Referenzformulierung für flammhemmende Mittel für Klebstoffe

Die Formulierung von Flammschutzmitteln für Klebstoffe muss individuell an den jeweiligen Basismaterialtyp (z. B. Epoxidharz, Polyurethan, Acryl usw.) und die Anwendungsbereiche (z. B. Bauwesen, Elektronik, Automobilindustrie usw.) angepasst werden. Im Folgenden werden gängige Komponenten von Flammschutzmitteln für Klebstoffe und ihre Funktionen beschrieben, wobei sowohl halogenierte als auch halogenfreie Flammschutzmittel berücksichtigt werden.

1. Grundsätze der Formulierung von flammhemmenden Klebstoffen

• Hohe Effizienz: Entspricht UL 94 V0 oder V2.
• KompatibilitätDas Flammschutzmittel sollte mit dem Klebstoffgrundmaterial kompatibel sein, ohne die Klebeleistung zu beeinträchtigen.
• Umweltfreundlichkeit: Halogenfreie Flammschutzmittel sollten Vorrang haben, um die Umweltauflagen zu erfüllen.
• VerarbeitbarkeitDas Flammschutzmittel darf den Aushärtungsprozess oder die Fließfähigkeit des Klebstoffs nicht beeinträchtigen.

2. Halogenierte flammhemmende Klebstoffformulierung

Halogenierte Flammschutzmittel (z. B. bromierte) unterbrechen die Verbrennungskettenreaktion durch die Freisetzung von Halogenradikalen und bieten so eine hohe Flammschutzwirkung.

Formulierungskomponenten:

• Klebstoffbasismaterial: Epoxidharz, Polyurethan oder Acryl.
• Bromiertes Flammschutzmittel: 10–20% (z. B. Decabromdiphenylether, bromiertes Polystyrol).
• Antimontrioxid (Synergist): 3–5% (verbessert die flammhemmende Wirkung).
• Weichmacher: 1–3% (verbessert die Flexibilität).
• HärtungsmittelDie Auswahl erfolgt anhand der Klebstoffart (z. B. aminbasiert für Epoxidharz).
• Lösungsmittel: Nach Bedarf (passt die Viskosität an).

Eigenschaften:

• VorteileHohe Flammschutzwirkung, geringe Additivmenge.
• Nachteile: Kann bei der Verbrennung giftige Gase erzeugen; Umweltbedenken.

3. Halogenfreie, flammhemmende Klebstoffformulierung

Halogenfreie Flammschutzmittel (z. B. auf Phosphor-, Stickstoff- oder anorganischer Basis) wirken durch endotherme Reaktionen oder die Bildung einer Schutzschicht und bieten eine bessere Umweltverträglichkeit.

Formulierungskomponenten:

• Klebstoffbasismaterial: Epoxidharz, Polyurethan oder Acryl.
• Flammschutzmittel auf Phosphorbasis: 10–15% (z.B.Ammoniumpolyphosphat APPoder rotem Phosphor).
• Stickstoffbasiertes Flammschutzmittel: 5–10% (z. B. Melamincyanurat MCA).
• Anorganische Hydroxide: 20–30% (z.B. Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid).
• Weichmacher: 1–3% (verbessert die Flexibilität).
• Härtungsmittel: Die Auswahl erfolgt anhand der Klebstoffart.
• Lösungsmittel: Nach Bedarf (passt die Viskosität an).

Eigenschaften:

• VorteileUmweltfreundlich, keine toxischen Gasemissionen, entspricht den Vorschriften.
• NachteileGeringere Flammschutzwirkung, höhere Additivmengen können die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen.

4. Wichtige Überlegungen bei der Formulierungsentwicklung

• Auswahl flammhemmender Mittel:
  • Halogeniert: Hohe Effizienz, birgt jedoch Umwelt- und Gesundheitsrisiken.
  • Halogenfrei: Umweltfreundlich, erfordert aber größere Mengen.
• Kompatibilität: Es muss sichergestellt werden, dass das Flammschutzmittel keine Delamination verursacht oder die Haftung beeinträchtigt.
• Verarbeitbarkeit: Beeinträchtigungen der Aushärtung und der Fließfähigkeit vermeiden.
• Umweltkonformität: Halogenfreie Optionen bevorzugen, um RoHS, REACH usw. zu erfüllen.

5. Typische Anwendungen

• KonstruktionFeuerbeständige Dichtstoffe, Strukturklebstoffe.
• Elektronik: Klebstoffe für die Leiterplattenverkapselung, leitfähige Klebstoffe.
• AutomobilScheinwerferklebstoffe, Innenraumklebstoffe.

6. Empfehlungen zur Optimierung der Formulierung

• Verbesserung der Flammwidrigkeit:
  • Synergistische Kombinationen (z. B. Halogen-Antimon, Phosphor-Stickstoff).
  • Nano-Flammschutzmittel (z. B. Nano-Magnesiumhydroxid oder Nano-Ton) zur Verbesserung der Effizienz und Reduzierung der Additivmengen.
• Verbesserung der mechanischen Eigenschaften:
  • Verstärkungsmittel (z. B. POE oder EPDM) zur Verbesserung der Flexibilität und Schlagfestigkeit.
  • Verstärkungsfüllstoffe (z. B. Glasfasern) zur Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit.
• Kostenreduzierung:
  • Optimieren Sie die Flammschutzmittelverhältnisse, um den Verbrauch zu minimieren und gleichzeitig die Anforderungen zu erfüllen.
  • Wählen Sie kostengünstige Materialien (z. B. einheimische oder gemischte Flammschutzmittel).

7. Umwelt- und Regulierungsanforderungen

• halogenierte Flammschutzmittel: Unterliegt Beschränkungen gemäß RoHS, REACH usw.; mit Vorsicht verwenden.
• halogenfreie Flammschutzmittel: Entspricht den Vorschriften; zukünftiger Trend.

8. Zusammenfassung

Die Formulierung von flammhemmenden Klebstoffen sollte auf die jeweiligen Anwendungsbereiche und gesetzlichen Anforderungen abgestimmt sein, wobei zwischen halogenierten und halogenfreien Varianten gewählt werden kann. Halogenierte Flammschutzmittel bieten zwar eine hohe Effizienz, bergen jedoch Umweltrisiken, während halogenfreie Alternativen umweltfreundlich sind, aber höhere Additivmengen erfordern. Durch die Optimierung von Formulierungen und Prozessen lassen sich leistungsstarke, umweltfreundliche und kostengünstige flammhemmende Klebstoffe für die Bau-, Elektronik-, Automobil- und weitere Branchen entwickeln.

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