Flammschutzlösungen für thermoplastische Elastomere (TPE)
Bei der Verwendung von Aluminiumhypophosphit (AHP) und Melamincyanurat (MCA) in thermoplastischen Elastomeren (TPE) zur Erreichung der Flammschutzklasse UL94 V0 müssen der Flammschutzmechanismus, die Materialverträglichkeit und die Verarbeitungsbedingungen unbedingt berücksichtigt werden. Nachfolgend die empfohlene Rezeptur:
1. Typische Belastung bei Einzelverwendung
Aluminiumhypophosphit (AHP)
- Auslastung: 15-25%
- Eigenschaften: Fördert die Bildung von Kohleflözen, geeignet für Systeme, die eine hohe mechanische Belastbarkeit erfordern, jedoch sollte die Verarbeitungstemperatur kontrolliert werden (empfohlen ≤240°C).
Melamincyanurat (MCA)
- Auslastung: 25-35%
- Eigenschaften: Beruht auf endothermer Zersetzung und Gasverdünnung; hohe Beladung kann die Flexibilität des Materials verringern.
2. Empfohlene synergistische Mischungsformel
Mischungsverhältnis von AHP und MCA
- AHP: 10-15%
- MCA: 10-20%
- Gesamtauslastung: 20-30%
VorteileDer Synergieeffekt reduziert die Gesamtbelastung und minimiert gleichzeitig die Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften (z. B. Zugfestigkeit, Elastizität).
3. Wichtigste Einflussfaktoren
- BasismaterialartSEBS-basierte TPEs lassen sich im Allgemeinen leichter flammhemmend ausrüsten als SBS-basierte, was eine etwas geringere Additivbeladung ermöglicht.
- ProbendickeDie Einhaltung der UL94 V0-Norm ist dickenabhängig (1,6 mm ist schwieriger als 3,2 mm), daher müssen die Rezepturen entsprechend angepasst werden.
- SynergistenDie Zugabe von 2-5% Nanoton oder Talkum kann die Verkohlung fördern und die Menge an Flammschutzmitteln reduzieren.
- Verarbeitungstemperatur: Sicherstellen, dass die Verarbeitungstemperaturen unterhalb der Zersetzungspunkte von AHP (≤240°C) und MCA (≤300°C) bleiben.
4. Empfohlene Verifizierungsschritte
- Vorläufige Tests: Durchführung von Versuchen im kleinen Maßstab mit AHP 12% + MCA 15% (insgesamt 27%).
- Leistungstests: Bewertung der Flammschutzwirkung (UL94 Vertikalbrennprüfung), der Härte (Shore A), der Zugfestigkeit und des Schmelzflussindexes.
- OptimierungBei Tropfenbildung sollte das AHP-Verhältnis erhöht werden (um die Verkohlung zu verbessern); bei unzureichenden mechanischen Eigenschaften sollte die Zugabe von Weichmachern oder eine Reduzierung der Gesamtmenge erwogen werden.
5. Vorsichtsmaßnahmen
- Vermeiden Sie die Kombination mit sauren Füllstoffen (z. B. bestimmten Farbstoffen), da diese AHP destabilisieren können.
- Enthält das TPE große Mengen an Weichmachern auf Ölbasis, muss die Flammschutzmittelmenge gegebenenfalls erhöht werden (Öl kann die Flammschutzwirkung verringern).
Durch gezielte Mischung und experimentelle Optimierung lässt sich die UL94 V0-Konformität erreichen, wobei gleichzeitig die Verarbeitbarkeit von TPE und die mechanischen Eigenschaften im Gleichgewicht stehen. Die Zusammenarbeit mit Flammschutzmittellieferanten zur Entwicklung kundenspezifischer Lösungen wird empfohlen.
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Veröffentlichungsdatum: 22. Mai 2025
