Flammhemmendes Synergist-Pulver: Wie man den LOI-Wert in halogenfreien Systemen steigert

Das flammhemmende Synergist Pulver ist ein spezieller Zusatzstoff, der mit anderen Wirkstoffen zusammenwirkt und Materialien flammbeständig macht. Halogenfreie Systeme sind nützlich zur Erhöhung des Limiting Oxygen Index (LOI) – der niedrigsten Sauerstoffkonzentration in einem Gasgemisch, die die Flammen des Materials aufrechterhalten kann. Erhöhte LOI-Werte deuten auf hohe Feuerwiderstandseigenschaften hin, was bedeutet, dass ein Material in einer sehr sauerstoffreichen Umgebung platziert werden muss, um sich zu entzünden.

Pulver werden aufgrund ihrer Fähigkeit, Umweltschutz zu bieten, häufig in Kunststoffen, der Kabelproduktion und Beschichtungsanwendungen eingesetzt. Aus diesem Grund verlassen Hersteller die Verwendung klassischer Halogen-Antimon-Verbindungen aufgrund immer strengerer Gesetzgebung bezüglich Rauchemissionen. Dieser Artikel gibt Informationen über verschiedene halogenfreie Synergisten und Methoden zu deren effizienter Nutzung in Produktionsprozessen.

Synergisten sind pulverförmige Zusatzstoffe, die die Leistung des primären Flammschutzmittels verstärken, normalerweise durch Erhöhung der Stabilität des Verkohlungsprozesses, Verringerung der Rauchentwicklung oder Erhöhung der Wärmeabsorptionsfähigkeit. Die Zugabe von Synergisten ermöglicht es dem Compoundierungspersonal, die Menge an schweren mineralischen Füllstoffen zu reduzieren, erhöht aber insgesamt den LOI-Wert. (LOI steht für Limiting Oxygen Index, ein Maß für die Entflammbarkeit.)

Durch Zugabe einer niedrigen Konzentration (ca. 1-5 Prozent) von Synergisten zu Systemen, die ATH oder APP verwenden, können Sie den LOI von üblichen 25-28 Prozent auf hervorragende 32-35 Prozent steigern. Diese Substanzgruppe wirkt Wunder bei Polyolefin-Kunststoffen (PE & PP) sowie EVA- und Epoxidharzen für elektronische Geräte.

Neben konventionellen Chemikalien gehören anspruchsvollere Verbundsynergisten wieSF-600zum nächsten Schritt in der Additiventwicklung. Der halogenfreie und anorganische Pulver SF-600 kann herkömmliche Flammschutzmittel (Decabromdiphenylethan oder bromierte Polystyrole usw.) zu 20 % bis 50 % ersetzen, ohne die Feuerbeständigkeit zu beeinträchtigen. Die hohe Zersetzungstemperatur (≥360°C) garantiert einen stabilen Betrieb während der Herstellungsprozesse und macht ihn perfekt für technische Kunststoffe wie PA, PBT, PET und Polyolefine.

In erster Linie sind die Vorteile der Verwendung von SF-600 auf seinen multifunktionalen Charakter zurückzuführen. Wie bereits oben erwähnt, erhöht es die LOI, wirkt als Flammschutzmittel und fördert die Verkohlung. Da SF-600 praktisch unlöslich (≤0,5 g/100 ml) ist und eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme aufweist, ist es unwahrscheinlich, dass es aus den in der Produktion verwendeten Materialien migriert oder ausfällt. Dies ist eine gute Nachricht für die Hersteller, da es reduzierte Materialkosten und die Einhaltung der Umweltvorschriften RoHS und REACH bedeutet.

In halogenfreien Systemen verändern Synergisten die Art und Weise, wie primäre Flammschutzmittel bei Einwirkung intensiver Hitze reagieren. Bei einer Kombination von mineralischen Füllstoffen wie ATH und Magnesiumhydroxid senken Synergisten die Temperatur, bei der das Sintern stattfindet, und ermöglichen so eine effektivere Freisetzung von Wasser durch den Füllstoff und eine anschließende Glasbildung der entstehenden Metalloxidpartikel, wodurch eine undurchlässige Barriere gegen Hitze und Sauerstoff entsteht. Die Synergisten wirken als Flussmittel, wenn sie in Kombination mit APP in intumeszierenden Anwendungen eingesetzt werden, und bilden eine stark verkohlte Schaumschicht.

Industrielle Versuche haben den unmissverständlichen Vorteil des Compoundierens bei diesen Mischungen aufgezeigt:

Die oben genannten Formulierungs-Kombinationen wären sehr gut geeignet für den Einsatz in Bereichen, in denen sowohl Zähigkeit als auch Brandschutzfähigkeiten gemeinsam erwartet werden:

Ein vorgeschlagener praktischer Ansatz: Beginnen Sie mit der Einarbeitung eines Synergisten im Bereich von 2 % - 4 % in die Laborchargen und beobachten Sie die LOI-Ergebnisse zusammen mit mechanischen Tests auf Bruchdehnung. Streben Sie eine Gesamtflammschutzmittelbeladung von 40 % - 60 % in Ihrer Formel an (primärer Füllstoff und Synergist). Die Verarbeitungstemperatur sollte während der Extrusion unter dem Punkt der Wasserverdampfung des Synergisten liegen.

Die Verwendung von flammhemmenden Synergist-Pulvern bietet eine effektive und bequeme Möglichkeit, die LOI-Bewertung zu erhöhen, ohne Ihre Basiszusammensetzung zu verändern. Allein durch die Wahl des richtigen Pulvertyps, die Implementierung geeigneter Oberflächenmodifikationen und die Anpassung der Dosierungsraten können Sie erstklassige rauchfreie Produkte herstellen, die auf dem internationalen Markt gut konkurrieren können.

Sollten Sie professionelle Unterstützung bei der Bestimmung der geeigneten flammhemmenden Synergist-Pulver oder allgemeine Formulierungsberatung benötigen, kontaktieren Sie gerne unser technisches Personalum Muster zu erhalten.