Allgemeine Flammschutztechnologie und Anwendungstechniken für Kunststoffe

Allgemeine Flammschutztechnologie und Anwendungstechniken für Kunststoffe

Allzweckkunststoffe haben ein breites Anwendungsspektrum, hauptsächlich Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polystyrol (PS) und Polyvinylchlorid (PVC) usw., die in einer Vielzahl von Branchen wie Verpackung und Automobilindustrie eingesetzt werden , Kleinteile, elektronische Geräte und Elektrik, Schläuche sowie Drähte und Kabel.

Da die Flammschutzsicherheit alle Aspekte des Ortes betrifft, sind Polymere bei hohen Temperaturen besonders brennbar, während beim Verbrennen eine große Anzahl giftiger Gase freigesetzt werden, die der Umwelt und dem Leben der Menschen großen Schaden zufügen, so dass die Flammschutzsicherheit von Polymermaterialien großen Schaden anrichtet Es ist sehr dringend erforderlich, das Problem zu lösen.

Als materieller Mensch sind eingehende Forschungen zu flammhemmenden Mechanismen sowie die Entwicklung und Anwendung neuer flammhemmender Materialien von großer Bedeutung für die Entwicklung der Gesellschaft und den Lebensunterhalt der Menschen.

1. Allgemeine plastische Verbrennungseigenschaften und Erkennung

Polypropylen

Polypropylen (PP) besteht aus einer Propylenpolymerisation (Homopolymer PP) oder einer Copolymerisation von Propylen und einer kleinen Menge Ethylen (Copolymer PP). Regelmäßige Struktur, hohe Kristallinität, Schmelzpunkt von etwa 167 °C, niedrige Dichte, ist der leichteste Allzweckkunststoff mit ausgezeichneter Oberflächensteifigkeit und Biegeermüdungsbeständigkeit und wird derzeit in einer großen Anzahl von Haushaltsgerätegehäusen sowie in der Innen- und Außendekoration von Kraftfahrzeugen verwendet sowie elektronische und elektrische Komponenten und andere Produkte.

PP-Verbrennungseigenschaften: leicht entflammbar, Sauerstoffindex von etwa 17 %, hoher Brennwert der Verbrennung, schnell, CH-Komponenten werden nicht leicht zu Holzkohle, die Verbrennung schmilzt und tropft, das obere Ende der Flamme war gelb und das untere Ende war blau, im Grunde kein schwarzer Rauch, begleitet von einem schwachen Geruch von brennendem Erdöl, weg vom Feuer kann weiter brennen, der Verbrennungsrückstand für das schwarze kolloidale Material.

Polyethylen

Polyethylen (PE) durch Polymerisation von Ethylen, einem typischen kristallinen Polymer, kann je nach Kristallinitätsgrad in LDPE, HDPE und eine kleine Menge a-Olefin-Copolymer (LLDPE) unterteilt werden. Mit ausgezeichneter Tieftemperaturbeständigkeit (die niedrigste Temperatur kann -70 °C erreichen), guter chemischer Stabilität, guten elektrischen Isoliereigenschaften und einfacher Verarbeitung. Heutzutage weit verbreitet in Kunststoffverpackungsbeuteln, landwirtschaftlichen Folien und Hohlblasform-Spritzgussprodukten.

PE-Verbrennungseigenschaften: leicht entzündlich, Sauerstoffindex von etwa 17 %, Rissbildung bei hohen Temperaturen, schnelle Verbrennung, die gleiche CH-Struktur ist schwer zu Holzkohle zu werden, die Verbrennung schmilzt und tropft, das obere Ende der Flamme war gelb und das untere Das Ende war blau, im Grunde kein schwarzer Rauch, begleitet von dem charakteristischen brennenden Paraffingeruch, kann nach dem Verlassen des Feuers weiter brennen, es gibt einen schwarzen Rückstand.

