Wie kann halogenfreies, flammhemmendes, verstärktes PBT die Leistung von Scorch-Drähten verbessern?

Wie kann halogenfreies, flammhemmendes, verstärktes PBT die Leistung von Scorch-Drähten verbessern?

PBT-Materialien sind kristalline thermoplastische Harze mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften, ausgezeichneter Hitze- und Chemikalienbeständigkeit und starker elektrischer Isolierung, die in einer Vielzahl elektronischer und elektrischer Produkte wie Kfz-Steckverbindern, Computern, AC/DC-Steckern und Transformatorspulen weit verbreitet sind. Im Bereich elektronischer und elektrischer Geräte müssen die Materialien jedoch häufig bestimmte Flammschutzsicherheitsbewertungen erfüllen. Nach der Analyse der Ursachen elektrischer Brände in den letzten Jahren sind Drähte und andere Metalle in direktem Kontakt mit dem Kunststoff aufgrund von Metalldrahtüberlastung oder Kurzschluss und einer großen Anzahl exothermer Zündungen die Hauptursache für Brände. Daher hat die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) für unbeaufsichtigte Geräte flammhemmende brennende Drahttestanforderungen entwickelt. Die aktuelle nationale 3C-Zertifizierung unbeaufsichtigter Haushaltsgeräte für unbeaufsichtigte Geräte für die stromführenden Isoliermaterialteile stellt ebenfalls zwingende Anforderungen für die Brennleistung dar drahtgebunden. Auch die aktuelle nationale 3C-Zertifizierung für Haushaltsgeräte fordert zwingend die Leistungsfähigkeit von Brenndraht für stromführende Isolierstoffteile unbeaufsichtigter Geräte. Gegenwärtig sind die inländischen Anforderungen an flammhemmendes, verstärktes PBT gemäß UL94-V0 ausgereifter. Der traditionelle Weg für ein Compoundierungssystem aus Glasfaser (GF), Halogen-Flammschutzmittel und Antimontrioxid. Dieses System kann jedoch den GWIT nicht erfüllen, d. h. die Anforderung, dass im gesamten Prozess innerhalb von 30 Sekunden nach der Anwendung von Brenndraht kein Feuer entsteht. Als nächstes analysieren wir die Auswirkungen von BPS⁃Sb, dem halogenfreien Flammschutzmittel und dem zusammengesetzten Flammschutzmittel, auf die mechanischen Eigenschaften von verstärktem PBT und dem Scorch-Draht.

I. Einfluss des BPS-Sb-Gehalts auf die mechanischen Eigenschaften und die Branddrahteigenschaften von verstärkten PBTs

Tabelle 1 zeigt die verstärkten PBT-Formulierungen mit unterschiedlichen BPS-Sb-Gehalten und Tabelle 2 vergleicht die mechanischen und flammhemmenden Eigenschaften von verstärkten PBTs mit einem GF-Gehalt von 30 % und unterschiedlichen BPS-Sb-Flammschutzmitteln. Es ist ersichtlich, dass sich mit der Erhöhung des Anteils des flammhemmenden Additivs das System des Brenndrahtverbrennungsindex GWFI und der vertikalen Verbrennungsbewertung nach UL 94 weiter verbessert, was darauf hindeutet, dass das Flammschutzsystem BPS-Sb mit dem Brenndrahtverbrennungsindex GWFI und UL 94 diese Art von Direktverbrennungstest flammhemmender Wirkung effizienter bewältigt, da der GWFI und der UL 94 bei Entzug der externen Wärme aufgezeichnet werden Quelle des autonomen Systems Dies liegt daran, dass das GWFI wie UL 94 den Löschvorgang des Systems aufzeichnet, wenn die externe Wärmequelle entfernt wird.

Im GWIT-Test wird der GWIT mit der Erhöhung des BPS-Sb-Flammschutzmittels nicht verbessert. Beim Vergleich der Formel 1 ohne Flammschutzmittel haben wir festgestellt, dass das einfache Halogen-Flammschutzsystem einen negativen Einfluss auf den GWIT hat. Dies liegt daran, dass der GWIT-Datensatz den Prozess der externen Wärmequelle darstellt und das gesamte System aus bromiertem Polystyrol thermisch am instabilsten ist. Polystyrol weist die schlechteste thermische Stabilität auf, die Zersetzungstemperatur des PBT-Substrats beträgt etwa 380 °C, während die Zersetzungstemperatur von bromiertem Polystyrol nur 310 bis 330 °C beträgt.

