{"id":15019,"date":"2025-03-10T09:22:44","date_gmt":"2025-03-10T09:22:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.epicmicron.com\/?p=15019"},"modified":"2025-03-25T00:18:16","modified_gmt":"2025-03-25T00:18:16","slug":"application-of-magnesium-hydroxide-in-rigid-polyvinyl-chloride-flame-retardant-sheets","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.epicmicron.com\/de\/application-of-magnesium-hydroxide-in-rigid-polyvinyl-chloride-flame-retardant-sheets\/","title":{"rendered":"Anwendung von Magnesiumhydroxid in starren flammhemmenden Polyvinylchloridplatten"},"content":{"rendered":"

Polyvinylchlorid (PVC) ist ein thermoplastischer Allzweckkunststoff. Hersteller verwenden es h\u00e4ufig in Baumaterialien aufgrund seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften, guten Korrosionsbest\u00e4ndigkeit, Alterungsbest\u00e4ndigkeit und Flammhemmung. Obwohl starres PVC aufgrund der geringen Menge an Weichmacher<\/a> Hinzu kommt, dass Flammschutz und Rauchunterdr\u00fcckung noch verbesserungsw\u00fcrdig sind. Das liegt daran, dass PVC Chlor enth\u00e4lt, das bei der Verbrennung leicht gro\u00dfe Mengen gesundheitssch\u00e4dlicher s\u00e4urehaltiger Gase freisetzen kann. Die hohen Preise der meisten Flammschutzmittel und ihr komplexer Herstellungsprozess erschweren die Massenproduktion, sodass nur sehr wenige eine echte Industrialisierung erreichen. Anorganische Flammschutzmittel wie Magnesiumhydroxid (MH) spielen nicht nur eine verst\u00e4rkende Rolle, sondern weisen auch gute Rauchunterdr\u00fcckungseigenschaften auf. Der Wasserdampf und das bei seiner Zersetzung entstehende Magnesiumoxid wirken in der Gasphase bzw. der kondensierten Phase flammhemmend und rauchunterdr\u00fcckend.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Magnesiumhydroxid<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Effekte eines synergistischen Flammschutzsystems<\/h2>\n\n\n\n

Um die Auswirkungen eines synergistischen Flammschutzsystems bestehend aus GY-3000, HX-3000, GY-6000 Magnesiumhydroxidpulver und Antimontrioxid auf die mechanischen und flammhemmenden Eigenschaften von Hart-PVC-Materialien zu untersuchen, haben Forscher die in der folgenden Tabelle dargestellte Formel entwickelt.<\/p>\n\n\n\n