Polystyrol

Polystyrol (PS) ist ein aus Butadien und Styrol polymerisiertes Zweiphasensystem mit üblicherweise 5–15 % Polybutadienanteil, relativ kostengünstigem ABS, höherer Festigkeit, besserer Steifigkeit und guter Dimensionsstabilität. Wird hauptsächlich in Verpackungsmaterialien für Verbraucher, Gehäusen von Haushaltsgeräten und anderen Spritzgussteilen verwendet.

PS-Verbrennungseigenschaften: hoher Heizwert, intensive Verbrennung, starke Kontraktion in der Nähe des Feuers, schwer zu verkohlende Holzkohle, Erweichung der Verbrennungsoberfläche, Blasenbildung, die Flamme war orange-gelb, es bildete sich dicker schwarzer Rauch, Holzkohlenasche flog, die Rauchdichte ist größer , es riecht nach Styrolmonomer, weg vom Feuer, um weiter zu brennen, gibt es einen schwarzen Rückstand.

Polyvinylchlorid

Polyvinylchlorid (PVC) ist ein synthetisches Polymer, das durch radikalische Polymerisation von Vinylchloridmonomer hergestellt wird. Seine chemische Struktur besteht aus sich wiederholenden Vinylchlorideinheiten, die jeweils ein Kohlenstoffatom, zwei Wasserstoffatome und ein Chloratom enthalten.

Diese Struktur verleiht PVC einzigartige physikalische und chemische Eigenschaften, die es ihm ermöglichen, in einer Vielzahl von Anwendungen hervorragende Leistungen zu erbringen. Es verfügt über gute mechanische Eigenschaften und chemische Stabilität, ist beständig gegen eine Vielzahl von Chemikalien und verfügt über einen gewissen Grad an eigener Flammhemmung. Der Sauerstoffindex von reinem PVC erreicht 45 %, aufgrund der Verarbeitung werden jedoch zahlreiche Weichmacher zugesetzt, um die Entflammbarkeit zu erhöhen.

Aufgrund dieser Eigenschaften wird PVC in vielen Bereichen wie Bauwesen, Verpackung, Draht- und Kabelisolierung, Kunstleder usw. häufig eingesetzt.

PVC-Verbrennungseigenschaften: Da PVC selbst selbstverlöschend ist, gibt es eine gewisse Holzkohlefähigkeit, seine Verbrennung wird sanft sein, die Flamme ist am oberen Ende des unteren Endes grün, es gibt schwarzen Rauch, es gibt eine anregende Wirkung Geruch von Chlorwasserstoff, entfernt vom Feuer erlischt, es bleibt ein schwarzer Rückstand zurück.

2.Allgemeine Anwendungstechniken für flammhemmende Kunststoffe

Halogenflammschutzmittel: derzeit einer der weltweit größten Hersteller von Flammschutzmitteln, obwohl aufgrund von Umweltproblemen und hoher Rauchdichte derzeit immer noch die dominierende Stellung von Flammschutzmitteln in Kunststoffmaterialien eingenommen wird, vor allem aufgrund seiner hohen Flammschutzwirkung, mehr Arten von Halogenflammen Die Anwendbarkeit ist sehr breit, daher ist der Anwendungsbereich immer noch breit, welches Brom-Flammschutzmittel ist und welches Halogen-Flammschutzmittel eines der wichtigsten und wirksamsten ist.

Typische bromierte Flammschutzmittel sind Decabromdiphenylether, Decabromdiphenylethan, Tetrabrombisphenol A, Bromtriazin, bromierte Epoxidharze und bromiertes Styrol.

