PP V2 Flammschutzmittel-Masterbatch-Referenzrezeptur
Um in PP-Masterbatches (Polypropylen) die Flammschutzklasse UL94 V2 zu erreichen, ist eine synergistische Kombination von Flammschutzmitteln erforderlich, die gleichzeitig die Verarbeitungseigenschaften und die mechanischen Eigenschaften erhält. Nachfolgend finden Sie eine optimierte Rezepturempfehlung mit Erläuterungen:
I. Empfehlung zur Basisformulierung
Flammschutzmittelformulierung:
| Komponente | Beladung (Gew.-%) | Funktionsbeschreibung |
| PP-Harz | 50-60% | Trägerharz (empfohlen wird ein Harz mit hohem Schmelzflussindex, z. B. MFI 20-30 g/10 min) |
| Aluminiumhypophosphit | 15-20% | Säurequelle, fördert die Koksbildung, gute thermische Stabilität für die PP-Verarbeitung |
| Zinkborat | 5-8% | Synergistisches Flammschutzmittel, unterdrückt Rauch und verbessert die Flammschutzwirkung in der Gasphase |
| Oberflächenmodifiziertes Aluminiumhydroxid | 10-15% | Endotherme Zersetzung, senkt die Verbrennungstemperatur (Oberflächenbehandlung, z. B. mit Silan-Haftvermittler, empfohlen) |
| Dipentaerythritol (Di-PE) | 5-8% | Die Kohlenstoffquelle wirkt synergistisch mit der Säurequelle und bildet so intumeszierenden Kohlenstoff. |
| Melaminpolyphosphat (MPP) | 3-5% | Gasquelle (empfohlene Ergänzung), setzt Edelgase frei, um die Schwellung zu verstärken |
| Antitropfmittel (PTFE) | 0,3–0,5 % | Verringert das Abtropfen der Schmelze (optional für V2, da Abtropfen zulässig ist) |
| Antioxidans (1010/168) | 0,3–0,5 % | Verhindert thermische oxidative Zersetzung während der Verarbeitung |
| Schmierstoff (Zinkstearat) | 0,5–1 % | Verbessert die Verarbeitungsfließfähigkeit und Dispersion |
| Farbträger und Pigment | Nach Bedarf | Wählen Sie hochtemperaturbeständige Pigmente, um Reaktionen mit Flammschutzmitteln zu vermeiden. |
II. Wichtigste Optimierungspunkte
- Synergistisches Flammschutzsystem
- Intumeszierendes Flammschutzmittel (IFR):Aluminiumhypophosphit (Säurequelle) + Di-PE (Kohlenstoffquelle) + MPP (Gasquelle) bilden ein IFR-System, das eine isolierende Kohleschicht erzeugt, um Wärme und Sauerstoff abzuschirmen.
- Synergieeffekt von Zinkborat:Reagiert mit Aluminiumhypophosphit und bildet eine glasartige Schutzschicht, wodurch die Flammschutzwirkung in der Gasphase verbessert wird.
- Modifiziertes Aluminiumhydroxid:Die Oberflächenbehandlung verringert die Feuchtigkeitsabgabe während der Verarbeitung und sorgt gleichzeitig für eine endotherme Zersetzung, wodurch die Verbrennungstemperatur gesenkt wird.
- Verarbeitungs- und Leistungsbalance
- Die Gesamtmenge des Flammschutzmittels sollte kontrolliert werden bei35-45%um einen erheblichen Verlust an mechanischen Eigenschaften zu vermeiden.
- VerwendenPP-Harz mit hohem Schmelzindex (z. B. PPH-Y40)um die Dispergierung des Masterbatches zu verbessern und die Viskosität zu reduzieren.
- Empfehlungen für Tests und Validierung
- UL94 Vertikalbrennprüfung:Sicherstellen, dass die Flammen innerhalb von60 Sekundennach zwei Zündungen.
- Mechanische Prüfung:Fokus auf Zugfestigkeit (≥20 MPa) und Schlagfestigkeit (≥4 kJ/m²).
- Thermische Stabilität (TGA):Prüfen Sie, ob die Zersetzungstemperaturen des Flammschutzmittels mit dem Verarbeitungsbereich von PP übereinstimmen (180–220 °C).
III. Optionale Anpassungen
- Für höhere Flammschutzklasse (z. B. V0):
- Erhöhen Sie den Aluminiumhypophosphitgehalt auf25 %, hinzufügen2% Silikon(Rauchunterdrückung) und PTFE erhöhen auf0,8 %.
- Kostensensitive Anwendungen:
- Den MPP-Gehalt reduzieren und den Aluminiumhydroxidgehalt moderat erhöhen (um die Verarbeitungsstabilität zu gewährleisten).
IV. Wichtige Überlegungen
- Masterbatch-Herstellung:Flammschutzmittel mit Trägerharz vormischen;Doppelschneckenextrusion (180–210°C)wird empfohlen.
- Trocknung von Aluminiumhydroxid:Trocken bei110 °C für 4 Stundenum Blasenbildung während der Verarbeitung zu vermeiden.
- Di-PE/Aluminiumhypophosphit-Verhältnis:Pflegen1:2 bis 1:3für eine optimale Koksbildungseffizienz.
Mit diesem optimierten Rezeptur- und Verarbeitungsansatz,UL94 V2 FlammschutzDies lässt sich unter Beibehaltung der Verarbeitungsleistung und Farbstabilität zuverlässig erreichen. Zur Feinabstimmung auf Basis der Testergebnisse werden Versuche im kleinen Maßstab empfohlen.
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Veröffentlichungsdatum: 08.07.2025
