Beginsel
De laatste jaren is er steeds meer bezorgdheid ontstaan over de milieu- en gezondheidsrisico's van halogeenhoudende vlamvertragers in kunststoffen. Daarom zijn halogeenvrije vlamvertragers populairder geworden vanwege hun veiligere en duurzamere eigenschappen.
Halogeenvrije vlamvertragers werken door de verbrandingsprocessen te onderbreken die optreden wanneer kunststoffen aan vuur worden blootgesteld.
1. Ze bereiken dit door fysiek en chemisch in te grijpen in de brandbare gassen die vrijkomen tijdens de verbranding. Een van de meest voorkomende mechanismen is de vorming van een beschermende koolstoflaag op het oppervlak van het plastic.
2. Bij blootstelling aan hitte ondergaan halogeenvrije vlamvertragers een chemische reactie waarbij water of andere niet-brandbare gassen vrijkomen. Deze gassen vormen een barrière tussen het plastic en de vlam, waardoor de verspreiding van het vuur wordt vertraagd.
3. De halogeenvrije vlamvertragers ontleden en vormen een stabiele verkoolde laag, ook wel char genoemd, die als een fysieke barrière fungeert en verdere vrijgave van brandbare gassen voorkomt.
4. Bovendien kunnen halogeenvrije vlamvertragers de brandbare gassen verdunnen door vrije radicalen en vluchtige, ontvlambare componenten te ioniseren en te binden. Deze reactie onderbreekt effectief de kettingreactie van de verbranding, waardoor de intensiteit van de brand verder afneemt.
Ammoniumpolyfosfaat is een fosfor-stikstof-halogeenvrij vlamvertragend middel. Het heeft een hoge vlamvertragende werking in kunststoffen en is niet-giftig en milieuvriendelijk.
Toepassing van kunststoffen
Brandvertragende kunststoffen zoals FR PP, FR PE, FR PA, FR PET, FR PBT enzovoort worden veelvuldig gebruikt in de auto-industrie voor interieurs, zoals dashboards, deurpanelen, stoelonderdelen, elektrische behuizingen, kabelgoten, brandwerende elektrische panelen, schakelaars, elektrische omhulsels en leidingen voor water en gas.
Brandvertragende norm (UL94)
UL 94 is een norm voor de brandbaarheid van kunststoffen, uitgegeven door Underwriters Laboratories (VS). De norm classificeert kunststoffen op basis van hun verbrandingsgedrag in verschillende oriëntaties en materiaaldiktes, van de minst brandvertragende tot de meest brandvertragende, in zes verschillende categorieën.
| UL 94-classificatie | Definitie van beoordeling |
| V-2 | Het brandproces stopt binnen 30 seconden op een gedeelte waar verticaal vallend, brandbaar plastic kan voorkomen. |
| V-1 | Het brandproces stopt binnen 30 seconden op een verticaal gedeelte, waardoor druppels plastic die niet ontbranden, kunnen worden verwijderd. |
| V-0 | Het brandproces stopt binnen 10 seconden op een verticaal gedeelte, waardoor druppels plastic die niet ontbranden, kunnen afvallen. |
Verwezen formulering
| Materiaal | Formule S1 | Formule S2 |
| Homopolymerisatie PP (H110MA) | 77,3% | |
| Copolymerisatie PP (EP300M) | 77,3% | |
| Smeermiddel (EBS) | 0,2% | 0,2% |
| Antioxidant (B215) | 0,3% | 0,3% |
| Anti-druppel (FA500H) | 0,2% | 0,2% |
| TF-241 | 22-24% | 23-25% |
| Mechanische eigenschappen gebaseerd op een volumetoevoeging van 30% TF-241. Met 30% TF-241 wordt UL94 V-0 (1,5 mm) bereikt. | ||
| Item | Formule S1 | Formule S2 |
| Verticale ontvlambaarheidssnelheid | V0(1,5 mm) | UL94 V-0 (1,5 mm) |
| Limiet zuurstofindex (%) | 30 | 28 |
| Treksterkte (MPa) | 28 | 23 |
| Rek bij breuk (%) | 53 | 102 |
| Ontvlambaarheidsgraad na koken in water (70℃, 48 uur) | V0(3,2 mm) | V0(3,2 mm) |
| V0(1,5 mm) | V0(1,5 mm) | |
| Buigmodulus (MPa) | 2315 | 1981 |
| Smeltindex (230℃, 2,16 kg) | 6.5 | 3.2 |