II. Einfluss verschiedener halogenfreier Flammschutzmittel auf die mechanischen Eigenschaften und die Branddrahteigenschaften von verstärkten PBTs

Tabelle 3 zeigt die verstärkten PBT-Formulierungen mit verschiedenen halogenfreien Flammschutzsystemen, und Tabelle 4 vergleicht die mechanischen Eigenschaften und Flammschutzeigenschaften von verstärktem PBT mit einem Glasfasergehalt von 30 % und verschiedenen halogenfreien Flammschutzmitteln. Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass der Grad der Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Materialsystems durch die halogenfreien Flammschutzmittel ADP/MCA/MPP größer ist als der des BPS-Sb-Flammschutzmittels Da es sich bei dem halogenfreien Flammschutzmittel um ein kleinmolekulares zwitterionisches Polymer handelt, das einem Füllstoff im System entspricht, kommt es zu einem gravierenden Verlust der mechanischen Eigenschaften. Dies liegt daran, dass es sich bei den nichthalogenierten Flammschutzmitteln meist um zwitterionische Polymere mit kleinen Molekülen und schlechter Kompatibilität mit dem Matrixharz handelt, die den Füllstoffen im System entsprechen, was zu einem erheblichen Verlust der mechanischen Eigenschaften führt, während bromiertes Polystyrol ein hochmolekulares Harz mit guter Kompatibilität mit dem System ist und die mechanischen Eigenschaften insgesamt auf einem hohen Niveau gehalten werden.

Durch die Oberflächenaktivierungsbehandlung wird die Kompatibilität von KCP mit dem Matrixharz im Vergleich zu herkömmlichen halogenfreien Flammschutzmitteln deutlich verbessert, sodass die mechanischen Eigenschaften mit dem bromierten Polystyrolsystem vergleichbar sind. Die Ergebnisse der Flammschutztests in Tabelle 4 zeigen, dass die flammhemmende Wirkung eines separaten halogenfreien Flammschutzsystems im Allgemeinen die Brenndrahtzündtemperatur von nur ADP mit einem Gehalt von 20 % 775℃ erreichte, zu diesem Zeitpunkt beträgt der Brenndrahtverbrennungsindex nur 800℃, und IEC60335-1 unbeaufsichtigte stromführende Teile des Geräts erfordert einen GWIT> 850℃, das Material Die UL-Einstufung für vertikale Verbrennung beträgt nur V-1 und die UL-Einstufung für vertikale Verbrennung des Materials. Der GWIT und der GWFI von GF-verstärktem PBT mit 20 Teilen MCA, KCP oder MPP betragen nur 725 °C und 750 °C.

Es kann festgestellt werden, dass weder das Antimonbromid-Flammschutzsystem noch das halogenfreie Flammschutzsystem bei alleiniger Verwendung die relevanten Brenndrahtanforderungen für stromführende Teile unbeaufsichtigter Elektrogeräte gemäß IEC60335-1 erfüllen können.

III. Einfluss verschiedener Arten von Flammschutzmitteln auf die mechanischen Eigenschaften und die Brenndrahteigenschaften von verstärkten PBTs

Tabelle 5 zeigt die verstärkten PBT-Formulierungen mit unterschiedlichen Arten von flammhemmenden Compounds. Das Rezepturdesign basiert auf den 4 Formulierungen in Tabelle 1 mit der gleichen Menge an halogenfreien flammhemmenden Compounds.

Wie aus Tabelle 6 ersichtlich ist, wurden durch die Einführung von phosphor-/stickstoffhalogenfreien Flammschutzmitteln in das reine BPS-Sb-Flammschutzsystem die Flammschutzeigenschaften des Materials erheblich verbessert, und alle hinzugefügten halogenfreien Flammschutzmittel um 5 kg haben das Material GWIT>775℃, GWFI>850℃ erreicht. Unter ihnen erreichte KCP sogar einen GWIT>825℃, was 50℃ höher ist als die 775℃, die für den Branddraht stromführender Teile unbeaufsichtigter Elektrogeräte in EC60335-1 erforderlich sind. Es zeigt, dass Brom-Stickstoff, Brom-Phosphor, Brom-Stickstoff-Phosphor im System eine synergistische Wirkung des Flammschutzmittels erzeugt hat, was das Programm für den Flammschutz-Brenndrahttest zur Verbesserung offensichtlicher macht. Unter diesen ist das kohlenstoffbildende, halogenfreie Flammschutzmittel KCP nach der Oberflächenaktivierungsbehandlung besser mit dem Substrat verträglich, und die kohlenstoffbildende Komponente hat eine geringere Aktivierungsenergie, eine schnellere Startgeschwindigkeit, und die Kohlenstoffschicht wird zuerst in der Vorverbrennungsphase gebildet und die Kohlenstoffschicht ist dichter, und die Kohlenstoffschicht bedeckt die Oberfläche des verbrannten Materials, um eine offensichtlichere Rolle bei der Isolierung des Sauerstoffs zu spielen.

