PBT halogenfri flammehemmende formulering

PBT halogenfri flammehemmende formulering

For å utvikle et halogenfritt flammehemmende (FR) system for PBT, er det viktig å balansere flammehemmende effektivitet, termisk stabilitet, kompatibilitet med prosesseringstemperatur og mekaniske egenskaper.

I. Kombinasjoner av flammehemmende kjerner

1. Aluminiumhypofosfitt + MCA (melamincyanurat) + sinkborat

Mekanisme:

• Aluminiumhypofosfitt (termisk stabilitet > 300 °C): Fremmer forkullingsdannelse i den kondenserte fasen og frigjør PO·-radikaler i gassfasen for å avbryte forbrenningskjedereaksjoner.
• MCA (Dekomponeringstemperatur ~300 °C): Endoterm dekomponering frigjør inerte gasser (NH₃, H₂O), som fortynner brennbare gasser og undertrykker drypping av smelte.
• Sinkborat (nedbrytningstemperatur > 300 °C): Forsterker dannelsen av glassaktig forkulling, reduserer røyk og etterglød.

Anbefalt forhold:
Aluminiumhypofosfitt (10–15 %) + MCA (5–8 %) + sinkborat (3–5 %).

2. Overflatemodifisert magnesiumhydroksid + aluminiumhypofosfitt + organisk fosfinat (f.eks. ADP)

Mekanisme:

• Modifisert magnesiumhydroksid (nedbrytningstemperatur ~300 °C): Overflatebehandling (silan/titanat) forbedrer dispersjon og termisk stabilitet samtidig som den absorberer varme for å senke materialtemperaturen.
• Organisk fosfinat (f.eks. ADP, termisk stabilitet > 300 °C): Svært effektivt flammehemmende middel i gassfase, som synergiserer med fosfor-nitrogen-systemer.

Anbefalt forhold:
Magnesiumhydroksid (15–20 %) + aluminiumhypofosfitt (8–12 %) + ADP (5–8 %).

II. Valgfrie synergister

• Nanoleire/talkum (2–3 %): Forbedrer forkullet kvalitet og mekaniske egenskaper samtidig som den reduserer doseringen av friksjonsfraksjon.
• PTFE (polytetrafluoretylen, 0,2–0,5 %): Drypphemmende middel for å forhindre brennende dråper.
• Silikonpulver (2–4 %): Fremmer dannelse av tett forkulling, forbedrer flammehemming og overflateglans.

III. Kombinasjoner som bør unngås

• Aluminiumhydroksid: Dekomponerer ved 180–200 °C (under PBT-prosesseringstemperatur på 220–250 °C), noe som fører til for tidlig nedbrytning.
• Umodifisert magnesiumhydroksid: Krever overflatebehandling for å forhindre agglomerering og termisk nedbrytning under behandling.

IV. Anbefalinger for ytelsesoptimalisering

1. Overflatebehandling: Bruk silankoblingsmidler på magnesiumhydroksid og sinkborat for å forbedre dispersjon og grenseflatebinding.
2. Kontroll av prosesseringstemperatur: Sørg for at FR-dekomponeringstemperaturen er > 250 °C for å unngå nedbrytning under prosessering.
3. Mekanisk egenskapsbalanse: Innarbeid nanofyllstoffer (f.eks. SiO₂) eller herdemidler (f.eks. POE-g-MAH) for å kompensere for styrketap.

V. Typisk formuleringseksempel

VI. Viktige testparametere

• Flammehemming: UL94 V-0 (1,6 mm), LOI > 35 %.
• Termisk stabilitet: TGA-rester > 25 % (600 °C).
• Mekaniske egenskaper: Strekkfasthet > 45 MPa, hakkslag > 4 kJ/m².

Ved å optimalisere forholdstallene kan man oppnå et effektivt halogenfritt flammehemmende system samtidig som PBTs generelle ytelse opprettholdes.

More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com