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Begriffsdefinition

Platten oder Matten aus Melamin- oder Phenolharzschaum werden auf der Basis von Kondensationsharzen hergestellt. Diese Harze werden durch Kondensation von Melamin oder Phenol und Formaldehyd hergestellt (siehe auch Formaldehydharze). Zur Herstellung der Schäume werden die Harze mit einem Treibmittel aufgeschäumt.
Melaminharzschäume sind weich, offenzellig, zeichnen sich durch ein hohes Schallabsorptionsvermögen aus und werden deshalb vor allem für Akustikdecken und zur Schalldämmung von Lüftungsanlagen eingesetzt.
Hingegen sind Phenolharzschäume harte, spröde, geschlossenzellige Schaumstoffe mit geringer Wärmeleitzahl. Sie werden als Wärmedämmstoff eingesetzt.

Wesentliche Bestandteile

Merlaminharzschäume bestehen aus Melamin-Formaldhydharz. Die Harzzusammensetzung kann Emulgatoren enthalten. Melaminharzschäume werden säurekatalysiert gehärtet. Dazu werden Säuren wie Salzsäure, Ameisensäure, Schwefelsäure oder Oxalsäure eingesetzt. Da es sich um einen offenzelligen Schaumstoff handelt, entweicht das Treibmittel (in der Regel Pentan, Hexan) beim Schäumvorgang. Der hohe Stickstoffgehalt des Harzes bewirkt flammwidrige Eigenschaften. Melaminharzschäume enthalten deshalb keine Flammschutzmittel.

Phenolharzschäume bestehen aus Phenolharz, Härtungsmittel (anorganische Säuren), Treibmittel (in der Regel Pentan, Isobutan) und Additiven wie Schaumstbilisatoren und Flammschutzmittel. Als Flammschutzmittel können z.B. Borsäure oder Ammoniumphospaht enthalten sein. Die Dämmplatten sind zudem oft mit einem Glasfaservlies kaschiert.

Charakteristik

Die Dämmwirkung wird durch den Einschluss ruhender Luft bzw. von Treibgasen in den aufgeschäumten Zellen erzeugt.

Das Schallabsorptionsvermögen von Melaminharzschäumen basiert auf ihrer offenzelligen Struktur.

Besonders wichtige Eigenschaft hinsichtlich Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Formaldehyd

Schaumstoffe auf der Basis von Formaldehydharzen emittieren geringe Mengen Formaldehyd. Die Emissionen steigen mit zunehmender Temperatur und Feuchtigkeit an.  

Es sind Fälle von erhöhten Formaldehydkonzentrationen in Innenräumen bekannt, die durch Melaminharzschaumplatten verursacht wurden. Mit Prüfkammermessungen konnte dort nachgewiesen werden, dass bei mehren Prüfkörpern eine Ausgleichskonzentration von mehr als 0,08 ppm Formaldehyd (aktueller Richtwert des AIR des Umweltbundesamtes) in der Prüfkammer gemessen wurde.
Aus der Presse ist ein Fall aus der Stadt Regensburg bekannt, in dem Melaminharzschaum in einer Turnhalle zu hohen Formaldehydkonzentration geführt hat. Auch in weiteren Fällen wurde angegeben, negative Erfahrungen mit Melaminharzschaum gemacht zu haben. Dort kam es zu Richtwertüberschreitungen durch Formaldehydemissionen. Durch Prüfkammermessungen konnten Produkte aus Melaminharzschaum als Quelle indentifiziert werden.
Es gibt Hersteller, die Produkte aus Melaminharzschaum vermarkten, welche mit dem OEKO-TEX Standard zertifiziert sind. Gemäß den Vorgaben des Standards werden Ausstattungsmaterialien auch auf Emissionen von leichtflüchtigen Komponenten untersucht. Bezüglich Formaldehyd muss in einer Prüfkammermessung die Ausgleichskonzentration von 100µg/m3 unterschritten werden. Dies entspricht dem Formaldehyd-Richtwert für Innenräume des AIR des Umweltbundesamtes von gegenwärtig 0,08 ppm. Allerdings gilt dieser Richtwert für den ganzen Raum und es lässt sich nicht klären, von welcher Raumbeladung beim OEKO-TEX Standard ausgegangen wird. Bei weiteren Formaldehyd-Quellen im Raum bzw. bei einer höheren Beladung kann daher eine Richtwertüberschreitung nicht ausgeschlossen werden.

