PBT halogeenvrije vlamvertragende formule
Om een halogeenvrij vlamvertragend systeem (FR) voor PBT te ontwikkelen, is het essentieel om de juiste balans te vinden tussen vlamvertragende efficiëntie, thermische stabiliteit, compatibiliteit bij verwerkingstemperaturen en mechanische eigenschappen.
I. Kernvlamvertragende combinaties
1. Aluminiumhypofosfiet + MCA (melaminecyanuraat) + zinkboraat
Mechanisme:
- Aluminiumhypofosfiet (thermische stabiliteit > 300°C): Bevordert de vorming van verkoolde stoffen in de gecondenseerde fase en laat PO·-radicalen vrij in de gasfase om verbrandingsketenreacties te onderbreken.
- MCA (ontledingstemperatuur ~300°C): Endotherme ontleding brengt inerte gassen (NH₃, H₂O) vrij, waardoor brandbare gassen worden verdund en het druppelen van smelt wordt onderdrukt.
- Zinkboraat (ontledingstemperatuur > 300°C): Verbetert de vorming van glasachtige verkooling, waardoor rook en nagloeiing worden verminderd.
Aanbevolen verhouding:
Aluminiumhypofosfiet (10-15%) + MCA (5-8%) + zinkboraat (3-5%).
2. Oppervlaktegemodificeerd magnesiumhydroxide + aluminiumhypofosfiet + organisch fosfinaat (bijv. ADP)
Mechanisme:
- Gemodificeerd magnesiumhydroxide (ontledingstemperatuur ~300°C): Oppervlaktebehandeling (silaan/titanaat) verbetert de dispersie en thermische stabiliteit, terwijl warmte wordt geabsorbeerd om de materiaaltemperatuur te verlagen.
- Organisch fosfinaat (bijv. ADP, thermische stabiliteit > 300°C): Zeer effectieve vlamvertrager in de gasfase, die synergetisch werkt met fosfor-stikstofsystemen.
Aanbevolen verhouding:
Magnesiumhydroxide (15-20%) + aluminiumhypofosfiet (8-12%) + ADP (5-8%).
II. Optionele synergisten
- Nanoklei/Talk (2-3%): Verbetert de verkoolde kwaliteit en mechanische eigenschappen, terwijl de FR-dosering wordt verlaagd.
- PTFE (Polytetrafluorethyleen, 0,2-0,5%): Anti-druipmiddel om te voorkomen dat druppels branden.
- Siliconenpoeder (2-4%): Bevordert de vorming van dichte verkooling, waardoor de vlamvertraging en de oppervlakteglans worden verbeterd.
III. Te vermijden combinaties
- Aluminiumhydroxide: Ontleedt bij 180-200°C (beneden de PBT-verwerkingstemperatuur van 220-250°C), wat leidt tot voortijdige afbraak.
- Ongemodificeerd magnesiumhydroxide: vereist oppervlaktebehandeling om agglomeratie en thermische ontleding tijdens de verwerking te voorkomen.
IV. Aanbevelingen voor prestatie-optimalisatie
- Oppervlaktebehandeling: Gebruik silaankoppelingsmiddelen op magnesiumhydroxide en zinkboraat om de dispersie en grensvlakbinding te verbeteren.
- Controle van de verwerkingstemperatuur: Zorg voor een FR-ontledingstemperatuur van > 250°C om degradatie tijdens de verwerking te voorkomen.
- Mechanische eigenschappen in evenwicht: Voeg nanovulstoffen (bijv. SiO₂) of verstevigingsmiddelen (bijv. POE-g-MAH) toe om het verlies aan sterkte te compenseren.
V. Typisch formuleringsvoorbeeld
| Vlamvertragend | Lading (gew.%) | Functie |
|---|---|---|
| Aluminiumhypofosfiet | 12% | Primaire FR (gecondenseerde + gasfase) |
| MCA | 6% | Gasfase FR, rookonderdrukking |
| Zinkboraat | 4% | Synergetische verkoling, rookonderdrukking |
| Nano Talk | 3% | Versterking van houtskool, mechanische verbetering |
| PTFE | 0,3% | Anti-druppel |
VI. Belangrijkste testparameters
- Vlamvertraging: UL94 V-0 (1,6 mm), LOI > 35%.
- Thermische stabiliteit: TGA-residu > 25% (600°C).
- Mechanische eigenschappen: Treksterkte > 45 MPa, kerfslagwaarde > 4 kJ/m².
Door de verhoudingen te optimaliseren, kan een efficiënt halogeenvrij vlamvertragend systeem worden gerealiseerd, terwijl de algehele prestaties van PBT behouden blijven.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Plaatsingstijd: 1 juli 2025
