Anzahl Durchsuchen:38 Autor:Yinsu Flame Resparedant veröffentlichen Zeit: 2026-07-03 Herkunft:http://www.flameretardantys.com
Jeder, der sich mit flammhemmenden Polyurethan-Beschichtungen beschäftigt, weiß, dass es zwar einfach aussieht, der Teufel aber im Detail steckt. Systeme auf Wasserbasis haben ihre eigenen Tücken, Systeme auf Lösungsmittelbasis haben ihre eigenen Probleme und Parameter wie Haftung und pH-Wert – wenn auch nur eines davon außer Kontrolle gerät, wird die gesamte Charge verworfen.
Das größte Problem bei wasserbasiertem Polyurethan ist: Man kann das Flammschutzmittel nicht hineinbekommen.
WPU verwendet Wasser als Dispersionsmedium, während die meisten Flammschutzmittel auf dem Markt hydrophob sind. Wenn man sie zusammenzwängt, kommt es bestenfalls zu einer ungleichmäßigen Dispersion und Emulsionsschichtung; im schlimmsten Fall direkte Demulgierung – die gesamte Beschichtungscharge wird zerstört. Selbst wenn sich irgendwie ein Film bildet, wandert das Flammschutzmittel langsam an die Oberfläche – es kommt zum Ausblühen, zu Leistungseinbußen und nach ein paar Monaten ist es so, als wäre nichts hinzugefügt worden.
Es gibt zwei Möglichkeiten, dieses Problem zu lösen. Der erste ist vom additiven Typ. Auf dem Markt gibt es bereits flammhemmende Produkte, die speziell für wasserbasierte Systeme entwickelt wurden. Beispielsweise wurde die flammhemmende Emulsion Deflamer® LFR-2260 speziell für wasserbasierte Polyurethan- und wasserbasierte Polyacrylsysteme entwickelt und bietet eine gute Dispersion, Kompatibilität und Lagerstabilität bei einer empfohlenen Zugabe von 15–25 Teilen. YF7030J von Hubei Youfeng ist ein halogenfreies Flammschutzmittel auf Stickstoff-Phosphor-Basis mit hoher Feinheit und guter Dispersion, das auch für Polyurethanemulsionen auf Wasser- oder Lösungsmittelbasis geeignet ist. Der zweite Weg ist der reaktive Typ, bei dem Monomere, die Phosphor, Stickstoff und andere flammhemmende Elemente enthalten, copolymerisiert und an die Molekülkette des Polyurethans gebunden werden, sodass das Flammschutzmittel auf der Molekülkette „wächst“ – keine Migration, kein Ausschwitzen. Beispielsweise kann Dimethylolimidazol DOPO, das Dicarboxyl- und Dihydroxylgruppen enthält, als wasserbasierter Kettenverlängerer zur Polymerisation mit Polyesterpolyolen und Diisocyanaten verwendet werden, wodurch ein synergistisches Stickstoff-Phosphor-Flammschutzsystem entsteht, das über lange Zeiträume ohne Schichtung stabil bleibt.
Halogenfreie Lösungen kosten mehr, also rechnen Sie im Voraus. Halogenfreie Flammschutzmittel (Phosphor-Stickstoff-Systeme usw.) erfüllen Umweltanforderungen, die Preise liegen jedoch in der Regel 1,5- bis 2-mal so hoch wie die von halogenierten Typen, und die Zugabemengen müssen um 10 bis 20 % erhöht werden, um eine gleichwertige Flammschutzleistung zu erzielen. Am Beispiel von TCPP in Polyurethanqualität stiegen die Preise von 10.000–11.000 CNY/Tonne im Jahr 2020 auf 15.000–16.000 CNY/Tonne; BDP-Flammschutzmittel in technischer Kunststoffqualität überstiegen im Jahr 2025 32.000 CNY/Tonne. Halogenfrei ist kein „kostenloses Mittagessen“ – Leistung und Kosten müssen zusammen bewertet werden.
Fügen Sie Haftvermittler hinzu: Durch die Zugabe von Silan-Haftvermittlern (wie KH-550, KH-570) zur Formulierung kann eine „molekulare Brücke“ zwischen flammhemmenden Partikeln und dem Harz entstehen, wodurch die Grenzflächenbindung deutlich verbessert wird. Durch die Zugabe von 3 % SiO₂@KH-570 (Partikelgröße 30 nm) kann die Beschichtungshärte auf 2H erhöht werden. Im Allgemeinen werden 5–8 Teile Haftvermittler empfohlen.
Epoxidharzmodifizierung: Durch die Modifizierung von wasserbasiertem Polyurethan mit Epoxidharz können eine Beschichtungshaftung der Klasse 1, eine Wasserbeständigkeit von 240 Stunden und eine Flammschutzzeit von über 10 Minuten erreicht werden.
Härterverhältnis anpassen: Bei Zweikomponentensystemen wirkt sich das Härterverhältnis direkt auf die Vernetzungsdichte und Haftung aus. Bei wasserbasierten Zweikomponenten-Polyurethanbeschichtungen haben Art und Menge des Härters einen wesentlichen Einfluss auf die Haftung. Das Härterverhältnis muss je nach Menge des zugesetzten Flammschutzmittels entsprechend angepasst werden.
