Synergistische Polymer-Flammschutztechnologie und -anwendung

Synergistische Polymer-Flammschutztechnologie und -anwendung

Bei der Anwendung polymerer Flammschutzmittel werden nur selten einzelne Sorten eingesetzt. Am häufigsten werden mehrere Flammschutzmittel oder synergistische Flammschutzmittel zusammen verwendet, um Flammschutz zu erreichen und die Menge an Flammschutzmitteln zu reduzieren oder die Kosten zu senken. Hier sind einige häufig verwendete synergistische Flammschutztechnologien der letzten Jahre.

ICH. Synergistisches Halogen-Antimon-Flammschutzmittel

Der kombinierte Einsatz von Halogen- und Antimonverbindungen ist die typischste synergistische Flammschutztechnologie und das am weitesten verbreitete Flammschutzsystem.

Der synergistische Flammschutzmechanismus des Halogen-Antimon-Systems ist wie folgt:

Sb₂O₃+HX→2SbOX+H₂O

5SbOX(s)→Sb₄O₅X₂(s)+SbX₃(g) ↑

4Sb₄O₅X₂(s)→5Sb₂O₄X(g)+SbX₃(g) ↑

3Sb₂O₄X(g)→Sb₂O₃(s)+SbX₃(g) ↑

Mit zunehmender Temperatur zersetzt sich Antimonhalogenid im Bereich von 245 bis 565 °C und bildet Antimontrihalogenid, das in seiner Gasphase die Rolle einer Sauerstoffbarriere spielt. Darüber hinaus haben die Dehydratisierung von Antimonhalogenid und die Zersetzung von Halogenradikalen auch die Wirkung, freie Radikale einzufangen.

Der aktuelle Forschungsschwerpunkt liegt in der Entwicklung von Antimonersatzstoffen und besseren Synergisten, um die Gesamtleistung weiter zu verbessern.

II. Synergistische Flammhemmung von Halogenen und anorganischen Verbindungen

Bei der Untersuchung von flammhemmendem flammhemmendem Polyethylen mit Halogenen wurde festgestellt, dass Dichlordimethylen-Brückendarlehenalkan (DECHL) und Zinnoxidhydrat eine hohe synergistische flammhemmende Wirkung haben. Bei einigen speziellen Flammschutzsystemen ist der synergistische Effekt einiger Metalloxide und Halogene besser als bei Antimonoxid.

Beispielsweise ist im flammhemmenden Nylon 66-System von DECHL Eisenoxid (Fe₂O₃) und Zinkoxid (ZnO) eine gute Alternative zu Sb₂O₃, insbesondere der Zusatz von Eisenoxid, um das gleiche Maß an Flammhemmung zu erreichen (0,4 mm V- 0-Stufe) können Sie durch die Zugabe von DECHL-Flammschutzmittel die Menge um 40 % reduzieren, was einen hervorragenden synergistischen Effekt zeigt; und die Verwendung von Zinkoxid als Ersatz für Sb₂O₃ können Sie den CTI-Wert von flammhemmendem Nylon 66 verbessern.

Darüber hinaus kann die Verwendung von Zinkborat in Kombination mit Sb₂O₃ im flammhemmenden Nylon 6-System von DECHL die Gesamtleistung der flammhemmenden Materialien verbessern, insbesondere wurde der CTI deutlich erhöht.

III. Synergistisches Halogen-Phosphor-Flammschutzmittel

Festphasen-Flammschutzmittel Phosphor und Gasphasen-Flammschutzmittel-Halogen wirken synergetisch zusammen, um eine bessere Flammschutzwirkung von der Gasphase bis zum Festphasenbereich zu erzielen. Phosphor-Flammschutzmittel können manchmal auch eine flammhemmende Rolle in der Gasphase spielen .

