Können Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel in Silikonkautschuk die V0-Klassifizierung erreichen?
Wenn Kunden nachfragen, ob für die halogenfreie Flammschutzbehandlung von Silikonkautschuk zur Erreichung der V0-Klassifizierung ausschließlich Aluminiumhypophosphit (AHP) oder eine Kombination aus AHP und MCA verwendet werden kann, lautet die Antwort: Ja – allerdings sind Dosierungsanpassungen je nach Flammschutzanforderungen erforderlich. Nachfolgend finden Sie spezifische Empfehlungen für verschiedene Anwendungsfälle:
1. Verwendung von Aluminiumhypophosphit (AHP) allein
Anwendungsfälle: Für UL94 V-1/V-2 Anforderungen oder Anwendungen, die empfindlich auf Stickstoffquellen reagieren (z. B. Vermeidung von Schaumbildung durch MCA, die das Aussehen beeinträchtigen könnte).
Empfohlene Zusammensetzung:
- Basisgummi: Methylvinylsilikonkautschuk (VMQ, 100 phr)
- Aluminiumhypophosphit (AHP): 20–30 phr
- Hoher Phosphorgehalt (40%); 20 phr liefern ~8% Phosphorgehalt für grundlegende Flammschutzwirkung.
- Für UL94 V-0 auf 30 phr erhöhen (kann die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen).
- Verstärkungsfüllstoff: Pyrogene Kieselsäure (10–15 phr, erhält die Festigkeit)
- Zusatzstoffe: Hydroxylsilikonöl (2 phr, verbessert die Verarbeitung) + Härter (Peroxid- oder Platinsystem)
Eigenschaften:
- Bei der AHP-Methode allein wird auf die Flammschutzwirkung in der kondensierten Phase (Koksbildung) zurückgegriffen, wodurch der Sauerstoffindex (LOI) von Silikonkautschuk deutlich verbessert wird, die Rauchunterdrückung jedoch begrenzt ist.
- Eine hohe Dosierung (>25 phr) kann die Härte des Materials erhöhen; die Zugabe von 3–5 phr Zinkborat kann die Qualität der Kohleschicht verbessern.
2. AHP + MCA-Kombination
Anwendungsszenarien: UL94 V-0 Anforderungen, mit dem Ziel einer geringen Additivdosierung und einer synergistischen Wirkung der Flammschutzmittel in der Gasphase.
Empfohlene Zusammensetzung:
- Grundgummi: VMQ (100 phr)
- Aluminiumhypophosphit (AHP): 12–15 phr
- Liefert Phosphor, fördert die Bildung von Kohlenstoff.
- MCA: 8–10 phr
- Die Stickstoffquelle wirkt synergistisch mit AHP (PN-Effekt) und setzt Inertgase (z. B. NH₃) frei, um die Flammenausbreitung zu unterdrücken.
- Verstärkungsfüllstoff: Pyrogene Kieselsäure (10 phr)
- Additive: Silan-Haftvermittler (1 phr, verbessert die Dispersion) + Härter
Eigenschaften:
- Gesamtdosierung des Flammschutzmittels: ~20–25 phr, deutlich niedriger als bei AHP allein.
- MCA reduziert die AHP-Dosierung, kann aber die Transparenz leicht beeinträchtigen (Nano-MCA wird empfohlen, wenn Transparenz erforderlich ist).
3. Vergleich der wichtigsten Parameter
| Formulierung | Erwartete Flammschutzwirkung | Gesamtdosis (phr) | Vor- und Nachteile |
|---|---|---|---|
| AHP allein (20 Phr) | UL94 V-1 | 20 | Einfach, kostengünstig; V-0 benötigt ≥30 phr, mit Leistungseinbußen. |
| AHP allein (30 Phr) | UL94 V-0 | 30 | Hohe Flammwidrigkeit, jedoch erhöhte Härte und verringerte Dehnung. |
| AHP 15 + MCA 10 | UL94 V-0 | 25 | Synergistischer Effekt, ausgewogene Leistung – empfohlen für erste Versuche. |
4. Empfehlungen für Experimente
- Prioritätstest für AHP + MCA (15+10 phr): Wenn V-0 erreicht ist, AHP schrittweise reduzieren (z. B. 12+10).
- AHP-Verifizierung allein: Beginnen Sie mit 20 phr, erhöhen Sie um 5 phr pro Test, um LOI und UL94 zu bewerten und die Veränderungen der mechanischen Eigenschaften zu überwachen.
- Rauchunterdrückung erforderlich: Fügen Sie den oben genannten Formulierungen 3–5 phr Zinkborat hinzu, um die Rauchentwicklung zu reduzieren, ohne die Flammschutzwirkung zu beeinträchtigen.
5. Einige beschichtete Ammoniumpolyphosphate
Wir haben einige Kunden, die TF-201G erfolgreich für Silikonkautschuk einsetzen.
Zur weiteren Optimierung kann die Zugabe kleiner Mengen Aluminiumhydroxid (10–15 phr) erwogen werden, um die Gesamtkosten zu senken, allerdings erhöht sich dadurch der Gesamtfüllstoffgehalt.
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Veröffentlichungsdatum: 25. Juli 2025
