I. Analyse van de toepasbaarheid van bestaande vlamvertragers
Aluminiumhydroxide (ATH)
Voordelen:
- Milieuvriendelijk, goedkoop.
- Werkt door endotherme ontbinding en waterdampvrijgave, geschikt voor halogeenvrije systemen.
Nadelen:
- Verplicht hoge belasting (30-50 phr) voor effectiviteit, wat de elasticiteit en dichtheid van de spons kan beïnvloeden.
Toepasselijkheid:
- Geschikt voor eenvoudige brandvertragende preparaten.
- Aanbevolen om te combineren met synergisten (bijv. zinkboraat).
Zinkborat
Voordelen:
- Synergetisch vlamvertrager, verbetert de effectiviteit van ATH.
- Bevordert de vorming van kool en onderdrukt rook.
Nadelen:
- Beperkte werkzaamheid wanneer alleen gebruikt; vereist combinatie met andere vlamvertragers.
Toepasselijkheid:
- Aanbevolen als synergist voor ATH of aluminiumhypofosfiet.
Aluminiumhypophosfite
Voordelen:
- Zeer efficiënt, halogeenvrij, lage belasting (10-20 phr).
- Goed thermisch stabiel, geschikt voor hoge vlamvertragende eisen.
Nadelen:
- Hogere kosten.
- De compatibiliteit met latexsystemen moet worden gecontroleerd.
Toepasselijkheid:
- Geschikt voor hoge vlamvertragende normen (bijv. UL94 V-0).
- Kan alleen of in combinatie worden gebruikt.
MCA (melaminecyanuraat)
Voordelen:
- Vlamvertragend op stikstofbasis, rookvertragend.
Nadelen:
- Slechte dispergeerbaarheid.
- Kan de schuimvorming verstoren.
- Hoge ontbindingstemperatuur (~ 300°C), niet overeenkomend met latexverwerking bij lage temperatuur.
Toepasselijkheid:
- Niet aanbevolen als prioriteit; vereist experimentele validatie.
II. Aanbevolen formuleringen en procesvoorstellen
Formule 1: ATH + zinkboraat (economische optie)
Samenstelling:
- Aluminiumhydroxide (ATH): 30-40 phr
- Zinkboraat: 5-10 phr
- Dispersant (bijv. silane koppelingsmiddel): 1-2 phr (verbetert dispergeerbaarheid)
Gewoonlijk:
- Goedkoop, milieuvriendelijk.
- Geschikt voor algemene eisen inzake vlamvertraging (bijv. UL94 HF-1).
- Kan de weerbaarheid van de spons enigszins verminderen; vulcanisatie optimalisatie nodig.
Formule 2: Aluminiumhypophosfyte + zinkboraat (optie met een hoog rendement)
Samenstelling:
- Aluminiumhypophosfite: 15-20 pH
- Zinkboraat: 5-8 phr
- Vervlechtingsmiddel (bijv. vloeibare paraffine): 2-3 phr (verbetert de verwerkbaarheid)
Gewoonlijk:
- Hoge vlamvertrager, lage belasting.
- Geschikt voor scenario's met een hoge vraag (bijv. verticale verbranding V-0).
- De verenigbaarheid van aluminiumhypophosfyte met latex moet worden getest.
Voorstelling 3: ATH + aluminiumhypophosfyte (gebalanceerde optie)
Samenstelling:
- Aluminiumhydroxide: 20-30 phr
- Aluminiumhypophosfite: 10-15 phr
- Zinkboraat: 3-5 phr
Gewoonlijk:
- Balanceert kosten en prestaties.
- Vermindert de afhankelijkheid van één enkele vlamvertrager, waardoor de impact op de fysieke eigenschappen wordt geminimaliseerd.
III. Overwegingen in verband met het proces
Dispergeerbaarheid:
- Vlamvertragers moeten worden gemalen tot ≤ 5 μm om de schuimstructuur niet te beïnvloeden.
- Het is aan te raden om de stof vooraf te dispergeren in latex of in snelmengapparatuur.
Behandelingstoestanden:
- Controleer de temperatuurtemperatuur van de verharding (typisch 110-130°C voor latex) om te voorkomen dat vlamvertragers voortijdig ontbinden.
Prestatietests:
- Essentiële tests: zuurstofindex (LOI), verticale verbranding (UL94), dichtheid, weerbaarheid.
- Als de vlamvertraging onvoldoende is, moet de verhouding aluminiumhypofosfaat of ATH geleidelijk worden verhoogd.
IV. Aanvullende aanbevelingen
MCA-testen:
- Bij proefproeven moet 5-10 phr in kleine partijen worden gebruikt om de impact op de schaamvorm gelijkmatigheid te waarnemen.
Milieucertificaties:
- Zorg ervoor dat geselecteerde vlamvertragers voldoen aan RoHS/REACH voor uitvoer.
Synergetische mengsels:
- Overweeg om kleine hoeveelheden nano-klei (2-3 phr) toe te voegen om de koolbarrière-effecten te versterken.
Dit voorstel dient als referentie: kleine proeven worden aanbevolen om specifieke verhoudingen en procesparameters te optimaliseren.