Halogen- und Phosphor-Flammschutzmittel können bei hohen Temperaturen Phosphorhalogenide und Phosphoroxyhalogenide erzeugen, was darauf hindeutet, dass in der Gasphase ein ähnlicher synergistischer Effekt von Halogen und Antimon zwischen Phosphor und Halogenen besteht und Phosphor-Flammschutzmittel daher einige der Polymermaterialien Halogen ersetzen können oder Antimon, um die gleiche flammhemmende Wirkung zu erzielen, was bestimmte Kosten senkt.

Die Vereinigten Staaten J. Green und andere synergistische Phosphor- und Brom-Flammschutzmittel HIPS, ABS und PC und seine Legierungen usw. führten eine Studie durch und stellten fest, dass eine ausgezeichnete synergistische Flammschutzwirkung besteht.

IV. Synergistisches Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel

Der Flammschutzmechanismus des Phosphor- und Stickstoff-Flammschutzsystems hängt mit der Kombination von Phosphor- und Stickstoffatomen im Molekül zusammen.

Da die Phosphor- und Stickstoffatome nicht direkt mit dem flammhemmenden System der Phosphor-Stickstoff-Bindung verbunden sind, können die beiden eine separate flammhemmende Rolle spielen, möglicherweise auch eine synergistische Rolle.

Bei Phosphor sind die Stickstoffatome im Molekül direkt mit dem flammhemmenden System Phosphor-Stickstoff-Bindung verbunden, und die Elektronegativität des Stickstoffatoms erhöht die Elektrophilie der Phosphoratome, d förderlich für das Auftreten von Dehydrierung und Karbonisierung.

Das flammhemmende System vom Expansionstyp, das Phosphor- und Stickstoffelemente enthält, hat die Wirkung, dass es gleichzeitig die flammhemmende Wirkung in der kondensierten Phase und in der Gasphase entfaltet.

Synergistische Phosphor-Stickstoff-Flammschutzsysteme werden häufig in Polyolefinharzen, technischen Kunststoffen, thermoplastischen Elastomeren und Gummimaterialien eingesetzt.

V. Synergistisches Halogen-Silizium-Flammschutzmittel

Siliziumhaltige Polymere bilden eine glasartige Kohlenstoffschicht, wenn das Silizium während der Verbrennung in der kondensierten Phase verbleibt und so die Ausbreitung von Wärme und Materie verhindert wird.

JR Ebdon et al. untersuchten die Flammhemmung von verschiedenen mit Chlorosilan gepfropften Polystyrolen und PVOH und fanden heraus, dass die Flammhemmung von Polystyrol, das sowohl Silizium als auch Brom (Chlor) enthielt, die von flammhemmendem Polystyrol mit einfachem Silikon oder Brom (Chlor) bei weitem übertraf, was die synergistische Flammhemmung von Polystyrol bewies Silikon-Halogen-System.

Der Prozentsatz an Siliziumrückständen nach dem Verbrennungsabbau von Polystyrol, das Silizium-Halogen enthält, ist in einem bestimmten Bereich höher als der von Polystyrol, das nur Silikon enthält, was darauf hindeutet, dass die synergistische flammhemmende Wirkung des Silizium-Halogen-Systems sowohl in der kondensierten Phase als auch in der Gasphase auftritt.

VI. Synergistisches Flammschutzmittel für die Polymermischung

Wenn Polymere verbrennen, verbraucht die Bildung von Kohle brennbare Gase und wirkt als Wärmebarriere um das unverbrannte Material herum, wodurch die weitere Ausbreitung der Flamme verhindert wird. Daher wirkt sich die Verbrennung von Kohle positiv auf die Flammhemmung des Materials aus.

Typische Anwendungen, zum Beispiel Guennadi E. Zaikov et al. untersuchte die Einführung von Polyvinylalkohol in flammhemmende PA66-Verbundwerkstoffe. Die Idee basiert auf der Möglichkeit einer Erhöhung der säurekatalysierten Dehydratisierungsreaktion bei hoher Temperatur, d. h. durch den Abbau von PA66 entsteht durch Hydrolyse saure Produkte für die Reaktion liefern die Voraussetzungen, beschleunigen aber auch die intermolekulare Vernetzung zu Kohlenstoff und verbessern so die Flammschutzeigenschaften.