Für Phenolharzschaumplatten sind keine vergleichbaren Fälle von Formaldehydemissionen bekannt. Bei einzelnen Produkten wird aber im Technischen Merkblatt darauf hingewiesen, dass die Platten nicht in abgeschlossenen Räumen anwendbar sind. Es ist allerdings nicht klar, aus welchem Grund diese Empfehlung gemacht wurde. 

2-Chlorpropan

Aus der Presse ist ein Fall in der Stadt Nürnberg bekannt, bei dem es zu einer hohen Belastung der Raumluft mit 2-Chlorpropan kam, nachdem eine Fassadendämmung mit Dämmplatten aus Phenolharzschaum angebracht wurde. Höchstwahrscheinlich war diese Verbindung im Treibgas enthalten. 2-Chlorpropan reizt Atemwege und Augen und ist gemäß GHS-Gefahrenstoffkennzeichnung als gesundheitsschädlich bei Einatmen und Hautkontakt eingestuft.

Flammschutzmittel

Melaminharzschäume sind aufgrund des hohen Stickstoffgehalts flammwidrig. Sie enthalten keine Flammschutzmittel

Phenolharzschäume können als Flammschutzmittel Borsäure oder Ammoniumphosphat enthalten. Borsäure ist gemäß GHS-Gefahrenstoffkennzeichnung als reproduktionstoxisch eingestuft. Ammoniumphosphat hat keine umweltgefährdenden Eigenschaften.

Alternative Produktgruppen

Für Akustikdecken kann anstelle Melaminharzschaum auch Mineralwolle eingesetzt werden. Dabei ist auf eine geschlossene Ausführung zu achten (Rieselschutz). Allerdings ist das in der Herstellung von Mineralwolle eingesetzte Bindemittel auch ein Kondensationsharz (Phenolharz). Deshalb können Formaldehydemissionen auch hier nicht ganz ausgeschlossen werden.

Lieferzustand

Melaminharzschaum: Als Matten, Akustikplatten und Formteile mit verschiedenen Formaten. Auch mit Carbonfasern, Polyurethan oder Aluminiumfolie kaschierte Matten sind erhältlich.

Phenolharzschaum: Platten mit Glasfaser- oder auch Alukaschierung mit den Abmessungen 1.2 x 0.6m und Dicken zwischen 2 bis 16cm.

Anwendungsbereiche (Besonderheiten)

Melaminharzschaumplatten werden vor allem für Akustikdecken eingesetzt. Die Anwendung von Melaminharzschaum als Wärmedämmstoff ist unbedeutend.

Phenolharzschaumplatten werden zur Wärmedämmung in folgenden Anwendungsbereichen eingesetzt:

Gebäudeteil Anwendungsbereich (nach DIN 4108-10) Phenolharzschaumplatten Beschreibung
 Dach und Decke  DAD  Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Deckungen
   DAA Außendämmung, vor Bewitterung geschützt, unter Abdichtung
   DZ  Zwischensparrendämmung, zweischaliges Dach, oberste Geschossdecke
   DI  Innendämmung unter Decke, unter Sparren oder Tragkonstruktion
   DEO  Dämmung unter Estrich, ohne Schallschutzanforderungen
 Wand  WAB  Außendämmung hinter Bekleidung
   WAA  Außendämmung hinter Abdichtung
   WAP  Außendämmung unter Putz
   WZ  Zweischalige Wände, Kerndämmung
   WI  Innendämmung der Wand

Baumgartl H. Leichtgewichtiges Allroundgenie, Kunststoffe 5/2006, Carl Hanser Verlag München

EPD, Produktdatenblätter verschiedener Hersteller

Formaldehyd aus Melaminharzschaum, Fall Goethe-Gymnasium Regensburg (abgerufen 11.11.2016)

