Flammhemmende Modifikation der TPU mit anorganischen Flammschutzmitteln

Das thermoplastische Polyurethan (TPU) wird häufig in Elektronik-, Automobil-, Kabel-, Schuhen und industriellen Anwendungen verwendet, aber die Entflammbarkeit begrenzt seine Leistung in feuerempfindlichen Feldern. Um die Flammenwiderstand zu verbessern, kann TPU mit anorganischen Flammschutzmitteln wie Aluminiumhydroxid (ATH), Magnesiumhydroxid, Nanoklays und erweiterbarem Graphit (z. B.) modifiziert werden. In diesem Artikel werden die häufig verwendeten anorganischen Flammschutzmittel für TPU, ihre Auswirkungen und synergistischen Strategien zur Verbesserung der Leistung vorgestellt.

1. Häufige anorganische Flammschutzmittel für TPU

Aluminiumhydroxid (ATH)

Aluminiumhydroxid ist die am häufigsten verwendete Mineralflammschutzmittel, die etwa 45% des Weltmarktes ausmacht. Bei der TPU -Compoundierung bietet ATH eine hervorragende Flammverzögerung, erfordert jedoch hohe Belastungswerte, die die Zugfestigkeit, Härte und die thermische Stabilität des Materials verringern können. Um die Kompatibilität zu verbessern, ist häufig die Oberflächenbehandlung von ATH erforderlich.

Magnesiumhydroxid

Magnesiumhydroxid (Brucit) ist ein weiterer wichtiger anorganischer Flammschutzmittel. Ähnlich wie ATH erfordert es eine hohe Dosierung, um einen effektiven Flammenwiderstand zu erreichen. Während es die Brandsicherheit verbessert, wirkt sich eine übermäßige Zugabe negativ auf die mechanische Leistung von TPU aus, es sei denn, eine ordnungsgemäße Dispersion und Oberflächenmodifikation werden angewendet.

ATH + MICA -Kombination

Wenn ATH mit MICA in TPU -Formulierungen kombiniert wird, wird die Flammenhemmung verbessert, während MICA dem negativen Effekt von ATH auf mechanische Eigenschaften entgegenwirkt. MICA liefert eine thermische Isolierung und stärkt den Gesamtverbund, was es zu einem wirksamen ergänzenden Füllstoff macht.

2. Nanoclay Flame Resparedants

Nanoklay -Mineralien verbessern bei der Verbreitung im Nanoskala in der TPU die Barriereeffekte während der Verbrennung signifikant. Ihre geschichtete Struktur:

• Blöcke Wärme und brennbare Gase aus der Ausbreitung,

• Reduziert die thermische Rückkopplung von der Gasphase auf die kondensierte Phase,

• Schränkt die Mobilität von TPU -molekularen Ketten ein und erhöht die Zersetzungstemperatur.

Bei Verwendung mit Stickstoff-Phosphor-Flammschutzmitteln (FRS) erhöhen Nanoklays die Leistung. Zum Beispiel kann TPU mit 18% FRS UL94 V-0-Bewertung und einen LOI (begrenzender Sauerstoffindex) von 32,8% erreichen. Durch die Zugabe von 1% Nanoklay wird die Charakterbildung der Char -Formation weiter verbessert und mechanische Verluste im Vergleich zu reinen FR -Formulierungen verringert.

3. Erweiterbares Graphit (z. B.)

Erweiterbares Graphit wird durch chemische Behandlung von natürlichen Flockengrafiten zur Bildung einer Interkalationsverbindung erzeugt. Nach dem Erhitzen:

• Es erweitert das 280 -fache seines Volumens,

• Verwandelt

• Erstellt eine stabile Zeichenschicht auf der TPU -Oberfläche,

• Liefert thermische Isolierung und Sauerstoffbarriere,

• Verhindert die Freisetzung von brennbaren Gasen.

EG reagiert nicht chemisch mit TPU, sondern bildet bei 200–300 ° C eine Schutzbarrierschicht. Dies verbessert die thermische Stabilität von TPU und blockiert eine weitere Zersetzung, wodurch die Verbrennungskettenreaktion wirksam verstößt.

4. Schlussfolgerung

Anorganische Flammschutzmittel wie ATH, Magnesiumhydroxid, Nanoklays und erweiterbare Graphit spielen eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Flammverzögerung von TPU. Während hohe Belastungen die mechanische Leistung, die Oberflächenmodifikation und synergistische Formulierungen (z. B. ATH mit Glimmer oder Nanoklay mit Phosphor-Nitrogen-FRS) verringern können, beitragen die Brandsicherheit und die mechanische Festigkeit. Insbesondere erweiterbare Graphit bietet eine hochwirksame physische Barriere gegen Wärme und Sauerstoff und macht es zu einem starken Kandidaten für flammretardante TPU-Anwendungen.

Durch die Kombination verschiedener anorganischer Flammschutzmittel und die Optimierung ihrer Dispersion können Hersteller flammretardante TPU-Materialien entwickeln, die strenge Brandschutzstandards wie UL94 V-0 und LOI ≥ 32%entsprechen und ihre Verwendung in Hochleistungs- und Sicherheitsbranchen erweitern.

Nanjing Haisi ist professioneller Hersteller von Plastik -Extruder -Maschine, wir liefern einen Twin -Schrauben -Extruder, einen Einzelschrauben -Extruder, einen Plastikrecycling -Extruder, zweistufige Extruder, Extruder, Misch- und Fütterungsmaschinen, Kühl- und Pelletisierungsmaschine, Quetschmaschine und so weiter.