Sink-borat som additive reduserer r

1
Sink-borat som additivereduserer
røykutvikling,bedre flammehemming

• Klaus Lien, Scan Polymer AS
• Plasttekniske dager, Gardemoen 9 November 2006

2
Scan Polymer

• Scan Polymer AS ble stiftet August 2006
• Kontor på Eiksmarka utenfor Oslo
• Scan Polymer er leverandør av periferi-utstyr til
  plastindustrien
• Kverner Kjøleutstyr Transport-bånd MB
  dosering siloer tørkeutrustning
• materialhåndtering.
• Scan Polymer er også en leverandør av
  compoundering/blandemaskin

3
Material valg!
Scan Polymer
Material selection and
flame retardancy
Flame retardance required
Flame retardance not required
Flame retardant
Flame retardant polymers
(FR additives for
Polyolefins
PE, PP and TPE)
Halogen polymers
Non Halogen polymers
Polyethylene Polypropylene
(PVC, Fluoropolymers,
Non Halogen
Halogen
Chlorinated rubbers)
(Silicone)
Rubbers
Non low smoke
Low smoke
Bromine
Urethanes
Chlorine
Antimony Trioxide
Hydrated Alumina
(ATH)
Molybdate complexes
Magnesium complexes
(MGH)
Nanoclay
og..
Phosphate complexes
Calcium Carbonates
(Casico)
4
Sinkborat
Scan Polymer

• Historien BOR BORAX
• 800 - Romerne bruker borax i deres
  glass produksjon
• 1892 Borax introdusert i glass
  resepter i USA
• 1900 Bor forbindelser brukt porselen
• 1970 Sinkborat brukt for første gang
• som FR additive som påviste
  synergi med andre additiver

Borax kommer fra det Arabiske ord buraq som
betyr glitter eller skinne
5
Sinkborat
Scan Polymer

• Kjemisk navn Sinkborat
• Kjemisk Formel2ZnO.3B2O3zH2.3,5H2O
• Molekyl vekt 434.7
• Form pulver
• Farve Hvit
• Egenvekt 2.77 g/cm³
• CAS 12767-90-7
• EINECS 235-804-3

6
Sinkborat egenskaper
Scan Polymer

• Teoretisk sammensetting
• Bor oksyd B2O3 48.05
• Sink oksydZnO 37.45
• Krystallvann14.50

7
Sinkborat egenskaper
Scan Polymer

• Termisk stabil til 290 C
• Hydroliserer ved sterke syrer og baser
• Halogenfri
• Brytnings Index1.58
• Smeltepunkt650 C
• Median partikkel størrelse 1 9 mikron

8
Scan Polymer
Partikkel størrelse og distrubusjon av ZB
9
Sinkborat resepter FR-PVC
Scan Polymer
ANVENDELSE RESEPT FORSLAG
PVC Kabel PVC 100 parts Sink.borat 3 5 phr Sb2O3 3 5 phr Alumina trihydrate 15 20 phr Plasticizers 30 40 phr Epoxy co-stabilizer 3 5 phr Stabilizers 0.5 7 phr
PVC Bil/Tog - seter PVC 100 parts Sink-borat 1.5 2.5 phr Sb2O3 1.5 2.5 phr Plasticizers 60 80 phr Epoxy co-stabilizer 3 5 phr Stabilizers 3 phr Functional Fillers 30 60 phr
10
Redusert røyk og flammespredning - hvordan?