2-Chlorpropan in der Raumluft als Folge der energetischen Gebäudesanierung, Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg (abgerufen am 10.11.2016)

Gellert R., Pfundstein M., Rodolphi A., Spitzner H., Dämmstoffe: Grundlagen, Materialien, Anwendungen, Edition Detail, 2007

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Risikobetrachtung Lebenszyklusphasen

 

 

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Planungs- und Ausschreibungshilfen

 

 

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Referenz

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Umweltdeklarationen

 

 

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Referenz

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Bewertungssystem

 

 

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Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB)

Referenz

BNB-Kriterium BN_1.1.6 Risiken für die lokale Umwelt (Neubau)

Referenz

BNB-Kriterium BK_1.1.6 Risiken für die lokale Umwelt (Komplettmodernisierung)

Referenz

Referenz

BNB-Kriterium BN_3.1.3 - Innenraumhygiene

Referenz

Referenz

BNB-Kriterium BN_4.1.4 - Rückbau, Trennung, Verwertung

Referenz

Referenz

Quellen

 

Referenz

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Technisches

 

 

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Technische Daten

Melaminharzschaum

Rohdichte ρ [kg/m3]: von 8 bis 11

Wärmeleitfähigkeit λ [W/(m*K)]: 0.035

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl μ: von 1 bis 2

Schallabsorptionsgrad (DIN 52215) bei d=50mm / f=2000HZ >90%

Brandverhalten (DIN 4102-1) B1

Phenolharzschaum

Rohdichte ρ [kg/m3]: von 35 bis 40

Wärmeleitfähigkeit λ [W/(m*K)]: 0.020 bis 0.024

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl μ: 60

Brandverhalten (DIN 4102-1) B2, (DIN EN 13501-1) C - s2, d0

Referenz

Technische Regeln (DIN, EN)

DIN EN 13166:2016-09 Wärmedämmstoffe für Gebäude - Werkmäßig hergestellte Produkte aus Phenolharzschaum (PF)

EN 14314:2009+A1:2013 in Deutschland umgesetzt durch DIN EN 14314:2013-04 Wärmedämmstoffe für die technische Gebäudeausrüstung und für betriebstechnische Anlagen in der Industrie - Werkmäßig hergestellte Produkte aus Phenolharzschaum (PF)

Quellen

Produktdatenblätter diverser Hersteller

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Literaturtipps

 

 

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Pfundstein, M; Gellert, R.; Spitzner, M.H.; Rudolphi, A.; Detail Praxis / Dämmstoffe – Grundlagen, Materialien, Anwendungen; 2007;Institut für internationale Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG; München

Melaminharzschaumstoff (Patent, abgerufen am 11.11.2016)

Thermoformbare Melamin/Formaldehyd-Schaumstoffe mit geringer Formaldehydemission (Patent, abgerufen am 11.11.2106)

Formaldehyd aus Melaminharzschaum, Fall Goethe-Gymnasium Regensburg (abgerufen 11.11.2016)

2-Chlorpropan in der Raumluft als Folge der energetischen Gebäudesanierung, Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg (abgerufen am 10.11.2016)

Verfahren zur Herstellung von Phenolharzschaum (Patent, abgerufen am 11.11.2016)

K. Trefzer und A. Baldesberger "Pheolhaz-Hartschaum, ein neues Kunststoff-Isolierprodukt, Schweizerische Bauzeitung Band 85 (1967)

Baumgartl H. Leichtgewichtiges Allroundgenie, Kunststoffe 5/2006, Carl Hanser Verlag München

EPD / Produktdatenblätter verschiedener Hersteller

 
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Rohstoffe / Ausgangsstoffe

 

 

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Hauptbestandteile

Melaminharzschaum

Basismaterial:

Melamin-Formaldehyd-Kondensat ca. 80%

Treibmittel: Pentan oder Hexan (verbleibt nicht im ausgehärteten Schaum) ca. 8%
Katalysator, Additive: Emulgator (z.B. Natriumdodecylbenzosulfonat), Härter (Salzsäure, Schwefelsäure, Ameisensäure etc.), Farbstoffe, UV-Stabilisatoren) ca. 12%

