Empfehlungen zur Entwicklung flammhemmender Formulierungen für halogenfreies, schlagfestes Polystyrol (HIPS)
KundenanforderungenFlammhemmendes HIPS für Gehäuse von Elektrogeräten, Schlagfestigkeit ≥7 kJ/m², Schmelzflussindex (MFI) ≈6 g/10min, Spritzguss.
1. Synergistisches Flammschutzmittelsystem mit Phosphor und Stickstoff
HIPS-Flammschutzmittel-Formulierung (Tabelle 1)
| Komponente | Laden (phr) | Anmerkungen |
| HIPS-Harz | 100 | Grundmaterial |
| Ammoniumpolyphosphat (APP) | 15-20 | Phosphorquelle |
| Melamincyanurat (MCA) | 5-10 | Stickstoffquelle, wirkt synergistisch mit APP |
| Expandiertes Graphit (EG) | 3-5 | Fördert die Verkohlungsbildung |
| Antitropfmittel (PTFE) | 0,3-0,5 | Verhindert das Entstehen von geschmolzenen Tropfen |
| Kompatibilisator (z. B. MAH-gepfropftes HIPS) | 2-3 | Verbessert die Dispersion |
Merkmale:
- ErreichtUL94 V-0durch intumeszierende Kohlebildung aus APP/MCA-Synergie.
- Halogenfrei und umweltfreundlich, kann jedoch die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen; Optimierung erforderlich.
2. Flammschutzsystem mit Metallhydroxid
HIPS-Formulierung (Tabelle 2)
| Komponente | Laden (phr) | Anmerkungen |
| HIPS-Harz | 100 | - |
| Aluminiumhydroxid (ATH) | 40-60 | Primäres Flammschutzmittel |
| Magnesiumhydroxid (MH) | 10-20 | Wirkt synergistisch mit ATH |
| Silan-Haftvermittler (z. B. KH-550) | 1-2 | Verbessert die Füllstoffdispersion |
| Härter (z. B. SEBS) | 5-8 | Gleicht den Verlust der Schlagfestigkeit aus |
Merkmale:
- Erfordert>50 % Auslastungfür UL94 V-0, jedoch verschlechtert sich die Schlagfestigkeit und die Fließfähigkeit.
- Geeignet für Anwendungen mit geringer Rauchentwicklung/geringer Toxizität (z. B. Schienenverkehr).
3. Phosphor-Stickstoff-Synergismussystem (Aluminiumhypophosphit + MCA)
Optimierte HIPS-Formulierung
| Komponente | Laden (phr) | Funktion/Hinweise |
| HIPS (hochschlagfeste Güteklasse, z. B. PS-777) | 100 | Grundmaterial (Aufprall ≥5 kJ/m²) |
| Aluminiumhypophosphit (AHP) | 12-15 | Phosphorquelle, thermische Stabilität |
| Melamincyanurat (MCA) | 6-8 | Stickstoffquelle, wirkt synergistisch mit AHP |
| SEBS/SBS | 8-10 | Kritische Härte für Aufprall ≥7 kJ/m² |
| Flüssiges Paraffin/epoxidiertes Sojaöl | 1-2 | Schmierstoff, verbessert Fließ-/Dispersionsverhalten |
| PTFE | 0,3-0,5 | Antitropfmittel |
| Antioxidans 1010 | 0,2 | Verhindert Abbau |
Wichtige Designüberlegungen:
- Harzauswahl:
- Verwenden Sie HIPS-Noten mit hoher Auswirkung (z. B.Chimei PH-888,Taifa PG-33) mit einer inhärenten Schlagzähigkeit von 5–6 kJ/m². SEBS erhöht die Zähigkeit zusätzlich.
- Fließfähigkeitskontrolle:
- AHP/MCA reduzieren den MFI-Wert; dies wird durch Gleitmittel (z. B. flüssiges Paraffin) oder Weichmacher (z. B. epoxidiertes Sojaöl) kompensiert.
- Wenn der MFI-Wert niedrig bleibt, fügen Sie hinzu2–3 phr TPUzur Verbesserung der Fließfähigkeit und Zähigkeit.
- Validierung der Flammschutzwirkung:
- AHP kann reduziert werden auf12 Phrin Kombination mit2–3 phr EGum die UL94 V-0-Norm aufrechtzuerhalten.
- FürUL94 V-2Reduzierung der Flammschutzmittelbeladung, um Aufprall/Fluss zu priorisieren.
- Spritzgussparameter:
- Temperatur:180–220 °C(Vermeidung von AHP/HIPS-Degradation).
- Einspritzgeschwindigkeit:Mittel-hochum eine unvollständige Befüllung zu verhindern.
Erwartete Leistung:
| Eigentum | Zielwert | Prüfstandard |
| Schlagfestigkeit | ≥7 kJ/m² | ISO 179/1eA |
| MFI (200°C/5 kg) | 5–7 g/10 min | ASTM D1238 |
| Flammschutz | UL94 V-0 (1,6 mm) | UL94 |
| Zugfestigkeit | ≥25 MPa | ISO 527 |
4. Alternative Lösungen
- Kostenbewusste Option: Ersetzen Sie AHP teilweise durchmikroverkapselter roter Phosphor (3–5 phr)Beachten Sie jedoch die Farbbeschränkung (rötlich-braun).
- Validierung: Führen Sie Versuche im kleinen Maßstab durch, um das Verhältnis von Auswirkung zu Flammschutzwirkung abzuwägen, bevor Sie den Durchfluss optimieren.
More info. , pls contact lucy@taifeng-fr.com
Veröffentlichungsdatum: 15. August 2025
