Op stikstof gebaseerde vlamvertragers
Dit artikel richt zich op vlamvertragers op stikstofbasis, met name melamine en de derivaten ervan. Sommige van deze derivaten kunnen afzonderlijk worden gebruikt, terwijl andere de hoofdbestanddelen vormen van zwelbare vlamvertragers. Deze vlamvertragers zijn halogeenvrij, rookarm, hitte- en lichtbestendig, hebben een goede vlamvertragende werking en zijn goedkoop. Het probleem is echter dat de kunststoffen die ermee worden behandeld moeilijk te verwerken zijn en slecht in het basismateriaal dispergeren. De eisen aan de deeltjesgrootte en de deeltjesgrootteverdeling zijn strenger en soms zijn coëfficiënten nodig. Naast melamine zijn er ook melaminecyanuraat (MCA) , fosfaten, boraten, guanidinezouten, dicyandiamidezouten, enzovoort. Deze vlamvertragers worden gebruikt in PA, PU en PO. Ze kunnen worden toegepast in PA, PU, PO, PET, PS, PVC en epoxyharsen, en zijn ook geschikt voor textiel, verf, hout en papier.
Een van de belangrijkste toepassingen van stikstofhoudende verbindingen als vlamvertragers is in combinatie met fosforhoudende vlamvertragers om een synergetisch fosfor-stikstofeffect te verkrijgen. Mengsels van stikstofhoudende verbindingen met fosforhoudende verbindingen hebben een sterker vlamvertragend effect op cellulose dan de som van de vlamvertragende effecten van de afzonderlijke verbindingen. Stikstof bevordert de fosforylering van cellulose door fosforzuur en draagt zo bij aan het zwellende vlamvertragende effect. Daarom zijn fosfor en stikstof de actieve componenten van veel intumescerende vlamvertragers.
Melamine
Melamine (MA) is niet brandbaar, sublimeert gemakkelijk bij verhitting en ontleedt bij sterke verhitting. De redenen waarom het een uitstekende brandvertrager is, zijn:
- Ontledingsreacties vinden plaats bij 250 tot 450 °C, waarbij grote hoeveelheden warmte worden geabsorbeerd en ammoniak vrijkomt, waardoor verschillende condensaten worden gevormd;
- Het vermogen om het smeltgedrag van het materiaal te beïnvloeden en de verkoling ervan tot cokes te versnellen.
Melamine is goedkoop, niet corrosief, niet irriterend voor de huid en ogen, en niet mutageen. Het nadeel is dat het bij hoge temperaturen giftig cyanide produceert.
Melamine is een veelgebruikte vlamvertrager, met name als onderdeel van opzwellende vlamvertragers en voor vlamvertragende polyurethaan- en triazineharsen. In combinatie met vloeibare fosfaatesters wordt melamine veel gebruikt om polyurethaanschuim vlamvertragend te maken.
Melamine cyanuraat
Melaminecyanuraat wordt geproduceerd door melamine te laten reageren met cyanuurzuur, ook wel MCA genoemd. Het is een smeermiddel en vlamvertrager, een wit kristallijn poeder, geurloos en smaakloos. Het is zeer stabiel bij temperaturen onder 300 °C en begint te sublimeren rond 350 °C, maar ontbindt niet; de ontledingstemperatuur ligt rond de 440-450 °C. MCA bevat een hoog stikstofgehalte, absorbeert gemakkelijk vocht, dehydratatie bij hoge temperatuur tot houtskool, verbranding van stikstofgas, verdunning van de zuurstofconcentratie en polymeerontleding door het gas. Bovendien nemen de gasvorming en thermische convectie een deel van de warmte weg, wat zorgt voor een vlamvertragende werking.
MCA wordt veel gebruikt in rubber, nylon, fenolharsen, epoxyharsen, acrylemulsies en andere olefineharsen. MCA wordt gebruikt als vlamvertrager voor epoxyharsen. De zuurstofindex is verhoogd van 24% naar 28% naar 46% naar 48% en het is bijzonder geschikt voor vlamvertragende elektrische componenten en onderdelen. Het wordt toegevoegd aan vinylacetaatemulsies, acrylaatemulsies en rubberemulsies om vlamvertragende coatings te maken met uitstekende hechting en gladheid, zonder kleurcontaminatie.
MCA is een triazine-vlamvertrager met uitstekende eigenschappen en het gebruik ervan, al dan niet in combinatie met andere vlamvertragers, is veel effectiever dan het gebruik van melamine alleen.
Melaminefosfonaten
Melaminefosfonaten kunnen worden bereid uit melamine en monofenylfosfonzuur. Het nadeel is dat het moeilijk te bereiden is en om schuimvorming bij menging met polyolefinen te voorkomen, wordt ontgast. Deze vlamvertrager kan ook kleurvervuiling veroorzaken. Het wordt veel gebruikt als vlamvertrager voor polyolefinen en polystyreen.
Melamine pyrofosfaat
Melaminepyrofosfaat kan worden geproduceerd door melamine te behandelen met fosforzuur en het vervolgens te verhitten tot 250-270 °C. Er zijn veel vlamvertragers voor vezels, textiel en sommige kunststoffen, maar het vlamvertragende effect op polyurethaankunststoffen is niet bevredigend, terwijl melaminepyrofosfaat effectief kan worden gebruikt om polyurethaankunststoffen vlamvertragend te maken. Vlamvertragend polypropyleen kan door zijn reactieproduct met pentaerythritol of zijn reactieproduct met pentaerythritol en fosforzuur ook een niet-ontvlambaar, niet-druipend, verkoold materiaal vormen.
Voor meer informatie, gratis monsters of prijsopgaven kunt u contact met ons opnemen via e-mail: [email protected] of telefonisch: +86-28-8411-1861.
Sommige afbeeldingen en teksten zijn overgenomen van het internet en het copyright is van de oorspronkelijke auteur. Als er sprake is van inbreuk, neem dan contact met ons op om deze te verwijderen.