Nichthalogenierte Flammschutzmittel: Aus Umweltschutzgründen werden nichthalogenierte Flammschutzmittel jetzt stark gefördert und eingesetzt. Zu den wichtigsten nichthalogenierten Flammschutzmitteln gehören anorganische Flammschutzmittel wie Magnesiumhydroxid und Aluminiumhydroxid, Phosphor-Flammschutzmittel (roter Phosphor, Diethylaluminiumhypophosphit, anorganisches Aluminiumhypophosphit und Phosphorsäureester usw.) sowie Phosphor- und Stickstoff-Flammschutzmittel (Ammoniumpolyphosphat). , Melaminpolyphosphat usw.) und Stickstoffflammschutzmittel (Melamin, Melamincyanuronat usw.).

Durch die Zugabe dieser einzelnen Flammschutzmittel oder zusammengesetzten Flammschutzmittel zu Kunststoffen können flammhemmend modifizierte Materialien mit unterschiedlichen Flammschutzniveaus und Anforderungen erzielt werden.

Anwendungen von Polypropylen-Flammschutzmitteln

Flammhemmendes PP - UL-Standard V2-Klasse, die Lösungsauswahl ist wie folgt:

- Octabromether (oder Octabromsulfid)-System: Fügen Sie synergistisches Antimontrioxid-Flammschutzmittel hinzu, die Gesamtadditivmenge beträgt 6 bis 8 %, bis das Feuer gelöscht wird, aber es tropft, um die mechanischen Eigenschaften des Materials angemessen aufrechtzuerhalten .

- Phosphor-Stickstoff-Brom-System: Homopolymerisations-PP fügt 1–2 % hinzu, Copolymerisations-PP fügt 4–6 % hinzu, bis das Feuer gelöscht ist, aber es gibt eine tropfende und gleitende Baumwollverbrennung, die mechanischen Eigenschaften des Materials und des reinen PP sind nahezu gleich .

Flammhemmendes PP – UL-Standard V0-Niveau, Die Lösungsmöglichkeiten sind wie folgt:

- Brom-Antimon-System (DBDPE + Sb2O3): Der Gesamtzusatz beträgt etwa 25 %, bis zum UL-94 V0-Niveau, aber aufgrund des Zusatzes von mehr sind die Materialkosten hoch und die mechanischen Eigenschaften haben Auswirkungen Wenn zur Anpassung der mechanischen Eigenschaften Kompatibilisierungs- und Zähigkeitsverbesserer hinzugefügt werden müssen, können Sie zur Kostensenkung auch etwas Talkum und andere Füllstoffe hinzufügen.

- Halogenfreies IFR-System: Flammschutzsystem mit Phosphor- und Stickstoffexpansion, 25–30 % hinzufügen, bis zum UL 94 V0-Niveau, durch die Zugabe von mehr haben die gleichen mechanischen Eigenschaften eine größere Auswirkung, es muss eine geeignete Zähigkeit hinzugefügt werden Wirkstoffe und andere Zusatzstoffe, um die Leistung des Materials zu verbessern.

- Anorganisches Magnesiumhydroxid (MDH)-System: Flammhemmendes PP kann auch durch Zugabe einer großen Anzahl an anorganischen Flammschutzmitteln hinzugefügt werden, um höhere Flammschutzanforderungen zu erfüllen, wie z. B. Magnesiumhydroxid und Aluminiumhydroxid, aber die Menge der Additive muss mehr als erreichen 50-60 %, um eine zufriedenstellende flammhemmende Wirkung und die Anforderungen an den Sauerstoffindex zu haben, und daher ist der Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des Materials ebenfalls sehr groß. Es kann auch durch Compoundierung mit anderen Flammschutzmitteln verwendet werden, um die Menge der zugesetzten anorganischen Flammschutzmittel zu reduzieren und so die Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften des Materials zu verringern.

Vergleich der Flammschutzmittel PP

Anwendung von flammhemmendem Polyethylen

Auswahl der flammhemmenden Lösung aus Polyethylen:

- Roter Phosphor (RP)-Flammschutzsystem: PE-Flammschutzmittel ist das effizienteste Flammschutzmittel. Im Allgemeinen wird ein rotes Phosphorsystem verwendet. Aus Sicherheitsgründen wird im Allgemeinen ein modifizierter beschichteter roter Phosphor-Masterbatch als Flammschutzmittel verwendet, der Zusatz von etwa 15 % kann UL94-Standard 1,6 mm V0-Niveau erreicht werden.

