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EuroWire – März 2008
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deutsch
Neuer Rauchunterdrücker
aus Molybdän für PVC
Von J Ken Walker, Wai-Kwong Ho, Sherwin-Williams Chemicals
1. Einleitung
Polyvinylchlorid, PVC, ist ein inhärent
flammhemmendes Polymer und wird oft bei
Anwendungen eingesetzt, bei denen geringe
Flammenausbreitungen gefordert sind. Bei
einigen Anwendungen hat die amerikanische
Gesellschaft für Brandverhütung, die National
Fire Protection Association (NFPA), auch
strenge Rauchstandards eingeführt. Für
die plenum-eingestufte PVC-Ummantelung,
müssen Kommunikationskabel NFPA 262,
den Steiner Tunnel Test, bestehen. Um
sich für den Gebrauch zu qualifizieren,
darf die Flammenausbreitung 5 Fuß
nicht
überschreiten.
Darüber
hinaus,
darf der Höchstwert des Rauchs nicht 0,5
Maßeinheiten überschreiten, während der
durchschnittliche Rauchwert im Laufe des
Tests unter 0,15 Maßeinheiten sein muß.
Anorganische
Molybdäne
sind
der
Industriestandard für Rauchunterdrückung
in PVC. Hervorgerufen wird dies durch die
inhärente Fähigkeit des Molybdäns, die
Bildung künstlicher Kohle (char) zu fördern.
1-3
Die sehr verbreitete und anerkannteste
Molybdänchemie für Rauchunterdrückung
in PVC ist Ammonium-Oktanmolybdän,
ammonium octamolybdate - AOM. Wegen
der hohen Kosten des Molybdäns und des
hohen Prozentsatzes an Molybdän in AOM
(61% basierend auf Molybdänoxid) suchen
PVC-Hersteller neue Technologien, um die
Effizienz der rauchunterdrückenden Additive
zu erhöhen.
Es
wird
berichtet,
daß
Ammonium-
Oktanmolybdän in zwei isomeren For-men
existiert, die als Alpha oder Beta bezeichnet
werden. In der Regel ist„a”die handelsübliche
Form. Sie wird durch die teilweise thermische
Zersetzung von Ammonium-Dimolybdän,
ADM, erzeugt, entsprechend der Reaktion:
4 (NH
4
)
2
Mo
2
O
7
➞
(NH
4
)
4
M
8
O
26
+ 4 NH
3
+ 2 H
2
O
AOM wurde auch durch die Ansäuerung einer
ADM- Lösung erzeugt.
4-5
2 (NH
4
)
2
Mo
2
O
7
+ 4 MoO
3
➞
a-(NH
4
)
4
Mo
8
O
26
Gemäß der Patentschrift, können Änder-
ungen bei den Verfahrensbedingungen die
Kristallstruktur beeinflussen. Über ein neues
(X-AOM genannter) Isomer mit erhöhten
Rauchunterdrückungsmerkmalen
wurde
berichtet.
5
Neben den reinen Molybdanchemikalien,
werden verschiedene spezifische Rauch-
unterdrücker (KEMGARD) von der Sherwin-
Williams Chemicals Group hergestellt und
verkauft. Sie basieren in der Regel auf
Zink- und Kalzium-Molybdän, und werden
durch die Fällung bei Vorhandensein eines
Inertkerns vorbereitet.
6-7
. Das allgemeine
Konzept dieser spezifisch entwickelten
Materialien liegt darin, daß die Fällung auf
der Oberfläche eines Inertminerals, die
Oberfläche der aktiven Chemie erhöht und
den Gesamtbedarf an Molybdän im PVC-
Compound reduziert.
Angesichts der steigenden Preise des
Molybdäns im Markt, werden natürlich
spezifische
Rauchunterdrücker
immer
interessanter. In dieser Studie wird von der
Entwicklung einer neuen Technologie zur
spezifischen Rauchunterdrückung berichtet,
die auf der AOM-Chemie basiert. Wir haben
herausgefunden, daß die Fällung von
AOM bei Vorhandensein von Mineralfüll-
mittel einen neuen Großoberflächen-AOM-
Rauchunterdrücker erzeugen kann. Durch
die Großoberfläche wird die Leistung der
Rauchunterdrückung
gegenüber
einem
standardmäßigen Ammonium-Oktanmolyb-
dän wesentlich erhöht. Dieser Fortschritt, der
die Technologie der Oberflächenbehandlung
von Sherwin-Williams mit der AOM-Chemie
kombiniert, stellt einen wichtigen Fortschritt
für die AOM-basierte Rauchunterdrückung
dar.
2. Materialien
In
dieser
Studie
wurden
mehrere
handelsübliche
AOM-Rauchunterdrücker
untersucht. Diese wurden auch durch eine
Strahlmühle, für eine weitere Größenreduzier-
ung feinzerkleinert und in unsere Prüfung
integriert.
Tabelle 1
zeigt die Teilchengröße
und
die
Oberfläche
der
getesteten
Prüfmaterialien.
Großoberflächen-AOM,
Kemgard STA, wurde durch die Reaktion von
Ammonium-Dimolybdän und Molybdän-
Oxid bei Vorhandensein eines Inerttalkum
vorbereitet. Das Verfahren ist in einem in
Amerika angemeldeten Patent beschrieben.
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Untersucht wurden mehrere Inertfüller,
die im allgemeinen bei PVC-Compounds
eingesetzt werden.
Bild 1
:
REM von Climax WA AOM
▲
Bild 2
:
REM von Kemgard STA
▲