EoW July 2010

technischer artikel Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von halogenfreien flammenhemmenden compounds Von Jeremy R Austin, Herbert S.-I Chao, Sartomer Company

Übersicht In der Regel werden halogenhaltige Com- pounds, wie z. B. Tetrabromobisphenol-A oder TBBPA, eingesetzt um flammen- hemmende Kunststoffartikel herzustellen. In der letzten Zeit haben akademische und industrielle Forscher ihr Interesse auf halogenfreie Flammschutzmittel konzentriert, diese zwar sichereren und alternativen Technologien haben jedoch eine schädliche Wirkung auf die mechanischen Eigenschaften. Mineralische Füllmaterialien, die als Flammschutzmittel eingesetzt werden, benötigen über 60% Gewichtsbelastung um die Flammtest- Anforderungen zu erfüllen. werden funktionalisierte flüssige Polybutadiene (LPBD) eingesetzt, um die Dehnung und Zugfestigkeit der mit Aluminiumtrihydrat (ATH) gefüllten Ethylen-Vinylacetat (EVA) Copolymere zu verbessern. Die Vor-Dispersion der Haftvermittler auf dem ATH führt zu einer Erhöhung der Dehnung von über 200%. Niedrige Belastungen der Funktionalitäten, wozu Maleinsäure- Anhydrid, Epoxid und Amin gehören, haben sich als die wirkungsvollsten erwiesen. Die Einlagerung eines ionischen Diacryl-Monomers bietet Vorteile bei den Zugmodulen, die von den Materialien mit LPBD-Basis nicht erreicht werden können. 1 Einleitung Wissenschaftliche Studien zeigten, daß halogenhaltige Flammschutzmittel (HFR) als weit verbreitete Schmutzstoffe für die In der aktuellen Studie

In manchen Fällen, wie z. B. bei hydrierten Mineralien, d. h. Aluminiumtrihydrate oder Magnesiumhydroxid, ist der Übergang schwieriger. Um die geforderte Flammbeständigkeit zu erzielen sind hohe Belastungen vom ATH erforderlich, oftmals mit 60% mehr Gewicht. Wenn der Volumenbruchteil von anorganischen Füllmaterialien 50% überschreitet, ergibt sich eine markierte Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften im Compound. Plentz u. a . 1 haben bewiesen, daß in den ATH-enthaltenden PP-Compounds ein Verhältnis zwischen der Belastung des Füllmaterials und der Abmessung der Aggregate entsteht. Diese Feststellung zeigte daß nicht nur die physikalischen Eigenschaften durch die hohe Belastung des Füllmaterials beeinträchtigt werden, sondern daß sich auch der ATH mit der Erhöhung der Belastung aggregiert. Studien zeigten, daß die Zugabe eines funktionalisierten Polymers eine wirksame Methode ist um die Grenzflächenhaftung an der organischen/unorganischen Grenze in Polymerverbunden 2,3,4 zu ändern. Mai u. a. 5 haben bewiesen, daß die Einlagerung von gepfropften modifizierten Acrylsäuren in PP-ATH-Compounds eine chemische Interaktion zwischen den Karboxyl- und Hydroxylgruppen im Polymer bzw. Füllmaterial verursacht. Es wurde gezeigt, daß eine Verbesserung der Grenzflächenhaftung sowohl die thermischen wie die mechanischen Eigenschaften erhöht.

Umwelt gelten. Gefährliche Emissionen durch die Herstellung, Entsorgung oder Recycling von Kunststoffartikeln die HFR enthalten, stellen eine derart ernsthafte Bedrohung dar, dass einige HFR bereits von Elektro- und Haushaltsgeräten entfernt wurden, und die Europäische Union jene Richtlinien ratifiziert hat, die die Kunststoffindustrie auffordern, diese Werkstoffe zu beseitigen. Mit ähnlichen bevorstehenden Gesetzgebungen in allen Ländern, suchen Märkte im Bereich der Kunststoffindustrie alternative Technologien. B. Melamin- Compounds, Nanoclays oder hydrierte Mineralien sind dafür anerkannt worden. Aluminiumtrihydrat (ATH) ist ein anerkannter flammenhemmender Füllstoff für Polymere, und ist eben halogenfrei. In der Regel bewirken Flammschutzmittel eine Verzögerung der Zündung, d. h. das Feuer des Treibstoffs wird entzogen oder die Zündungstemperatur unterdrückt. Dennoch setzt ATH Wasserdampf während der Zersetzung frei. Man ist der Meinung, daß sich diese Wärme vom Substrat zurückzieht und die Treibstoffzuführung verdünnt. Nach der Verkohlung hemmt der Rückstand von Al 2 O 3 die Migration von Sauerstoff und flüchtigen Compounds, die vom Polymer freigesetzt werden, das die exothermische Reaktion weiterhin stark vermehren kann. In den meisten Anwendungen kann eine einfache Ersatzstrategie angewandt werden, wo ein NHFR ein HFR ersetzen kann. Ammoniumphosphate, Verschiedene halogenfreie Flammschutzmittel (NHFR), wie z.

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EuroWire – Juli 2010