- Bromantimon (DBDPE/Sb2O3) Flammschutzsystem: Die Gesamtadditivmenge von etwa 25 %, bis zum UL-94-Standard 1,6 mm V0-Niveau, kann eine kleine Menge mineralischen Füllstoffs hinzufügen, hohe Flammschutzwirkung, Sie können einen Härter hinzufügen, um die Auswirkung der Schlagfestigkeit auf die Stärke der besseren Retention zu reduzieren.

- IFR-halogenfreies System: Das PE-System kann nicht mit einem APP-haltigen System verwendet werden. Die flammhemmenden Eigenschaften wirken sich auf die Verwendung von Phosphor- und Stickstoff-Compound-Flammschutzmitteln mit einem Gesamtzusatz von 25 bis 26 % aus und können den UL94-Standard erreichen 1,6 mm V0-Pegel. Das System kann im Allgemeinen keinen mineralischen Füllstoff hinzufügen, die flammhemmende Wirkung wird größer sein.

- System aus anorganischem Magnesiumhydroxid (MDH) und Aluminiumhydroxid (ATH): Wird im Allgemeinen verwendet, um eine große Menge an MDH oder ATH (mehr als 60 %) hinzuzufügen. Sie können einen Sauerstoffindex von 30 oder mehr und eine niedrige Rauchdichte der Flamme erreichen feuerhemmendes, raucharmes, halogenfreies Material, kann auch mit rotem Phosphor (RP) oder IFR gemischt werden, um eine stärkere Flammschutzwirkung zu erzielen.

Vergleich der PE-Flammschutzmittel

Flammhemmende Anwendung aus Polystyrol

Auswahl der Flammschutzlösung:

- Brom-Antimon-System: Im Allgemeinen beträgt das Verhältnis von Brom-Antimon 3:1, es gibt mehr Brom-Flammschutzmittel, die für Polystyrol geeignet sind, jedes mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen und im Allgemeinen die Anforderungen an die Flammhemmung erfüllen kann, daher ist es notwendig Wählen Sie das Flammschutzsystem entsprechend den Eigenschaften der Produkte aus.

Vergleich der PS-Halogen-Flammschutzmittel

- IFR/Blähgraphit-System: Der Schichtaufbau von Blähgraphit kann eine besondere Art von Einlagerungsverbindung bilden. Einige Untersuchungen zeigen, dass Blähgraphit sowie Phosphor- und Stickstoff-Flammschutzmittel in Kombination eine bessere Flammschutzwirkung erzielen können.

- IFR+PPO-System: IFR und Polyphenylenether werden als flammhemmendes Verbundsystem für die Compoundierung von flammhemmendem PS ausgewählt, wodurch die flammhemmende Leistung von PS wirksam verbessert werden kann. PPO hat eine sehr gute Holzkohlebildungsleistung und eine gute synergistische Flammschutzwirkung mit IFR. Aufgrund der geringen UV-Beständigkeit von PPO ist die Mobilität jedoch relativ gering, sodass die Anwendung der Produkte nur begrenzt möglich ist.

- Anorganisches Magnesiumhydroxid-Flammschutzsystem: Durch Zugabe einer großen Menge an anorganischem Magnesiumhydroxid-Flammschutzmittel kann eine flammhemmende Wirkung erzielt werden. Es kann auch mit rotem Phosphor-Flammschutzmittel gemischt werden, um höher flammhemmende Materialien zu erhalten. Aufgrund der Zugabe großer Mengen Magnesiumhydroxid wirkt sich die Zähigkeit des Materials jedoch auf die Notwendigkeit einer Zähigkeits- und Kompatibilitätsmodifikation aus, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften zu erhalten.

