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Flammgeschützte TPE-S

Die Entwicklung halogenfrei flammgeschützter Kunststoffe, die bezüglich Flammschutz, Verarbeitbarkeit, mechanischen Eigenschaften und Preis den halogenhaltigen Flammschutzmitteln (FSM) gleichwertig sind, stellt oft eine Herausforderung dar. Gerade im Bereich der maßgeschneiderten Materialien für Spezialanwendungen liegt es meist bei den Compoundeuren, aus den verfügbaren FSM Lösungen zu generieren, die auch für die Spezialitäten funktionieren. Ein Beispiel für ein solches Spezialitätengeschäft ist die Herstellung von styrolbasierten thermoplastischen Elastomeren (TPE-S).

Das SKZ hatte daher gemeinsam mit der BAM (Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung) ein Forschungsprojekt gestartet. Dabei wurden unter anderem die Wirkungsweisen verschiedener halogenfreier FSM-Kombinationen in TPE-S untersucht sowie deren Potenziale ausgelotet. Besonderes Augenmerk lag darauf, die benötigte Menge der FSM-Anteile so weit wie möglich zu reduzieren. Dazu wurden halogenfreie Flammschutzmittel (FSM) auf ihre Wirkungsweise und ihr Potenzial hinsichtlich des Brandverhaltens in einem TPE-S-Werkstoff systematisch untersucht, miteinander verglichen und bewertet. Überdies wurde überprüft, ob und inwieweit mit den teilweise hohen Zugabemengen an flammhemmenden Additiven ein Verlust der mechanischen Eigenschaften einhergeht. Durch systematische Analyse des Verbrennungsvorganges im Cone-Kalorimeter wurden FSM und Synergisten gezielt ausgewählt, um eine Verringerung der benötigten Einsatzmenge an FSM zu bewirken. Die insgesamt besten Ergebnisse wurden mit intumeszierenden FSM-Kombinationen gefunden, wie z. B. mit einer Mischung aus Ammoniumpolyphosphat (APP) und Blähgraphit oder APP mit Kohlespender und stickstoffhaltigen Synergisten. Die Variation der Verfahrensparameter beim Compoundieren hatte lediglich marginale Veränderungen des Brandverhaltens sowie der Mechanik der Proben zur Folge, sofern die FSM nicht thermisch oder durch Scherung geschädigt wurden.

Das Projekt (Nr. 438 ZN) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Wir danken für die finanzielle Unterstützung.

Die detaillierten Forschungsergebnisse sind in dem hier bestellbaren Forschungsbericht (FV 280) enthalten.