Phenolharzschaum

 Basismaterial:

Phenolharz ca. 70%

Treibmittel: Meist Pentan, es werden teilweise aber auch halogenierte Treibmittel eingesetzt wie z.B. HFC-245fa Pentafluorpropan  ca. 5%
Katalysator, Additive:  Härter (z.B. Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Salzsäure), Schaumstabilisator (Tenside auf Silikonbasis), Flammschutzmittel (z.B Borsäure, Ammoniumphosphat),  ca. 16%
Kaschierung Glasfaservlies ca. 9%

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gewinnung der Primärrohstoffe

Melaminharzschaum

siehe auch Formaldehydharze 
Ausgangsstoff für die Herstellung von Melamin ist Harnstoff. Harnstoff wird aus Ammoniak in großen Anlagen hergestellt. Das Ammoniak wird aus Wasser, Erdgas und Luft im Haber-Bosch-Verfahren gewonnen. Formaldehyd wird durch Oxidation von Methanol hergestellt. Das zur Methanolherstellung notwendige Synthesegas wird zu einem großen Teil aus fossilen Rohstoffen (Kohle, Erdöl) gewonnen. Die eingesetzten Treibmittel und gewisse Additive werden aus Erdgas oder Erdöl gewonnen.

Phenolharzschaum

siehe auch Formaldehydharze
Phenol wird im Hock-Verfahren ausgehend von Benzol und Propen gewonnen. Diese Chemikalien werden aus fossilen Rohstoffen hergestellt (Rohstoffbasis Formaldehyd siehe oben). Die eingesetzten Treibmittel und gewisse Additive werden auch aus Erdgas und Erdöl gewonnen.

Verfügbarkeit

Mit der allmählichen Erschöpfung der Erdölvorräte vermindert sich auch das Potential zur Gewinnung von fossilen Rohstoffe in wenigen Jahrzehnten. Allerdings könnten die Rohstoffe auch aus Kohle hergestellt werden, was jedoch mit einem größeren Energieaufwand verbunden wäre.

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Die Verwendung von Sekundärrohstoffen in der Produktion von Melaminharz- und Phenolharzschäumen ist evtl. denkbar, wird jedoch in der Praxis gegenwärtig nicht umgesetzt. Produktionsabfälle werden in modernen Industriebetrieben wo möglich genutzt. Detaillierte Informationen für die Produktion liegen jedoch nicht vor.

Radioaktivität

Für Melamin- und Phenolharzschäume nicht relevant.

Treibmittel

Für die Herstellung von Phenolharzschäumen können auch halogenierte Treibgase verwendet werden und die spezifische Wärmeleitfähigkeit der Schäume zu reduzieren. Die Emissionen dieser Gase trägt zum globalen Klimawandel bei.

Emissionen in die Umwelt vom Treibmittel  Pentan welches auch zum Schäumen von Melaminharzschäumen eingesetzt wird, sind hinsichtlich der Bildung von Sommersmog (Bildung von bodennahmen Ozon) relevant. Es ist allerdings davon auszugehen, dass in modernen Produktionsanlagen Pentanemissionen aufgefangen werden. Da es sich bei Melaminharzschäumen um offenzellige Kunststoffschäume handelt, sind im fertigen Produkt kein Pentan oder sonstige Treibgase vorhanden. Bei Phenohlharzschäumen (geschlossenzellig) ist es allerdings möglich, dass sich Treibgase auch aus dem Produkt, über die Lebensdauer, verflüchtigen.