Formulierungstabelle des synergistischen Flammschutzsystems aus Antimontrioxid und Zinkoxid<\/td><\/tr>
Formulierungskomponenten<\/td>Formulierungscode<\/td><\/tr>
0<\/td>1<\/td>2<\/td>3<\/td>4<\/td>5<\/td>6<\/td>7<\/td>8<\/td>9<\/td>10<\/td><\/tr>
aus PVC<\/td>100<\/td>100<\/td>100<\/td>100<\/td>100<\/td>100<\/td>100<\/td>100<\/td>100<\/td>100<\/td>100<\/td><\/tr>
Zinkpulver (GY-616)<\/td>50<\/td>50<\/td>50<\/td>50<\/td>50<\/td>50<\/td>50<\/td>50<\/td>50<\/td>50<\/td>50<\/td><\/tr>
Zinkoxid GY-3000<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td>4<\/td>8<\/td>12<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td><\/tr>
Zinkoxid HX-3000<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td>4<\/td>8<\/td>12<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td><\/tr>
Zinkoxid GY-6000<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td>\u2013<\/td>4<\/td>8<\/td>12<\/td><\/tr>
Antimontrioxid<\/td>\u2013<\/td>5<\/td>4<\/td>3<\/td>2<\/td>4<\/td>3<\/td>2<\/td>4<\/td>3<\/td>2<\/td><\/tr>
Zink-Kalzium
Verbundstabilisator<\/td>		5.5<\/td>5.5<\/td>5.5<\/td>5.5<\/td>5.5<\/td>5.5<\/td>5.5<\/td>5.5<\/td>5.5<\/td>5.5<\/td>5.5<\/td><\/tr>
Stearins\u00e4ure<\/td>0.6<\/td>0.6<\/td>0.6<\/td>0.6<\/td>0.6<\/td>0.6<\/td>0.6<\/td>0.6<\/td>0.6<\/td>0.6<\/td>0.6<\/td><\/tr>
PE-Wachs<\/td>0.8<\/td>0.8<\/td>0.8<\/td>0.8<\/td>0.8<\/td>0.8<\/td>0.8<\/td>0.8<\/td>0.8<\/td>0.8<\/td>0.8<\/td><\/tr>
CPE<\/td>6<\/td>6<\/td>6<\/td>6<\/td>6<\/td>6<\/td>6<\/td>6<\/td>6<\/td>6<\/td>6<\/td><\/tr>
DOP<\/td>4<\/td>4<\/td>4<\/td>4<\/td>4<\/td>4<\/td>4<\/td>4<\/td>4<\/td>4<\/td>4<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
Grundlegende physikalische Parameter von Zinkoxid GY-3000, HX-3000, GY-6000<\/td><\/tr>
Marke<\/td>D50 (\u03bcm)<\/td>D97 (\u03bcm)<\/td>Spezifische Oberfl\u00e4che (m\u00b2\/g)<\/td>Wei\u00dfgrad (\u00b0)<\/td>\u00d6labsorptionswert (ml\/100 g)<\/td><\/tr>
GY-3000<\/td>3.538<\/td>11.16<\/td>12.566<\/td>92<\/td>34<\/td><\/tr>
HX-3000<\/td>3.564<\/td>11.25<\/td>11.864<\/td>92<\/td>28<\/td><\/tr>
GY-6000<\/td>1.37<\/td>3.596<\/td>20.877<\/td>95<\/td>36<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Die Forscher mischen die Materialien gem\u00e4\u00df den Anteilen in der Formeltabelle und geben sie in den Extruderzylinder. Der Extruder verarbeitet die Mischung dann bei 180 \u00b0C bis 195 \u00b0C zu 5 mm d\u00fcnnen Platten. Anschlie\u00dfend schneiden die Forscher sie in entsprechende Gr\u00f6\u00dfen f\u00fcr Proben mit Sauerstoffindex (80 mm \u00d7 10 mm \u00d7 5 mm), Rauchdichte (25 mm \u00d7 25 mm \u00d7 3 mm), Zugfestigkeit (150 mm \u00d7 10 mm \u00d7 5 mm) und Aufprallfestigkeit (80 mm \u00d7 10 mm \u00d7 5 mm).<\/p>\n\n\n\n

Die Forscher messen die Partikelgr\u00f6\u00dfe und -verteilung des Pulvers mit einem Laser-Partikelgr\u00f6\u00dfenanalysator. Die spezifische Oberfl\u00e4che testen sie mit einem BET-Oberfl\u00e4chenmessger\u00e4t.<\/p>\n\n\n\n

Wei\u00dfe<\/strong>: Getestet gem\u00e4\u00df Standard GB\/T 5950-2008.
\u00d6labsorption<\/strong>: Getestet gem\u00e4\u00df Standard DB\/T 5211.15-2014.<\/p>\n\n\n\n