Dieses Verkohlungsbildungssystem wird als „synergistische Verkohlungsbildung“ bezeichnet, da die Parameter der Verkohlungserzeugung und Flammenunterdrückung in Mischungen aus Polyvinylalkohol und PA66 deutlich besser sind als in reinem Polyvinylalkohol und reinem PA66.

VII. Synergistische Flammhemmung von Initiatoren

Das synergistische Flammschutzsystem aus Brom und Initiator lässt sich auf das Brom-Flammschutzmittel mit Diisopropylbenzololigomer und den flammhemmenden Polystyrolschaum HBCD zurückführen. Dieses zusammengesetzte Flammschutzmittel ist auch ein ausgezeichnetes Flammschutzmittel für PP, PE, ABS und andere Materialien und zeichnet sich durch niedrige Dosierung, gute Wirkung, gute Stabilität und Ungiftigkeit aus.

DMDPB und seine Derivate sind nicht-peroxidische Vernetzungsmodifikatoren von Polymermaterialien, die auch als Flammschutzsynergisten, häufig verwendete Brom-Flammschutzmittel und DMDPB zum Compoundieren verwendet werden können.

Darüber hinaus nutzt der synergistische Flammschutz mit Brom-Phosphor-Initiator den synergistischen Effekt zwischen dem Flammschutzmittel sowie dem Synergisten und Coeffektor, um die Menge des Brom-Flammschutzmittels zu reduzieren und so die Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften des Materials zu verringern.

Peng Zhihan, Peng Weili usw. MHP, MHB und Initiator sowie andere Additive werden verwendet, um flammhemmende Polypropylenverbindungen ohne Oberflächenniederschlag herzustellen, der Flammschutzgrad bis UL94 V0, das System verfügt über eine hohe Flammschutzeffizienz und gute Mobilität , Nichtniederschlag und andere Eigenschaften.

Das System zeichnet sich durch hohe Flammschutzwirkung, gute Fließfähigkeit, keine Ausfällung usw. aus. Der Brom-Phosphor-Initiator weist eine gute Flammschutzwirkung auf, was für die Reduzierung der Menge an Brom-Flammschutzmittel und der flammhemmenden Wirkung von großer Bedeutung ist idealer als die Verwendung eines einzelnen Flammschutzmittels, und das Flammschutzsystem aus Brom-Phosphor-Stickstoff-Initiator kann auf dieser Basis erweitert und in Flammen umfassender eingesetzt werden flammhemmendes PP.

Durch die synergistische Verbindung verschiedener Flammschutzsysteme können hervorragende, kostengünstige Flammschutzprodukte erzielt werden. Da viele Polymere auf einem einzigen Flammschutzmittel basieren, ist es schwierig, die gewünschte Flammschutzwirkung zu erzielen sollte noch betont werden.

Abschluss

Die synergistische Polymer-Flammschutztechnologie sorgt durch die Kombination mehrerer Flammschutzmittel für eine bessere Flammschutzwirkung und Kosteneffizienz. Unter den vielen synergistischen Systemen zeigen auch die Flammschutzmittel der YINSU Flame Retardant Company bemerkenswerte synergistische Effekte. Zum Beispiel, wenn es T3 Wird es mit Brom-Flammschutzmitteln verwendet, kann es einen hocheffizienten flammhemmenden synergistischen Effekt ausüben und die Flammschutzleistung von Materialien erheblich verbessern.

Darüber hinaus ist der synergistische Effekt von K100 Auch die Verwendung von Flammschutzmitteln für PE- und PVC-Kabel liegt auf der Hand und bietet eine bessere Lösung für die flammhemmende Modifizierung von Kabelmaterialien. Die Anwendung dieser synergistischen Flammschutzmittel erweitert den Anwendungsbereich und die Leistungssteigerung der Polymer-Flammschutztechnologie weiter und bietet eine starke Unterstützung für die Entwicklung verwandter Industrien.