Quellen

Melaminharzschaumstoff (Patent, abgerufen am 11.11.2016)

Thermoformbare Melamin/Formaldehyd-Schaumstoffe mit geringer Formaldehydemission (Patent, abgerufen am 11.11.2106)

Verfahren zur Herstellung von Phenolharzschaum (Patent, abgerufen am 11.11.2016)

K. Trefzer und A. Baldesberger "Pheolhaz-Hartschaum, ein neues Kunststoff-Isolierprodukt, Schweizerische Bauzeitung Band 85 (1967)

 
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Herstellung

 

 

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Herstellungsprozess

Melaminharzschaum

Die Ausgangsstoffe Melamin-Formaldehyd-Kondensat, Härter, Treibmittel und Additive werden in einem Extruder vermischt. Die Lösung oder Dispersion wird durch eine Düse ausgetragen und unmittelbar danach erhitzt und dabei verschäumt. Nach der Herstellung werden die Schaumstoffe einer Temperaturbehandlung unterworfen (1 bis 180 Minuten bei Temperaturen zwischen 100 bis 300°C). In Abhängigkeit der Behandlungsdauer wird ein Grossteil des Wassers, Treibmittels und des freien Formaldehyd entfernt.

Phenolharzschäume

Das Phenolharz wird in einem Extruder mit dem Treibmittel, dem Säurehärter und den Additiven vermischt. Anschliessend wird die Mischung in Formen oder auf Glasfaservlies ausgetragen und bei erhöhter Temperatur geschäumt.

Umweltindikatoren / Herstellung

Referenz

Charakteristische Emissionen

siehe Formaldehydharze

Quellen

Melaminharzschaumstoff (Patent, abgerufen am 11.11.2016)

Thermoformbare Melamin/Formaldehyd-Schaumstoffe mit geringer Formaldehydemission (Patent, abgerufen am 11.11.2106)

Verfahren zur Herstellung von Phenolharzschaum (Patent, abgerufen am 11.11.2016)

K. Trefzer und A. Baldesberger "Pheolhaz-Hartschaum, ein neues Kunststoff-Isolierprodukt, Schweizerische Bauzeitung Band 85 (1967)

 
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Verarbeitung

 

 

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Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen

Melaminharzschäume können einfach zugeschnitten werden. Aufgrund der Flexibilität des Materials ist die Anpassung an Details einfach.

Phenolharzschäume können aufgrund der Festigkeit der Platten gut durch Sägen zugeschnitten werden. Die Einpassung in Gefache ist infolge der starren Platten aufwendig. Direkter Kontakt von Metall mit Phenolharzschaum sollte vermieden werden. Im Kontakt mit Feuchtigkeit kann sich Sulfonsäure aus dem Phenolharz lösen, was zu Korrosionsschäden führt.

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Bei der Bearbeitung von Melamin- und Phenolharzschäumen entstehen keine relevanten arbeitshygienische Risiken oder Gefährdungen für die Umwelt.

 
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Nutzung

 

 

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Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Der Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten (AgBB) hat ein Bewertungsschema (AgBB-Bewertungsschema) zur gesundheitlichen Bewertung der Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC und SVOC) aus Bauprodukten entwickelt. Darin sind auch Anforderungen für Produkte formuliert, die Formaldehydharze enthalten.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Melaminharzschaum

Produkte aus Melaminharzschaum emittieren rohstoffbedingt geringe Mengen an Formaldehyd. Die Emissionen steigen mit zunehmender Temperatur und Feuchtigkeit an. Das Frauenhofer-Institut hat Formaldehydemissionen aus Melaminharzschaumplatten in Prüfkammermessungen nachweisen können. Aus der Presse ist ein Fall aus der Stadt Regensburg bekannt, in dem Melaminharzschaum in einer Turnhalle zu hohen Formaldehydkonzentration geführt hat. Auch in weiteren Fällen wurde angegeben, negative Erfahrungen mit Melaminharzschaum gemacht zu haben. Dort kam es zu Richtwertüberschreitungen durch Formaldehydemissionen. Durch Prüfkammermessungen konnten Produkte aus Melaminharzschaum als Quelle indentifiziert werden.