• Halogensink forbindelser akselerer nedbryting av
  halogen kildene og bygger opp char formation
  sammen med Boroksydet
• Dette reduserer røykutvikling, i tilegg at man
  har en endotermisk reaksjon og får krystallvann
  (ca 15).- Redusere flammespredning

11
Scan Polymer
Røyutvikling med Sinkborat
12
Scan Polymer
FR egneskaper med Sinkborat
13
Sinkborat i PVC
Scan Polymer

• Reduserer røykutvikling
• Øker LOI mer flammehemmende
• Reduserer kost kan erstatte deler av Sb2O3
• Øker Char formation mindre drypping
• Best synergi med Al(OH)3 , Mg(OH)2 og Sb2O3

14
Resepter for Polyamid
Scan Polymer
Anvendelse Resept forslag
Nylon 6,6 (PA66) m/glass Nylon 6,6 45 63 Sink-borat 3 18 Sb2O3 0 2.5 Fiberglass 15 30 Copling system 10 25
Nylon 6,6 (PA66) u/glass Nylon 6,6 75 80 Sink-borat 3 5 Sb2O3 1 - 2 Halogenholdig FR 15 18
15
Sinkborat i PA
Scan Polymer

• Reduserer bruk av Sb2O3
• Begrenser etter gløding
• Sinkborat både med halogenfrie og halogenholdige
  additiver
• Anti- tracking egenskaper

16
Sinkborat resepter Polyolefin
Scan Polymer
Anvendelse Respet forslag
EVA (X-linked) EVA 100 phr Sink-borat 10 50 phr Sb2O3 0 12 phr Decabromodiphenyl oxyde 0 50 phr Cross linking agent 0 - 5 phr Antioxidant 0 2 phr
EVA (X-linked, Halogenfri) EVA 100 phr Sink-borat 10 - 50 phr Alumina trihydrate 200 phr Cross linking agent 4 - 6 phr Stabilizer 0.5 3 phr
Polypropylene Polypropylene 45 60 Sink-borat 5 7 Sb2O3 3 8 Talk 0 20 Functionalized coupling agent 0 35 Decabromodiphenyl oxyde 0 15
17
Sinkborat i PE/PP/EVA
Scan Polymer

• Reduserer røykutvikling
• Bedrer char formation
• Bedrer mekaniske egenskaper sml. Med andre FR
  tilsatser
• Reduserer etter gløding
• Reduser kost i halogenerte systemer ved å
  erstatte store andeler av Sb2O3

18
Sinkborat i Elastomerer
Scan Polymer

• Reduserer røykutvikling
• Bedrer char formation
• Reduserer etter gløding
• Reduser kost i halogenerte systemer ved å
  erstatte store andeler av Sb2O3

19
Scan Polymer
Sinkborat resepter Elastomer
ANVENDELSE RESEPT FORSLAG
EVA (Kabel) EVA 100phr Sink-borat 10 20 phr Alumina trihydrate 200 phr
EPDM Elastomer (Kabel, halogen fri) EPDM 100phr Sink-borate 5 20 phr Mg(OH)2 150 phr Coupling agent 0 - 2 phr
20
Scan Polymer
Sinkborat resepter Elastomer
ANVENDELSE RESEPT FORSLAG
Styrene-Butadiene Rubber (Transport bånd) SBR 100 phr Sink-borat 10 12 phr Sb2O3 3 8 phr Plasticizers 3 20 phr Functionalized coupling agent 10 20 phr Stabilizers - Fillers 30 70 phr
Neoprene (Transport bånd) Neoprene 100 phr Sink-borat 10 - 15 phr Sb2O3 5 phr Mg(OH)2 15 phr Stabilizers - Fillers 50 - 60 phr
21
Sinkborat Hvor får man det?
Scan Polymer

• Levrandører
• Borax- US Firebrake ZB www.borax.com
• SCL I - Zinborel www.scl.it
• Joseph Storey Ltd UK Storflam
  www.petroferm.com
• Pris 3.0 5.0 Euro/kg

In the presence of a silica source such as
silicone polymer or SiO2, ZB is understood to
form a borosilicate glass at polymer combustion
temperatures.
22
Konklusjon

• Både halogen-holdige og -frie systemer viser
  Sinkborat sterk synergi med and FR systemer som
  ATH, MDH og Sb2O3
• Sinkborat bidrar til char formation
• Sinkborat er lite egnet som et stand alone FR
  additive
• Reduserer totale FR kostnader på ditt materiale.

23
Kompounderings maskin fra BUSS
Scan Polymer