Die experimentellen Testergebnisse sind wie folgt:<\/p>\n\n\n\n

Formel<\/td>0<\/td>1<\/td>2<\/td>3<\/td>4<\/td>5<\/td>6<\/td>7<\/td>8<\/td>9<\/td>10<\/td><\/tr>
Zugfestigkeit (Mpa)<\/td>27.35 <\/td>28.28 <\/td>24.71 <\/td>18.84 <\/td>25.33 <\/td>27.88 <\/td>26.95 <\/td>27.10 <\/td>26.02 <\/td>28.21 <\/td>28.93 <\/td><\/tr>
Schlagfestigkeit (Mpa)<\/td>3.27 <\/td>4.55 <\/td>4.00 <\/td>3.20 <\/td>2.81 <\/td>3.99 <\/td>3.90 <\/td>4.13 <\/td>3.18 <\/td>4.18 <\/td>5.43 <\/td><\/tr>
Sauerstoffindex LOI (%)<\/td>36.80 <\/td>43.80 <\/td>46.80 <\/td>47.60 <\/td>46.60 <\/td>46.20 <\/td>46.40 <\/td>45.60 <\/td>45.80 <\/td>46.80 <\/td>47.00 <\/td><\/tr>
Maximale Rauchdichte (%)<\/td>93.61 <\/td>84.98 <\/td>82.45 <\/td>75.75 <\/td>72.48 <\/td>80.69 <\/td>84.29 <\/td>75.48 <\/td>84.14 <\/td>89.23 <\/td>74.64 <\/td><\/tr>
Rauchdichte<\/td>68.25 <\/td>64.75 <\/td>63.52 <\/td>61.97 <\/td>55.31 <\/td>62.78 <\/td>65.48 <\/td>61.92 <\/td>67.24 <\/td>64.41 <\/td>61.74 <\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Sauerstoffindex<\/strong>: Getestet gem\u00e4\u00df Standard GB\/T 2406.2-2009.
Rauchdichte<\/strong>: Getestet gem\u00e4\u00df Standard GB\/T 8627-2007.
Mechanische Eigenschaften<\/strong>: Die Tests der plastischen Zugeigenschaften und der Schlagfestigkeit von Kragtr\u00e4gern wurden gem\u00e4\u00df den Standards GB\/T 1040.1-2006 und GB\/T 1843-2008 durchgef\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

Wie aus der Tabelle ersichtlich, betr\u00e4gt die Zugfestigkeit ohne Flammschutzmittel 27,3 MPa, und die Zugfestigkeit von PVC mit alleiniger Zugabe von Sb\u2082O\u2083 wird leicht auf 28,3 MPa verbessert. Die Zugabe von MH zu GY-3000 f\u00fchrt zu einer leichten Abnahme der Zugfestigkeit des Produkts. Die Zugfestigkeit von HX-3000 nimmt nicht ab, und die Zugfestigkeit der Formel Nr. 5 (die 1 Teil Sb\u2082O\u2083 durch 4 Teile MH ersetzt) betr\u00e4gt 27,8 MPa. Dies zeigt, dass die Kompatibilit\u00e4t von HX-3000 mit PVC nach der Oberfl\u00e4chenbehandlung verbessert wird, wodurch die mechanischen Eigenschaften verbessert werden. <\/p>\n\n\n\n

Wenn dem MH-Verbundwerkstoff 4 Teile GY-6000 zugesetzt werden, nimmt die Zugfestigkeit ab, doch mit zunehmender MH-Menge steigt die Zugfestigkeit allm\u00e4hlich an und erreicht maximal 28,9 MPa. Dies ist deutlich h\u00f6her als bei anderen Formeln, was darauf hindeutet, dass die kleinere Partikelgr\u00f6\u00dfe von MH die Kontaktfl\u00e4che mit PVC vergr\u00f6\u00dfert, was zu einer verbesserten Zugfestigkeit f\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

Wie aus der Tabelle ersichtlich, betr\u00e4gt die Schlagfestigkeit ohne Flammschutzmittel 3,27 MPa, und die Schlagfestigkeit von PVC mit alleiniger Zugabe von Sb\u2082O\u2083 steigt deutlich auf 4,55 MPa. Durch Zugabe von 4 Teilen GY-3000 zum MH-Verbundmaterial wird die Schlagfestigkeit erheblich auf 4 MPa erh\u00f6ht. Mit weiter steigendem Gehalt nimmt jedoch die Schlagfestigkeit des Verbundmaterials ab. Die Schlagfestigkeit von aktivem HX-3000 steigt deutlich und erreicht 4,13 MPa, was zeigt, dass die Oberfl\u00e4chenbehandlung die mechanischen Eigenschaften wirksam verbessert. Die Schlagfestigkeit des GY-6000 MH-Verbundmaterials zeigt den st\u00e4rksten Anstieg. Mit mehr MH-Zugabe steigt die Schlagfestigkeit schnell an und erreicht ein Maximum von 5,42 MPa, was deutlich h\u00f6her ist als bei anderen Formeln. Dies l\u00e4sst darauf schlie\u00dfen, dass die feinere Partikelgr\u00f6\u00dfe zu einer verbesserten H\u00e4rtungswirkung der Mikrok\u00fcgelchen f\u00fchrt und so die Schlagz\u00e4higkeit stark verbessert.<\/p>\n\n\n\n