Es gibt Hersteller, die Produkte aus Melaminharzschaum vermarkten, welche mit dem OEKO-TEX Standard zertifiziert sind. Gemäß den Vorgaben des Standards werden Ausstattungsmaterialien auch auf Emissionen von leichtflüchtigen Komponenten untersucht. Bezüglich Formaldehyd muss in einer Prüfkammermessung die Ausgleichskonzentration von 100µg/m3 unterschritten werden. Dies entspricht dem Formaldehyd-Richtwert für Innenräume des AIR des Umweltbundesamtes von gegenwärtig 0,08 ppm. Allerdings gilt dieser Richtwert für den ganzen Raum und es lässt sich nicht klären, von welcher Raumbeladung beim OEKO-TEX Standard ausgegangen wird. Bei weiteren Formaldehyd-Quellen im Raum bzw. bei einer höheren Beladung kann daher eine Richtwertüberschreitung nicht ausgeschlossen werden.

Phenolharzschaum

Phenolharzschaumplatten sind als Formaldehydquelle in Innenräumen nicht bekannt. In einem Datenblatt eines Herstellers wird darauf hingewiesen, dass der Einsatz von Phenolharzschaum in abgeschlossenen Innnenräumen nicht empfohlen wird. Es ist allerdings nicht klar, aus welchem Grund diese Empfehlung gemacht wurde. Aus der Presse ist ein Fall in der Stadt Nürnberg bekannt, bei dem es zu einer hohen Belastung der Raumluft mit 2-Chlorpropan kam, nachdem eine Fassadendämmung mit Dämmplatten aus Phenolharzschaum angebracht wurde. Höchstwahrscheinlich war diese Verbindung im Treibgas enthalten. 2-Chlorpropan reizt Atemwege und Augen und ist gemäß GHS-Gefahrenstoffkennzeichnung als gesundheitsschädlich bei Einatmen und Hautkontakt eingestuft.

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Außenraum

Melaminharzschaum

Wird nur in Innenräumen eingesetzt.

Phenolharzschaum

Es sind keine umweltrelevanten Emissionen in den Außenraum zu erwarten.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

siehe Formaldehydharze

Wassereinwirkung

siehe Formaldehydharze

Beständigkeit Nutzungszustand

Unter der Rubrik Baustoff- und Gebäudedaten / Nutzungsdauern von Bauteilen findet sich auf dem Informationsportal Nachhaltiges Bauen eine Datenbank mit Nutzungsdauerangaben von ausgewählten Bauteilen des Hochbaus für den Leitfaden „Nachhaltiges Bauen“.

Datenbank als PDF

Instandhaltung

Eine Instandhaltung ist nur durch Entfernung und Ersatz bestehender Dämmschäume möglich.

Quellen

Baumgartl H. Leichtgewichtiges Allroundgenie, Kunststoffe 5/2006, Carl Hanser Verlag München

EPD / Produktdatenblätter verschiedener Hersteller

Formaldehyd aus Melaminharzschaum, Fall Goethe-Gymnasium Regensburg (abgerufen 11.11.2016)

2-Chlorpropan in der Raumluft als Folge der energetischen Gebäudesanierung, Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg (abgerufen am 10.11.2016)

Gellert R., Pfundstein M., Rodolphi A., Spitzner H., Dämmstoffe: Grundlagen, Materialien, Anwendungen, Edition Detail, 2007

 
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Nachnutzung

 

 

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Wiederverwendung

Bei zerstörungsfreiem Ausbau ist eine Wiederverwendung gebrauchter unverschmutzter Dämmstoffe  theoretisch möglich.

Stoffliche Verwertung

siehe Formaldehydharze

Melamin- und Phenolharzschäume gehören zu den Duroplasten und bieten deshalb beschränkte Möglichkeiten für eine Verwertung. Derzeit gibt es keinen Hersteller, der ein Rücknahmesystem anbietet und alte Dämmstoffe aus Melamin- oder Phenolharz verwertet.

Energetische Verwertung

siehe Formaldehydharze

Beseitigung / Verhalten auf der Deponie

Eine Deponierung von Melamin- und Phenolharzschaum ist seit dem 01.05.2005 ohne thermische / energetische Vorbehandlung nicht mehr möglich.

EAK-Abfallschlüssel

17 Bau- und Abbruchabfälle
17 02 03 Kunststoff
17 06 04 Dämmmaterial mit Ausnahme desjenigen, das unter 17 06 01 und 17 06 03 fällt

siehe auch Lexikon / Abfallschlüssel