Klassifizierung von ABS-Flammschutzmitteln

ABS-Harz ist schlagfest, hitzebeständig, kältebeständig, chemikalienbeständig, lässt sich leicht verarbeiten und hat einen guten Oberflächenglanz sowie weitere Eigenschaften. Es wird derzeit häufig in der Automobilindustrie, der Elektronik, Elektrogeräten, Textilien, Haushaltsgeräten und Baumaterialien und anderen Bereichen eingesetzt, sodass die Anforderungen an die Flammhemmung von ABS immer höher werden.

Klassifizierung von ABS Flammschutzmittelich:

1.Halogen-Flammschutzmittel

① Bromhaltige Flammschutzmittel: Halogenierte Flammschutzmittel beziehen sich hauptsächlich auf Brom-Flammschutzmittel. Bromierte Flammschutzmittel werden in folgende Kategorien unterteilt

(a) Polybromierte Diphenylether: Zu den polybromierten Diphenylethern zählen Octabromdiphenylether und Decabromdiphenylether. Diese Flammschutzmittel zeichnen sich durch hohe Wirksamkeit, niedrige Dosierung, gute mechanische Eigenschaften und einen günstigen Preis aus. Diese Art von Flammschutzmitteln entspricht jedoch nicht dem RoHS-Verbot, ist nicht umweltfreundlich und mittlerweile verboten.

(b) Decabromdiphenylethan (DBDPE): Da es unfreies Brom enthält, gehört es nicht zu den polybromierten Diphenylethern und produziert bei der Verbrennung keine polybromierten Biphenyle und polybromierten Diphenylether und andere durch das RoHS-Verbot verbotene Substanzen.

Die Kosten von DBDPE sind mit denen von DecabDE vergleichbar, und die Sicherheitsbewertung zeigt, dass DBDPE ein wenig toxisches, nicht stimulierendes Flammschutzmittel ist, das in vivo für viele genetische Gene negativ ist und auch die Toxizität bei wiederholter Gabe sehr gering ist, sodass es PBDE als Flammschutzmittel für ABS ersetzen kann.

Darüber hinaus ist Antimon-Flammschutzmittel ein wichtiger Synergist für Flammschutzmittel. Es kann allein oder in Kombination verwendet werden. Insbesondere in Kombination mit Halogen-Flammschutzmitteln kann es die Wirksamkeit von Halogen-Flammschutzmitteln erheblich verbessern und ist ein unverzichtbarer Synergist in Halogen-Flammschutzmitteln. Seine Hauptvarianten sind Sb2O3, Sb2O5 und Natriumantimonat (NaSbO3 · 14H2O).

(c) Bromiertes Epoxidharz: Bromiertes Epoxidharz bezieht sich auf das aus Tetrabrombisphenol A synthetisierte Epoxidharz, das eine ausgezeichnete Schmelzfließfähigkeit, eine hohe Flammschutzwirkung, eine ausgezeichnete Wärme- und Lichtstabilität sowie gute physikalische und mechanische Eigenschaften aufweist und ein ideales ABS-Flammschutzmittel ist.

② Chloriertes Polyethylen (CPE) Flammschutzmittel: CPE hat die Form eines weißen Pulvers, ist ungiftig, löslich in aromatischen Kohlenwasserstoffen und halogenierten Kohlenwasserstoffen, unlöslich in aliphatischen Kohlenwasserstoffen, zersetzt sich über 170 °C und setzt Chlorwasserstoffgas frei.

Da die CPE-Molekülstruktur keine ungesättigten Doppelbindungen und keinen Zugang zu chlorhaltigen Gruppen enthält und die Chloratome zufällig entlang der Polyethylenkette verteilt sind, weist es eine stabile chemische Struktur, ausgezeichnete Wärmealterungsbeständigkeit, Kältebeständigkeit, Witterungsbeständigkeit, chemische Beständigkeit, Ozonbeständigkeit und elektrische Isolierung auf.

Als Elastomerpolymer weist CPE eine gute Kompatibilität mit einer Vielzahl von Polymeren auf und kann als Modifikator für ABS, PVC, PP, PE, PS usw. verwendet werden.

Da CPE Halogene und Flammschutzmittel enthält, kann es gleichzeitig als zweites Flammschutzmittel verwendet werden. Da der Preis von CPE niedriger ist als der von ABS, ist CPE eine ideale Wahl für die flammhemmende ABS-Modifizierung.

Die synergistische flammhemmende Wirkung von CPE und Sb2O3: Wenn CPE dem Material aus ABS und dem zusammengesetzten Flammschutzmittel DBDPESb2O3 hinzugefügt wird, erhöht sich der Sauerstoffindex des zusammengesetzten Materials und die Wärmefreisetzungsrate, die effektive Verbrennungswärme und die Massenverlustrate verringern sich, was darauf hinweist, dass CPE eine flammhemmende Wirkung hat und als zweites Flammschutzmittel verwendet werden kann.