Durch Anpassen des Verhältnisses von BPS-Sb und nichthalogenierten Flammschutzmitteln wurde die Auswirkung der Änderung des Verhältnisses verschiedener Arten von Flammschutzmitteln auf die mechanischen Eigenschaften des Systems und des Scorch-Drahts beobachtet. Das Schema ist in Tabelle 7 dargestellt.

Tabelle 8 zeigt, dass bei einem festen KCP-Anteil von 5 % eine Verringerung des Anteils des BPS-Sb-Flammschutzmittels zu einer Verschlechterung der Flammschutzeigenschaften des Materials und der Branddrahttemperatur führt. Wenn das Verhältnis von bromiertem Polystyrol: Antimontrioxid: KCP 10:2:5 beträgt, sinkt die UL 94-Flammhemmung des Materials auf V-1, wobei GWIT und GWFI nur 750 °C erreichen. Bei weiterer Erhöhung des KCP-Anteils, um ein bromiertes Polystyrol: Antimontrioxid: KCP-Verhältnis von 10:2:10 zu erreichen, beträgt der GWIT des Materials 775 °C, der GWFI erreicht 960 °C und seine UL 94-Einstufung ist V-0, womit die Glühdrahtanforderungen für unbeaufsichtigte, stromführende Komponenten gemäß IEC60335-1 erfüllt werden. Zu diesem Zeitpunkt weist das Material einen geringen Zusatzanteil an halogenierten Flammschutzmitteln auf, was eine hohe Kosteneffizienz und einen starken Wettbewerbsvorteil auf dem Markt bietet.

Iv. Abschluss

1. Das einzelne Brom-Antimon-Flammschutzsystem oder das halogenfreie Flammschutzsystem der verstärkten PBT-Materialien kann die IEC60335-1-Anforderungen an unbeaufsichtigte, stromführende Teile der relevanten Brenndrahtanforderungen nicht erfüllen.

2. Durch die Nutzung der synergistischen Wirkung von Brom-Stickstoff-Phosphor kann das Compoundieren eines Halogen-Halogen-freien Flammschutzsystems die Zündtemperatur und den Brennindex von verstärktem PBT effektiv verbessern, um so verstärkte PBT-Materialien zu erhalten, die den Brenndraht- und Flammschutzanforderungen der unbeaufsichtigten, stromführenden Teile von IEC60335-1 erfüllen.

3. Der Zusatz von halogenfreien Flammschutzmitteln hat einen größeren Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des Materials, und die Oberflächenaktivierungsbehandlung von halogenfreien Flammschutzmitteln kann seine Verträglichkeit verbessern und dadurch den Grad der Materialverschlechterung verringern.

4. KCP kann die Zugabe von Brom-Antimon-Flammschutzmitteln erheblich reduzieren und gleichzeitig UL 94-V0 erfüllen, um GWIT und GWFI zu verbessern, um kostengünstigere und wettbewerbsfähigere verstärkte PBT-Materialien zu erhalten.

Die YINSU Flame Retardant Company widmet sich der Forschung und Entwicklung von Flammschutzmitteln. Unser ADP-Produkt ist ein ausgezeichnetes halogenfreies Flammschutzmittel, das in halogenfreiem, verstärktem PBT verwendet werden kann, um dessen Branddrahtleistung zu verbessern. Mit seinen effizienten Flammschutzeigenschaften und der guten Kompatibilität mit dem Matrixharz trägt ADP dazu bei, die mechanischen Eigenschaften und die Flammschutzleistung des Materials zu verbessern. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Einhaltung der strengen Sicherheitsstandards der Elektro- und Elektronikindustrie und bietet eine zuverlässige Lösung für halogenfreie Flammschutzanwendungen.