Die Sauerstoffindexdaten in der Tabelle zeigen, dass die Zugabe von Magnesiumhydroxid den Sauerstoffindex des PVC-Verbundwerkstoffs deutlich verbessert. Die Zugabe von 8 Teilen GY-3000 erh\u00f6ht den Sauerstoffindex auf maximal 47,6%. Der Sauerstoffindex von HX-3000 war etwas niedriger. Dies kann auf die Wirkung des Tensids auf der Au\u00dfenfl\u00e4che zur\u00fcckzuf\u00fchren sein, ist jedoch immer noch h\u00f6her als bei PVC ohne Flammschutzmittel. Durch die Zugabe von mehr GY-6000 erh\u00f6ht sich der Sauerstoffindex und erreicht maximal 47%.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Die Daten zur Rauchunterdr\u00fcckung zeigen, dass die Zugabe von Flammschutzmitteln die Rauchdichte des PVC-Verbundwerkstoffs deutlich reduziert. Die Verwendung von Sb\u2082O\u2083 allein senkt die maximale Rauchdichte auf 85%, w\u00e4hrend GY-3000 die beste Rauchunterdr\u00fcckungswirkung bietet. Mit zunehmender Menge von GY-3000 verbessert sich seine Rauchunterdr\u00fcckungswirkung weiter und reduziert die minimale Rauchdichte auf 72,5%. Die Rauchunterdr\u00fcckungswirkung von HX-3000 und GY-6000 ist etwas geringer als die von GY-3000, wobei die minimalen maximalen Rauchdichtewerte 75,48% bzw. 74,64% betragen.<\/p>\n\n\n\n

Abschluss<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Durch die Untersuchung der Flammschutz-, Rauchunterdr\u00fcckungs- und mechanischen Eigenschaften von Magnesiumhydroxid-Verbundwerkstoffen mit verschiedenen Typen und Komponenten sind die Schlussfolgerungen wie folgt:<\/p>\n\n\n\n

Der Sauerstoffindex von PVC-Verbundwerkstoffen wird durch die Zugabe von Magnesiumhydroxid deutlich verbessert. Bei Zugabe von 8 Teilen GY-3000 erreicht der Sauerstoffindex maximal 47,6%. Je mehr GY-6000 hinzugef\u00fcgt wird, desto h\u00f6her ist der Sauerstoffindex, wobei der maximale Sauerstoffindex 47% erreicht.<\/p>\n\n\n\n

GY-3000 hat die beste Rauchunterdr\u00fcckungswirkung. Mit zunehmender Menge an hinzugef\u00fcgtem GY-3000 verbessert sich die Rauchunterdr\u00fcckungswirkung weiter, wobei die minimale Rauchdichte auf 72,51 TP3T sinkt. Die Rauchunterdr\u00fcckungswirkung von HX-3000 und GY-6000 ist etwas geringer als die von GY-3000, mit minimalen und maximalen Rauchdichten von 75,51 TP3T bzw. 74,61 TP3T.<\/p>\n\n\n\n

Die Zugfestigkeit und Schlagfestigkeit des Verbundwerkstoffs mit 12 Teilen hinzugef\u00fcgtem GY-6000 MH sind am h\u00f6chsten und erreichen 28,9 MPa bzw. 5,4 MPa.<\/p>\n\n\n\n

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