Für die Anforderungen an die Flammschutzmittel von Latexschwämmen folgt eine Analyse auf Basis mehrerer bestehender Flammschutzmittel (Aluminiumhydroxid, Zinkborat, Aluminiumhypophosphit, MCA) sowie Empfehlungen zur Formulierung:
I. Analyse der Anwendbarkeit bestehender Flammschutzmittel
Aluminiumhydroxid (ATH)
Vorteile:
- Umweltfreundlich, kostengünstig.
- Funktioniert durch endotherme Zersetzung und Freisetzung von Wasserdampf, geeignet für halogenfreie Systeme.
Nachteile:
- Für eine optimale Wirkung ist eine hohe Beladung (30-50 phr) erforderlich, was sich auf die Elastizität und Dichte des Schwamms auswirken kann.
Anwendbarkeit:
- Geeignet für grundlegende Flammschutzmittelformulierungen.
- Es wird empfohlen, es mit Synergisten (z. B. Zinkborat) zu kombinieren.
Zinkborat
Vorteile:
- Synergistischer Flammschutzmittel, erhöht die Wirksamkeit von ATH.
- Fördert die Verkohlung und unterdrückt die Rauchentwicklung.
Nachteile:
- Bei alleiniger Anwendung nur begrenzt wirksam; erfordert die Kombination mit anderen Flammschutzmitteln.
Anwendbarkeit:
- Empfohlen als Synergist für ATH oder Aluminiumhypophosphit.
Aluminiumhypophosphit
Vorteile:
- Hocheffizient, halogenfrei, geringe Beladung (10-20 phr).
- Gute thermische Stabilität, geeignet für hohe Anforderungen an den Flammschutz.
Nachteile:
- Höhere Kosten.
- Die Kompatibilität mit Latexsystemen muss noch überprüft werden.
Anwendbarkeit:
- Geeignet für hohe Flammschutzstandards (z. B. UL94 V-0).
- Kann einzeln oder in Kombination verwendet werden.
MCA (Melamincyanurat)
Vorteile:
- Flammschutzmittel auf Stickstoffbasis, rauchunterdrückend.
Nachteile:
- Schlechte Dispergierbarkeit.
- Kann die Schaumbildung beeinträchtigen.
- Hohe Zersetzungstemperatur (~300°C), die nicht mit der Verarbeitung von Latex bei niedrigen Temperaturen vereinbar ist.
Anwendbarkeit:
- Nicht als Priorität empfohlen; erfordert experimentelle Validierung.
II. Empfohlene Rezepturen und Verfahrensvorschläge
Formulierung 1: ATH + Zinkborat (wirtschaftliche Option)
Zusammensetzung:
- Aluminiumhydroxid (ATH): 30-40 phr
- Zinkborat: 5-10 phr
- Dispergiermittel (z. B. Silan-Haftvermittler): 1-2 phr (verbessert die Dispergierbarkeit)
Eigenschaften:
- Kostengünstig, umweltfreundlich.
- Geeignet für allgemeine Anforderungen an den Flammschutz (z. B. UL94 HF-1).
- Kann die Elastizität des Schwamms leicht verringern; Optimierung der Vulkanisation erforderlich.
Rezeptur 2: Aluminiumhypophosphit + Zinkborat (Hochleistungsvariante)
Zusammensetzung:
- Aluminiumhypophosphit: 15-20 phr
- Zinkborat: 5-8 phr
- Weichmacher (z. B. flüssiges Paraffin): 2-3 phr (verbessert die Verarbeitbarkeit)
Eigenschaften:
- Hohe Flammschutzwirkung, geringe Belastung.
- Geeignet für anspruchsvolle Szenarien (z. B. vertikaler Brennvorgang V-0).
- Die Kompatibilität von Aluminiumhypophosphit mit Latex muss getestet werden.
Formulierung 3: ATH + Aluminiumhypophosphit (Ausgewogene Option)
Zusammensetzung:
- Aluminiumhydroxid: 20-30 phr
- Aluminiumhypophosphit: 10-15 phr
- Zinkborat: 3-5 phr
Eigenschaften:
- Ausgewogenes Verhältnis von Kosten und Leistung.
- Verringert die Abhängigkeit von einem einzigen Flammschutzmittel und minimiert so die Auswirkungen auf die physikalischen Eigenschaften.
III. Prozessüberlegungen
Dispergierbarkeit:
- Flammschutzmittel sollten auf ≤5μm vermahlen werden, um eine Beeinträchtigung der Schaumstruktur zu vermeiden.
- Eine Vordispersion in Latex oder in Hochgeschwindigkeitsmischgeräten wird empfohlen.
Aushärtungsbedingungen:
- Die Aushärtungstemperatur (typischerweise 110-130 °C für Latex) muss kontrolliert werden, um eine vorzeitige Zersetzung der Flammschutzmittel zu verhindern.
Leistungstests:
- Wesentliche Prüfungen: Sauerstoffindex (LOI), Vertikalbrennbarkeit (UL94), Dichte, Elastizität.
- Reicht die Flammschutzwirkung nicht aus, erhöhen Sie schrittweise die Anteile von Aluminiumhypophosphit oder ATH.
IV. Weitere Empfehlungen
MCA-Test:
- Bei Testläufen sollten Sie 5-10 phr in kleinen Mengen verwenden, um die Auswirkungen auf die Schaumgleichmäßigkeit zu beobachten.
Umweltzertifizierungen:
- Sicherstellen, dass die ausgewählten Flammschutzmittel den RoHS/REACH-Richtlinien für den Export entsprechen.
Synergistische Mischungen:
- Erwägen Sie die Zugabe kleiner Mengen Nanoton (2-3 phr), um die Barrierewirkung der Kohleschicht zu verstärken.
This proposal serves as a reference. Small-scale trials are recommended to optimize specific ratios and process parameters. More info , pls contact lucy@taifeng-fr.com
Veröffentlichungsdatum: 22. Mai 2025
