Flammhemmende Typen und ihre Mechanismen: Eine technische Tiefenanalyse

Flammschutzmittel werden in vielen Dingen verwendet, wie Elektronik, Baumaterialien, Autos und den Produkten, die wir jeden Tag benutzen. Die Brandschutzvorschriften werden weltweit strenger. Daher müssen Ingenieure genau wissen, wie verschiedene Flammschutzmittel funktionieren. So können sie die auswählen, die tatsächlich die Sicherheit erhöhen, ohne andere Probleme zu verursachen.

Dieser Artikel gibt Ihnen einen Überblick über die Arten von Flammschutzmitteln und wie sie funktionieren. Wir konzentrieren uns auf die Methoden, anstatt nur Fakten aufzulisten.

Eine der größten Schwächen organischer Polymere ist ihre Neigung zur Entzündung. Materialien, die überall verwendet werden – Polypropylen, Polyethylen, Nylon und ähnliche Kunststoffe – können sich mit überraschender Leichtigkeit entzünden. Sobald sie brennen, neigen sie dazu, hohe Wärme, dichten Rauch und schädliche Gase freizusetzen. Diese Nebenprodukte sind oft für die schwersten Verletzungen und Todesfälle während eines Brandes verantwortlich, nicht die Flammen selbst.

Ohne den richtigen Flammschutzmittel würden viele Kunststoffe, die wir täglich verwenden, die heutigen Sicherheitsprüfungen nicht bestehen, wie z. B.UL94 V-0 Bewertungen. Dinge wie:

Diese würden die Feuerprüfungen nicht bestehen.

Flammschutzmittel verhindern Brände, indem sie die Art und Weise ändern, wie Materialien brennen. Ein gutes System für einen bestimmten Kunststoff kann:

Es ist jedoch wichtig zu verstehen, dass jeder Kunststoff unterschiedlich brennt und unterschiedlich auf Flammschutzmittel reagiert. Die Wahl des richtigen Flammschutzmittels erfordert ein gründliches Verständnis dafür, wie Chemikalien wirken, ob sie gut mit Kunststoff vermischt werden und welche aktuellen Vorschriften gelten.

Flammschutzmittel werden nach ihrem Material und ihrer Funktionsweise zur Brandbekämpfung eingeteilt, entweder in der Luft oder auf dem Material selbst. Hier ist eine einfache Übersicht über die Hauptarten:

Diese sind bekannt dafür, gut zu funktionieren, selbst wenn Sie nicht viel verwenden, was hilft, die Kosten niedrig zu halten und das Material so arbeiten zu lassen, wie es sollte.

Sie arbeiten hauptsächlich in der Luft. Wenn sie brennen, zerfallen sie und setzen Halogenradikale (wie Brom oder Chlorid) frei. Diese Radikale stoppen die hochenergetischen Radikale (OH• und H•), die das Feuer am Brennen halten. Wenn dieser Zyklus gestoppt wird, kann das Feuer nicht weiter brennen.

Häufige Anwendungen: ABS-Gehäuse, Steckverbinder und Elektronik, bei denen die Verwendung kleiner Mengen wichtig ist.

Diese Gruppe ist ziemlich vielfältig und umfasst flüssige Organophosphate und Phosphonate sowie feste Melaminsalze und Metallphosphinate.

Sie arbeiten hauptsächlich mit dem Material selbst. Bei Erwärmung reagieren sie und bilden eine polyphosphorige Säure (PPA) Struktur. Diese PPA hilft, das Polymer an der Oberfläche auszutrocknen, sodass eine stabile, kohlenstoffreiche Schicht entsteht, anstatt sich in brennbare Gase zu verwandeln.

Der resultierende Kohlenstoff wirkt wie ein Schild, der Wärme vom Material fernhält und Sauerstoff sowie brennbare Gase blockiert. Einige Organophosphate, wie Triarylphosphate, können auch in der Luft wirken, indem sie Phosphorradikale freisetzen, was zusätzlichen Schutz bietet.

Verwendungen: Draht und Kabel, PC/ABS-Mischungen, flexibles Polyurethanschaum und duroplastische Harze.