Nach der Zugabe von CPE wird die Schlagzähigkeit des Verbundwerkstoffs stark erhöht, was darauf hindeutet, dass ein synergistischer Effekt zwischen CPE und Sb2O3 besteht. Darüber hinaus kann nach der Zugabe von CPESb2O3 die Rauchentwicklungsrate des Verbundwerkstoffs deutlich reduziert werden, was darauf hindeutet, dass CPESb2O3 auch eine gute Rauchunterdrückungswirkung auf ABS hat.

③ halogenfreie Flammschutzmittel

Aluminiumhydroxid und Magnesiumhydroxid: Aluminiumhydroxid und Magnesiumhydroxid sind zwei gängige Flammschutzmittel vom Typ anorganischer Füllstoffe, die sich dadurch auszeichnen, dass sie halogenfrei, ungiftig, rauchunterdrückend und kostengünstig sind.

Der Flammschutzmechanismus ist grundsätzlich derselbe, alle basieren auf dem Flammschutzmechanismus der kondensierten Phase (d. h. Aluminiumhydroxid bildet bei hohen Temperaturen eine kondensierte Phase auf der ABS-Oberfläche, die die Luft isoliert, Wärmeübertragung verhindert und die Freisetzung brennbarer Gase verringert).

Die gebildete Kohlenstoffschicht kann die Rückführung der Verbrennungswärme in den unverbrannten Teil sowie die Diffusion und Verbrennung von Zersetzungsprodukten in die Flammenzone blockieren, eine Rolle als Wärme- und Masseisolator spielen, die Wärmefreisetzungsrate des Materials wirksam verringern und die Verbrennung des Materials verzögern. Außerdem kann sie einen Kühlmechanismus bewirken (d. h., im Flammschutzmittel treten endotherme Dehydratation, Phasenübergang, Zersetzung oder andere endotherme Reaktionen auf, wodurch die Temperatur der Polymeroberfläche und der Verbrennungszone gesenkt wird. Sie verhindert den thermischen Abbau und verringert dadurch die Menge der verflüchtigten brennbaren Gase, wodurch letztendlich die Bedingungen zerstört werden, die die kontinuierliche Verbrennung des Polymers aufrechterhalten).

Allerdings ist die Zugabemenge allein schon groß und verändert die mechanischen Eigenschaften des Harzes erheblich, sodass diese beiden Flammschutzmittel im Allgemeinen nicht als Hauptflammschutzmittel verwendet werden.

Beschichteter roter Phosphor: Beschichteter roter Phosphor enthält ausschließlich das Flammschutzelement Phosphor und seine Flammschutzwirkung ist höher als bei anderen phosphorhaltigen Flammschutzmitteln. Sein Flammschutzmechanismus basiert hauptsächlich auf einem kondensierten Phasenflammschutzmittel, d. h., bei hohen Temperaturen beschichteter roter Phosphor bildet eine kondensierte Phase auf der ABS-Oberfläche, isoliert die Luft, verhindert Wärmeübertragung und reduziert die Menge der freigesetzten brennbaren Gase, um so den Zweck der Flammschutzwirkung zu erfüllen.

Die Wirkung von beschichtetem, mit rotem Phosphor flammhemmendem ABS ist jedoch bei alleiniger Verwendung nicht offensichtlich, und eine bessere flammhemmende Wirkung kann in Kombination mit anderen Synergisten erzielt werden. Es wurde festgestellt, dass bei einer Menge von 9 % beschichtetem rotem Phosphor und 20 % Aluminiumhydroxid ein synergistisches und umweltfreundliches flammhemmendes ABS mit guten mechanischen und flammhemmenden Eigenschaften erhalten werden kann.

④Phosphor- und Stickstoff-Verbundflammschutzmittel: Stickstoffhaltige Flammschutzmittel werden hauptsächlich dadurch flammhemmend, dass sie bei der Zersetzung nicht brennbare Gase wie Stickstoff bilden, brennbare Gase verdünnen und verdünnen oder die Oberfläche des Materials bedecken. Üblich sind Melamin, Melamincyanurat (MCA), Melaminpyrophosphat usw.

Intumeszierende Flammschutzmittel mit Phosphor und Stickstoff als Hauptbestandteilen werden in ABS zu halogenfreien Flammschutzmitteln. Durch Zugabe von Phosphorverbindungen zu Stickstoff können Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel entstehen. Da Stickstoffverbindungen beim Erhitzen N2, CO2, NH3, H2O und andere Gase freisetzen, blockieren diese nicht brennbaren Gase die Sauerstoffzufuhr und erreichen so den Zweck der Flammhemmung und Synergie.