Primer-Vorbehandlung: Tragen Sie einen Primer auf den Untergrund auf, um die Oberflächenpolarität zu erhöhen und den Verbund mit der flammhemmenden Beschichtung zu verbessern.
Kontrollieren Sie die Beschichtungsdicke: Zu dicke Beschichtungen haben eine hohe innere Spannung und neigen zur Delaminierung. Im Allgemeinen wird empfohlen, die Schichtdicke in einem Durchgang auf 20–50 μm zu kontrollieren.
Halten Sie bei wasserbasierten Systemen den pH-Wert bei 7–8, um übermäßig saure oder alkalische Bedingungen zu vermeiden, die das Dispersionsgleichgewicht stören.
Zu wenig Flammschutzmittel erreicht V-0 nicht; Zu viel macht die Beschichtung spröde, verringert die Transparenz und verhärtet die Haptik. Bei Polyurethanbeschichtungen auf Wasserbasis werden in der Regel 10–15 Teile Verbundflammschutzmittel zugesetzt; Flammhemmende Emulsionstypen werden in Mengen von 15–25 Teilen empfohlen. Spezifische Zugabemengen müssen experimentell auf der Grundlage des Harzsystems, der Beschichtungsdicke und der Flammschutzanforderungen ermittelt werden. Der herkömmliche Bereich von 5–15 % ist ein Referenzwert; Jedes System hat einen „goldenen Additionspunkt“, und alles, was über die Sättigungslöslichkeit hinausgeht, wird verschwendet.
WPU-Beschichtungen selbst weisen eine schlechte Verkohlungsleistung auf und das Problem des Schmelztropfens bei der Verbrennung wurde nie vollständig gelöst. Intrinsisch flammhemmendes Polyurethan auf Wasserbasis ist der Weg nach vorn – durch die Bindung flammhemmender Elemente (Organophosphor oder Phosphor-Stickstoff-Systeme) an die Molekülkette können die Nachteile additivartiger Flammschutzmittel wie Deckkraft der Beschichtung, hohe Zugabemengen, schlechte Wasserbeständigkeit, Migration und Bildung giftiger Gase bei der Verbrennung überwunden werden.
Die Auswahl steht an erster Stelle: Wählen Sie bei wasserbasierten Systemen wasserbasierte Flammschutzmittel (z. B. wasserlösliche Phosphor-Stickstoff-Systeme, flammhemmende Emulsion Deflamer® LFR-2260, YF7030J usw.); Wählen Sie für lösungsmittelbasierte Systeme lösungsmittelbasierte Flammschutzmittel (z. B. TCPP). Bringen Sie keine lösungsmittelbasierten Flammschutzmittel mit Gewalt in Wassersysteme ein.
Priorisieren Sie den reaktiven Typ: Reaktive Flammschutzmittel nehmen an Polyurethan-Vernetzungsreaktionen teil und integrieren sich in die Molekülkette, wodurch sie eine weitaus bessere Kompatibilität als Additivtypen bieten. Reaktive Flammschutzmittel auf DOPO-Basis können während der Polymerisationsphase eingeführt werden, um eine intrinsische Flammhemmung zu erreichen. Obwohl der Prozess komplexer ist, sind die Vorteile der Langzeitstabilität und der Nichtmigration die Investition wert.
Wenn die Haftung schlecht ist, versuchen Sie es zunächst mit der Zugabe von Haftvermittlern: Silan-Haftvermittler (KH-550, KH-570) in einer Konzentration von 0,5–2 % können eine Brücke zwischen dem Flammschutzmittel und dem Harz bilden und funktionieren oft besser als Wechselharze.
Vernachlässigen Sie den pH-Wert nicht: Halten Sie wasserbasierte Systeme bei einem pH-Wert von 7–8, um übermäßig saure oder alkalische Bedingungen zu vermeiden, die das Dispersionsgleichgewicht stören. Das optimale pH-Fenster variiert je nach Flammschutzsystem – testen Sie den pH-Wert als unabhängige Variable in Versuchen im kleinen Maßstab.
Berechnen Sie die Kosten: Halogenfreie Lösungen sind umweltfreundlich, aber die Rohstoffkosten sind höher (1,5–2x) und die Zugabemengen sind höher (+10–20 %). Berücksichtigen Sie bei der Entwicklung der Lösung den Kostenunterschied, damit der Kunde sie nicht aus Preisgründen in letzter Minute aufgibt.
Bei einer flammhemmenden Polyurethanbeschichtung handelt es sich nicht um eine einfache Formulierung „Flammschutzmittel hinzufügen und fertig“. Wasserbasiert oder lösungsmittelbasiert, additiv oder reaktiv, welcher pH-Wert kontrolliert werden muss, wie die Haftung aufrechterhalten werden soll – jede Wahl beeinflusst das Endergebnis. Manchmal ist ein Parameter deaktiviert und der gesamte Stapel wird verworfen. Bringen Sie zunächst die oben genannten Punkte zum Laufen und fahren Sie dann mit dem nächsten Schritt fort.
