Flammschutzlösungen für PET-Folien

Flammschutzlösungen für PET-Folien

Der Kunde produziert transparente, flammhemmende PET-Folien mit Dicken von 0,3 bis 1,6 mm auf Basis von Hexaphenoxycyclotriphosphazen (HPCTP) und strebt eine Kostenreduzierung an. Nachfolgend sind die empfohlenen Rezepturen und eine detaillierte Analyse für transparente, flammhemmende PET-Folien aufgeführt:

1. Analyse der Auswahl von Flammschutzmitteln

Hexaphenoxycyclotriphosphazen (HPCTP)

• Vorteile: Flammschutzmittel auf Phosphazenbasis dispergieren gut in PET und erhalten dabei die hohe Transparenz. Der Flammschutzmechanismus beruht auf Verkohlung in der kondensierten Phase und dem Abfangen von Radikalen in der Gasphase, wodurch er sich für transparente Folien eignet.
• Dosierung: Empfohlen wird eine Konzentration von 5-10%. Übermäßige Mengen können die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen.
• Kosten: Relativ hoch, aber die Gesamtkosten bleiben bei geringerer Auslastung überschaubar.

Aluminiumhypophosphit

• Nachteile: Anorganische Pulver können Trübungen verursachen und die Transparenz beeinträchtigen. Für eine mögliche Anwendung könnten eine ultrafeine Partikelgröße oder eine Oberflächenmodifizierung erforderlich sein.
• Anwendbarkeit: Allein nicht empfohlen; kann mit HPCTP kombiniert werden, um die Gesamtkosten zu senken (Transparenzprüfung erforderlich).

2. Empfohlene Formulierungsoptionen

Option 1: Einzelnes HPCTP-System

• Zusammensetzung: 8%-12% HPCTP + PET-Basismaterial.
• Vorteile: Optimale Transparenz und hohe Flammschutzwirkung (erreicht UL94 VTM-2 oder VTM-0).
• Kostenschätzung: Bei einer Beladung von 10 % beträgt der Kostenanstieg pro kg PET ungefähr 10 ¥ (100 ¥/kg × 10 %).

Option 2: HPCTP + Aluminiumhypophosphit-Mischung

• Zusammensetzung: 5 % HPCTP + 5–8 % Aluminiumhypophosphit + PET-Basismaterial.
• Vorteile: Kostenreduzierung, da Aluminiumhypophosphit zur Flammhemmung in der Gasphase beiträgt und dadurch möglicherweise den Einsatz von HPCTP verringert.
• Hinweis: Die Transparenz muss geprüft werden (Aluminiumhypophosphit kann eine leichte Trübung verursachen).

3. Empfehlungen zur Verarbeitung und Prüfung

• Dispersionsprozess: Verwenden Sie einen Doppelschneckenextruder, um eine gleichmäßige Dispersion der Flammschutzmittel zu gewährleisten und eine Agglomeration zu vermeiden, die die Transparenz beeinträchtigen könnte.
• Prüfung der Flammschutzwirkung: Bewertung gemäß UL94 VTM- oder Sauerstoffindex (OI)-Standards, mit dem Zielwert OI > 28%.
• Transparenzprüfung: Die Trübung mit einem Trübungsmessgerät messen und sicherstellen, dass die Trübung < 5 % beträgt (Filmdicke: 0,3-1,6 mm).

4. Kostenvergleich

Tabelle zur Flammschutzmittelbeladung und Kostensteigerung

5. Schlussfolgerung

• Bevorzugte Option: HPCTP allein in einer Konzentration von 8-10 %, um ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Transparenz und Flammschutz zu erzielen.
• Alternative Option: Mischung aus HPCTP und Aluminiumhypophosphit, wobei die Transparenz und synergistische Effekte überprüft werden müssen.

Empfehlung: Der Kunde sollte zunächst Versuche im kleinen Maßstab durchführen, wobei der Fokus auf Flammschutz (UL94/OI) und Trübungsprüfung liegt, und anschließend die Rezeptur und den Prozess optimieren. Falls eine weitere Kostenreduzierung erforderlich ist, sollten oberflächenmodifiziertes Aluminiumhypophosphit oder neuartige phosphorbasierte Flammschutzmittel in Betracht gezogen werden.

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