haben eine geringere Isolierwirkung als Cyclopentan. Der Vorteil dieser Schäume allerdings ist, dass sie stabiler und die einzelnen Zellen feiner und fester sind. Wenn also eine gute, aber nicht überragende Isolierleistung gewünscht ist, zum Beispiel bei üblichen Wohn- oder Bürogebäuden, sind Dämmplatten, die mit n-Pentan oder iso-Pentan als Treibmittel hergestellt wurden, eine gute Wahl. Um die zunehmend steigenden Anforderungen der Energieeffizienz zu erfüllen, geht der Trend aber dahin, auch in Dämmplatten vermehrt Cyclopentan einzusetzen.

     

    Wo wird Pentan verwendet? Erhalten hier Sie einen Überblick über die verschiedenen Anwendungen!

     

    Eigenschaften von aufgeschäumten Polystyrol (PS)

    Aufgrund der chemischen Eigenschaften von Polystyrolschaum lohnt sich der Einsatz von dem hochwertigen Cyclopentan als Treibmittel nicht. Denn die Pentane diffundieren schnell aus dem Material heraus und werden durch Luft ersetzt. Daher werden hauptsächlich n-Pentan und iso-Pentan für diesen Zweck eingesetzt. Je nach Anwendung sind verschiedene Mischungen sinnvoll, meist mit einem hohen Anteil n-Pentan. Aufgrund der geringeren Isolierwirkung sind Dämmplatten aus Styropor® deutlich dicker als solche aus Polyurethan (PU). Dafür sind sowohl die Ausgangsmaterialien Polystyrol sowie n-Pentan und iso-Pentan als auch das Produkt kosteneffizienter.

     

    Welche Rollen spielen Pentan-Blends?

    Natürlich können n-Pentan, iso-Pentan und Cyclopentan beliebig miteinander kombiniert werden, um die Eigenschaften des Treibmittels und den Beitrag zur Isolierung entsprechend anzupassen. Dies ist in der Industrie üblich. Fragen Sie am besten bei Ihrem Lieferanten nach. 

     

    Fazit

    Pentane sind als Treibmittel für die Herstellung von Polyurethan (PU)- und Polystyrol (EPS, XPS)-Dämmmaterialien zunehmend gefragt. Ihr Einsatz ist unter ökologischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten im Vorteil zu fluorierte Olefine (HFOs). Je nach gewünschter Isolierwirkung und Dimensionsstabilität kommen unterschiedliche Isomere – n-Pentan, iso-Pentan und Cyclopentan – zum Einsatz. Auch Pentan-Blends bieten der Dämmstoffindustrie mit ihrer maßgeschneiderten Zusammensetzung Vorteile. Fragen Sie Ihren Hersteller, ob er alle drei Pentane-Typen herstellen kann so wie Haltermann Carless – somit bekommen Sie nicht nur alles aus einer Hand geliefert, sondern können auch gleich Ihren Pentan-Blend im richtigen Mischungsverhältnis erhalten.

    Beratung Pentane

     

    Themen: Pentane, Dämmstoffindustrie

    Autor: Dr. Henning Böckemeier

    Autor: Dr. Henning Böckemeier

    Dr. Henning Böckemeier ist technischer Ansprechpartner für die Bereiche Performance Solvents, Mitteldestillate und Erneuerbare Produkte bei Haltermann Carless. Als Manager Technical Services & Development hält er die verbindende Position zwischen Vertrieb, Marketing und Labor. Sein Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von neuen Produkten und nachhaltigen Kohlenwasserstoffen sowie der Evaluierung von neuen Rohmaterialien. T +49 40 333 18 111 E-Mail hboeckemeier@h-c-s-group.com

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