Diese, wie Melamincyanurat, Melaminpolyphosphat und Melaminborat, werden selten allein verwendet, sind jedoch großartig für ihre synergistische Leistung, insbesondere mit Phosphor.

Sie setzen hauptsächlich inerte Gase frei und kühlen das Material. Diese Gase reduzieren die Menge an brennbaren Gasen und Sauerstoff in der Flamme, was den LOI erhöht. Bei Feuerexposition zerfallen diese Verbindungen schnell und setzen nicht brennbare Gase frei, hauptsächlich Stickstoff (N) und Ammoniak (NH). Der Zersetzungsprozess kühlt die Dinge ab. Sie sind entscheidend in intumeszenten Kohlesystemen und arbeiten mit PPA aus Phosphor, um eine starke, schaumige Schutzschicht zu erzeugen.

Verwendungen: Polypropylen, Beschichtungen, flexible Schäume und intumeszierende Systeme.

Mineralhydrate, wie Aluminiumtrihydrat (ATH) und Magnesiumdihydroxid (MDH), werden häufig in Kabeln und Leitungen verwendet, da sie sehr sicher sind.

Diese kühlen durch Zersetzung und verdünnen sich physikalisch. Bei Erwärmung (ca. 200℃ für ATH und 330℃ für MDH) absorbieren sie Wärme und setzen Wasserdampf frei. Kurz gesagt, Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid absorbiert Wärme und zerfällt in ein Metalloxid und Wasserdampf.

Anwendungen: Niederschmutz-null-Halogen-Kabelummantelung, Baumaterialien und Gummi.

Die besten brandschutzmaterialien wirken auf mehrere Arten gleichzeitig. Zum Beispiel können Sie etwas mischen, das eine schützende Schicht bildet, mit etwas, das die Ausbreitung des Feuers stoppt. Diese Mischung funktioniert viel besser, als wenn man eines der Materialien separat verwendet.

Aufbauend auf diesem Prinzip der mehrstufigen Verteidigung, unsere proprietäreFR3025It seems that there is no content provided for translation. Please provide the text you would like to have translated into Deutsch.FR3040Lösungen nutzen diese präzise synergistische Chemie. Diese fortschrittlichen Stickstoff-Phosphor-Systeme sind so konzipiert, dass sie sowohl die kondensierte Phase dominieren – indem sie eine dichte, stabile intumeszierende Kohlenstoffbarriere bilden – als auch die Gasphase – indem sie inerte Gase freisetzen, um den Brennstoff zu verdünnen.Kontaktieren Sie unsHeute, wenn Sie solche N-P-basierten Flammschutzmittelprodukte benötigen.

Mineral-Brandverzögerer (ATH und MDH) gewinnen, weil sie nicht zu teuer sind, keine Halogene enthalten und gut darin sind, Rauch zu stoppen. Dies gilt insbesondere für Kabel und Leitungen.

Flammschutzmittel mit Phosphor, Stickstoff und Mineralien (sogenannte halogenfreie Systeme) sind großartig, wenn Sie umweltfreundlich sein und grüne Standards erreichen möchten.

Ja, aber die Menschen beobachten genau. Regeln wie RoHS, REACH und WEEE haben einige der langlebigen Arten eingeschränkt. Aus diesem Grund entwickelt die Branche bessere halogenierte Optionen, die nicht so leicht freigesetzt werden oder sich in lebenden Organismen anreichern.

Intumeszenz-Flammschutzmittel (IFR) funktionieren in der Regel am besten für PP. Sie helfen, eine UL 94 V-0-Bewertung zu erreichen und halten ein angemessenes Gleichgewicht der Festigkeit, besser als mineralische Hydrate.

Es hängt vom Flammschutzmittel ab. Wenn Sie viel Füllstoff (40 % oder mehr) hinzufügen, wie bei mineralischen FRs, wird der Kunststoff nicht so gut biegen und er wird auch nicht so gut Stöße absorbieren. Aber flüssige oder geringfügige Phosphor-FRs halten normalerweise ein gutes Gleichgewicht zwischen Festigkeit, obwohl sie möglicherweise beeinflussen, wie der Kunststoff mit Wärme umgeht.