Hier ist der Inhalt des Bildes im englischen Tabellenformat dargestellt:

Vergleich der halogenfreien PS-Flammschutzmittel

Anwendung von flammhemmendem Polyvinylchlorid

Lösung zur Auswahl von Flammschutzmitteln:

- Synergistisches Flammschutzmittel mit Metalloxiden: Da PVC selbst einen hohen Chlorgehalt aufweist, kann in der Regel durch die Zugabe einer bestimmten Menge an CPE und Metalloxiden zu PVC eine höhere Flammschutzleistung erreicht werden. In allen Arten von Metalloxiden wird zur Verbesserung der Sauerstoffindexfähigkeit im Allgemeinen Zinkstannat > Sb2O3 > Ammoniumoctamolybdat > Zinkborat verwendet.

- Anorganische Aluminiumhydroxid- und Magnesiumhydroxidsysteme:

Magnesiumhydroxid und Aluminiumhydroxid können die Rauchmenge erheblich reduzieren und die Flammschutzeigenschaften von PVC verbessern und gleichzeitig die Füllmenge an Flammschutzmitteln reduzieren. Anorganische mineralische Flammschutzmittel haben einen größeren Einfluss auf die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Hart-PVC-Materialien, die Flammschutzeigenschaften und die Rauchreduzierungseigenschaften.

Nach Tests und Überprüfungen stellte der Autor fest, dass die Verwendung von Hartgipspulver als Füllstoffverstärker einen deutlich besseren Sauerstoffindex als Calciumcarbonat-Füllmaterial aufweist und dass Gipspulver im Vergleich zu Calciumcarbonat eine bessere Umweltverträglichkeit aufweist und Magnesiumhydroxid, Metall, besser ist Oxide flammhemmende synergistische Compoundierung, Sie können einen höheren Sauerstoffindex der flammhemmenden umweltfreundlichen Materialien erhalten.

- Die Verwendung des flammhemmenden Weichmachers TCPP oder Tetrabromphthalsäureanhydridester (B45-Z) als Ersatz für einen Teil des brennbaren Weichmachers kann den Sauerstoffindex erheblich verbessern. Da B45-Z selbst eine bromhaltige Verbindung mit einem hohen spezifischen Gewicht ist, erhöht es die Härte und das spezifische Gewicht des Materials und die Kosten sind höher, während TCPP billiger ist, aber die flammhemmende Wirkung nicht so gut ist das von B45-Z.

Hier ist der Inhalt des Bildes im englischen Tabellenformat dargestellt:

Vergleich von PVC-Flammschutzmitteln

Abschluss

Bei der Erforschung der Flammschutztechnologie für Allzweckkunststoffe Die YINSU Flame Retardant Company hat positiv auf die Marktnachfrage reagiert und eine Reihe spezialisierter und spezieller Flammschutzmittel entwickelt. Diese Flammschutzmittel verfügen nicht nur über hochwirksame Flammschutzeigenschaften, sondern können bei geringen Zugabemengen auch die Kosten für Flammschutzmittel erheblich senken.

YINSU Flame Retardant versteht die Unterschiede in den Flammschutzeigenschaften verschiedener Materialien und bietet maßgeschneiderte Flammschutzlösungen für eine Vielzahl von Materialien wie Polypropylen, Polyethylen, Polystyrol und Polyvinylchlorid. Unabhängig davon, ob es sich um eine Standardanwendung oder einen speziellen Bedarf handelt, kann YINSU Flame Retardant individuelle Flammschutzlösungen basierend auf den spezifischen Anforderungen des Kunden bereitstellen, um sicherzustellen, dass die Sicherheitsstandards und Leistungsanforderungen jedes Produkttyps erfüllt werden. Dieser flexible und maßgeschneiderte Service steigert nicht nur die Wettbewerbsfähigkeit der Produkte auf dem Markt, sondern bietet den Kunden auch mehr Auswahlmöglichkeiten und Garantien.