Flamskyddsmedel Additiv för styrenbutadiendispersion?

Det finns naturligtvis tillsatser tillgängliga för att göra SB-dispersioner flamskyddade. Men att börja med en vinylacetat-etylensampolymer är ofta mer meningsfullt, färre tillsatser, högre prestanda och kostnadsbesparingar. Speciellt eftersom FR-tillsatser blir mer komplicerade och kostsamma.

Det vanliga sättet att tillsätta FR-tillsatser

Du kan göra styrenbutadien (SBR)-dispersioner flamskyddade genom att införliva specifika flamskyddstillsatser i den flytande latexblandningen. Denna process innebär vanligtvis att flamskyddsmedlet tillsätts som en fin dispersion eller pulver under sammansättningsfasen.

De viktigaste metoderna är att använda olika typer av flamskyddsmedel, ofta i synergistiska kombinationer:

1. Halogeninnehållande system (traditionella)

Dessa system är mycket effektiva när det gäller att undertrycka flammor i gasfas, men begränsas alltmer av miljöskäl och på grund av att det bildas tät rök och giftiga/korrosiva gaser vid förbränning.

• Halogena givare: Föreningar innehållande Klor (Cl) eller Brom (Br), såsom klorerade paraffiner eller Bromerade organiska föreningar (t.ex. bromerade fosfater, aromatiska bromider eller specifika bromerade polyoler).
• Synergister: Ofta i kombination med Antimontrioxid (Sb2O3) eller Zinkborat. Synergisten förstärker avsevärt halogenföreningens flamskyddande verkan.

2. Halogenfria system (föredragna/gröna alternativ)

Dessa föredras på grund av lägre rök- och toxicitet och de verkar främst i kondenserad fas (bildar en skyddande kol) eller genom att kyla och späda ut förbränningsgaserna.

A. Oorganiska flamskyddsmedel

Dessa bygger på en fysisk mekanism, t.ex. endotermisk nedbrytning (absorberar värme) och avgivning av icke brännbara gaser (t.ex. vattenånga) för att späda ut bränslet.

• Aluminiumhydroxid (ATH): Ett mycket vanligt, giftfritt och rökfattigt alternativ. Den sönderdelas vid upphettning, avger vattenånga och absorberar en stor mängd värme.
• Magnesiumhydroxid (MDH): Liknar ATH, men har en högre nedbrytningstemperatur, vilket gör den lämplig för högre bearbetningstemperaturer.
• Nano-pulver: Material som nanolösa pulver (ofta blandat med ATH eller MDH) kan användas som kostnadseffektiva, giftfria och miljövänliga tillsatser med god brandhämmande effekt.

B. Intumescenta flamskyddande system (IFR)

IFR sväller vid uppvärmning och bildar ett voluminöst, isolerande kolskikt (ett skummat kolskikt) på materialets yta. Detta kolskikt fungerar som en fysisk barriär för att minska värmeöverföringen och förhindra att brännbara gaser läcker ut.

Ett typiskt IFR-system för SBR-spridning består av tre huvudkomponenter:

• Syrakälla: Vanligtvis Ammoniumpolyfosfat (APP). Denna sönderdelas för att ge polyfosforsyra, som katalyserar kolbildning.
• Kolkälla (förkolningsagent): Ofta en polyol som pentaerytritol (PER) eller stärkelsederivat. Detta reagerar med syran och bildar ett kolhaltigt kol.
• Blåsmedel (Spumific): Vanligtvis Melamin eller ett derivat. Detta frigör icke brännbara gaser (som kväve) för att skumma kolskiktet.

Obs! IFR:er kan ibland behöva vara mikroinkapslad för att förbättra sina vattenlöslighet och Kompatibilitet med den vattenbaserade SBR-latexdispersionen. Synergistiska medel som zinkborat eller specifika metalloxider kan också tillsättas för att förbättra IFR-prestanda och kolstabilitet

UAE-dispersioner är mindre brandfarliga

VAE-dispersioner (vinylacetat-etylen) anses ofta vara en bättre och modernare lösning än SBR-dispersioner (styrenbutadiengummi) när brandsäkerhet är ett kritiskt krav.

Här följer en sammanfattning av varför VAE-dispersioner har inneboende fördelar jämfört med SBR när det gäller flamskydd och allmän säkerhet:

1. Inherent brandfarlighet och kolbildning

• VAE (vinylacetat-etylen): UAE-sampolymerer har en lägre inneboende brandfarlighet jämfört med SBR. När VAE brinner har vinylacetatkomponenten (som liknar EVA, eller etylenvinylacetat) en annan nedbrytningsväg än SBR. Den termiska nedbrytningen av VAE kan leda till bildandet av en kolhaltigt kollager och frisättning av ättiksyra, vilket bidrar till att bromsa förbränningsprocessen.
  • Resultat: VAE-baserade filmer brinner ofta lite lättare, producerar mindre tät och ljusare (vit) rök eller kan självsläckande i vissa tester.
• SBR (styren-butadiengummi): SBR är baserat på monomerer med högt värmevärde (styren och butadien). När SBR brinner tenderar det att brytas ned mer aggressivt, vilket leder till en hög värmeavgivning och produktion av tät, svart rök.

2. Minskat behov av tillsatser

På grund av den lägre inneboende brandfarligheten hos VAE är mängden externa flamskyddsmedel (FR) som krävs för att uppfylla en specifik brandstandard (som DIN ISO 9239 eller LOI) ofta avsevärt minskad jämfört med SBR-formuleringar.

• Detta är en stor fördel för kostnad, processtabilitet och slutproduktens kvalitet, eftersom hög fyllnadsgrad ibland kan försämra en produkts fysiska egenskaper (t.ex. flexibilitet, vidhäftning).

3. Miljö- och hälsofördelar

Förutom bättre brandprestanda hanterar VAE flera viktiga miljö- och hälsoproblem som förknippas med traditionell SBR:⁶