Ammoniumpolyphosphate (APP) werden als Flammschutzadditive eingesetzt. Durch thermische Zersetzung wird Ammoniak freigesetzt. Polyphosphorsäure bildet eine isolierende glasartige Oberfläche und führt zu einer Absenkung der Sauerstoffkonzentration. Zudem wird in den intumeszierenden Brandschutzbeschichtungen durch die freigesetzte anorganische Säure ein kohlenstoff- und wasserstoffreiches Material dehydratisiert. APP existieren in sechs Kristallformen. Kommerziell erhältlich sind die Kristallformen I und II. Sie unterscheiden sich in der Kettenlänge. APP I mit niedrigerer Kettenlänge weist eine höhere Wasserlöslichkeit und eine niedrigere thermische Stabilität auf als APP II. APP I wird häufiger in der Lackindustrie eingesetzt. Mittels einer Beschichtung (Coating) kann die Wasserlöslichkeit bei APP II deutlich gesenkt werden. Kommerziell erhältlich sind z. B. mit Silanen, Melamin oder verschiedenen Harzen gecoatete APP II. Die Hydrolyseempfindlichen APP-Typen Phase I sind nicht in gecoateter Qualität erhältlich. Daher sollte APP Typ I mittels Nanopartikeln verkapselt werden, um die Hydrolyseempfindlichkeit signifikant zu reduzieren. Als Hüllpartikel wurden in Screening Versuchen verschiedenste Substanzen eingesetzt (z. B. Wachse, TiO2, SiO2).
Ein geeignetes Bindemittel muss eine gute Verträglichkeit gegenüber einer hohen Pigmentvolumenkonzentration sowie gegen Salze aufweisen. Es wurden fünf kommerzielle Acrylate untersucht. Gemäß technischen Datenblättern verfügten die untersuchten Systeme über einen Feststoffgehalt von 40 - 50 %, über einen pH-Wert von 7 - 9, über eine Mindestfilmbindetemperatur von 0 - 25 °C und über eine Wasseraufnahme von 5 - 15 %.
Bei der Verkapselung der Zuschlagsmischungen wird ein Kernpartikel (1 - 500 µm) durch Hüllpartikel (0,1 - 50 µm) eingeschlossen. Die Applikation der Hüllpartikel auf einem Kernpartikel erfolgt dabei ausschließlich durch physikalische Mechanismen nach dem Hybridizer-Prinzip. APP I wurde dazu gemahlen und gesiebt. Die Fraktion von 20 bis 50 µm wurde mit einem Wachs (5 µm) mit niedriger Schmelztemperatur (82 °C) gecoatet. Das Wachs wurde in Konzentrationen von 1 bis 5 % eingearbeitet. Die Qualität der Verkapselung wurde mittels DSC-Analyse und in Wasserlöslichkeitstests bestimmt.
Gecoatete APPs und andere intumeszierende Zuschläge mit niedriger Wasserlöslichkeit wurden in eine optimierte wasserbasierte Rezeptur eingearbeitet. Die so hergestellten Rezepturen wurden auf 19 x 19 cm Metall- und Sperrholzplatten appliziert.
Nach einer Trocknungszeit von einer Woche wurde ein Decklack aufgetragen. Im Anschluss wurden die Probekörper eine Woche lang bei 20 °C und 98 % relativer Luftfeuchte gealtert. Das Brandverhalten wurde mittels Laborbrandversuchen nach WKI-Methode untersucht.