Flamskyddsmedel baserade på ATH och MDH
Flamskyddsmedel baserade på aluminiumhydroxid (ATH) och magnesiumhydroxid (MDH) avger kristallbundet vatten vid hög värme, och temperaturen vid vilken detta börjar skiljer de båda ämnena åt. Därför börjar varje val med frågan om vilken temperatur din bearbetningsprocess når. Om processen, precis som vid PP, når temperaturer där ATH redan skulle avge vatten, kan MDH komma ifråga.
Klassificering
Klassificera ATH eller MDH som flamskyddsmedel
Aluminiumhydroxid och magnesiumhydroxid i Alpha Calcits sortiment
Alpha Calcits flamskyddsmedel baseras på två mineraliska hydroxider: aluminiumhydroxid med formeln Al(OH)₃ och magnesiumhydroxid med formeln Mg(OH)₂. Förkortningarna ATH och MDH härleds från benämningarna aluminiumtrihydroxid respektive magnesiumdihydroxid. Under varumärket ALFRIMAL® marknadsför vi ATH, och under ALFRIMAL® MG marknadsför vi MDH. Båda de aktiva substanserna verkar på fysikalisk väg genom att avge vatten så snart materialet överskrider en viss temperatur.
Aluminiumhydroxid och magnesiumhydroxid från Alpha CALCIT Füllstoff GmbH & Co. KG innehåller inget halogen. Förutom sin brandskyddsfunktion kan ATH och MDH fungera som fyllmedel i receptet och påverka styvhet och ytstruktur. Vi erbjuder båda produktserierna i flera kornstorlekar och ytbehandlingar.
Aluminiumhydroxid och magnesiumhydroxid från Alpha CALCIT Füllstoff GmbH & Co. KG innehåller inget halogen. Förutom sin brandskyddsfunktion kan ATH och MDH fungera som fyllmedel i receptet och påverka styvhet och ytstruktur. Vi erbjuder båda produktserierna i flera kornstorlekar och ytbehandlingar.
Verkningsprincip
Vid vilken temperaturer avger ATH och MDH vatten vid brand
Tre faser i brandförloppet vid två olika sönderdelningstemperaturer
Båda hydroxiderna innehåller vatten i sina kristallgitter, vardera ungefär en tredjedel av sin massa. Aluminiumhydroxid börjar avge detta vatten vid cirka 200 °C; magnesiumhydroxid behåller det fram till cirka 300 °C och avger det först därifrån. När det kristallbundna vattnet frigörs bestäms av det temperaturintervall inom vilket materialet befinner sig. ALFRIMAL® och ALFRIMAL® MG har ett snävt sönderdelningsintervall, vilket innebär att de avger sitt vatten inom ett smalt temperaturintervall.
Förloppet vid brand kan delas in i tre faser. De fysikaliska processerna i dessa faser sker oberoende av i vilken tillämpning ATH eller MDH används.
Uppvärmning till sönderdelningstemperaturen
Så länge temperaturen i materialet ligger under det aktuella hydroxidets sönderdelningstemperatur förblir vattnet bundet i kristallen. Samma tröskelvärde gäller redan under tillverkningen av er produkt. Vid bearbetning av PP skulle exempelvis ATH förlora vatten redan innan produkten är färdig; för MDH ligger tröskelvärdet högre.
Nedbrytning med vattenavgivning
Om branden överskrider sönderdelningstemperaturen avger hydroxiden sitt vatten. Denna sönderdelning förbrukar energi, vilket tar bort värme från branden och bromsar den termiska sönderdelningen. Den vattenånga som bildas sänker koncentrationen av brännbara gaser och tränger undan syre från brandområdet.
Oxidrester som barriär
När vattnet har avdunstat återstår metalloxider. De bildar ett skikt på ytan som hindrar värmeöverföringen till det underliggande materialet och syretillförseln.
Materialjämförelse
Vad som skiljer aluminiumhydroxid från magnesiumhydroxid
Dokumenterade egenskaper hos båda verksamma substanserna, rad för rad
| Egenskap | Aluminiumhydroxid (ATH) | Magnesiumhydroxid (MDH) |
|---|---|---|
| Kemisk formel | Al(OH)₃ | Mg(OH)₂ |
| Varumärke hos Alpha Calcit | ALFRIMAL® | ALFRIMAL® MG |
| Start av vattenleveransen | från ca 200 °C | från ca 300 °C |
| Bundet vatten | ungefär en tredjedel av massan | ungefär en tredjedel av massan |
| Termisk stabilitet | upp till ca 200 °C | högre än vid ATH |
| Ytans karaktär | amfoter | basisk |
| Viskositet och flytbarhet | beroende på sammansättning och användningsområde | beroende på sammansättning och användningsområde |
| Brandgaser och rök | halogenfri, inga giftiga gaser bildas | halogenfri, inga giftiga gaser bildas |
| Medelkornstorlek d₅₀ | 1,3 till 20 µm, beroende på typ | 2 till 8 µm, beroende på typ |
| Vithetsgrad Ry | 94 till 98, beroende på typ | 93 till 95, beroende på typ |
| Utföranden | Typer med olika kornstorlek och ytbehandling, däribland två utfällda typer | med och utan hydrofob ytbeläggning samt olika kornstorlekar |
d₅₀ och vithetsgrad är genomsnittsvärden utan rättslig bindande verkan.
När man ska välja mellan de två materialen är vattenavgivningsvärdet vanligtvis utgångspunkten, eftersom det visar om flamskyddsmedlet tål temperaturerna vid er bearbetning. Vid bearbetning av PP talar detta till exempel för MDH. Därefter kan ytegenskaperna vara avgörande för hur tillsatserna i er receptur verkar och hur viskositeten och flytbarheten utvecklas; detta framgår först vid försök med era råvaror.
Jämförelse mellan slipade, belagda och obelagda ALFRIMAL®-typer
| Utförande | Typer | Medelkornstorlek d₅₀ | Vithetsgrad Ry | Funktioner |
|---|---|---|---|---|
| gillar | ALFRIMAL® 506 P, 509 P | 1,4 µm respektive 1,3 µm | 98 respektive 97 | Mycket finfördelat; flamskyddande och rökdämpande, utan att påverka produktens färg, yta eller konsistens |
| obelagd, mycket fin | ALFRIMAL® 104, 105, 106 | 4 µm, 3 µm, 2 µm | 97, 97, 98 | Ett alternativ till finmalet ATH; brett användningsområde |
| hydrofob ytbehandlad | ALFRIMAL® 104 HS, 106 HS | 4 µm respektive 2 µm | vit, utan Ry-angivelse | Vattenavvisande yta; för formuleringar där hydrofoba växelverkan med matrisen krävs |
Alla tre varianterna är avsedda för kabelblandningar, gummiprodukter och elastomerskum. Av dessa har de utfällda varianterna den lägsta genomsnittliga kornstorleken. Ytbehandlade varianter kan vara lämpliga om mineralet ska fuktas bättre i en mer opolär receptur. I Solid Surface kan de mycket fina obelagda varianterna dessutom användas tillsammans med andra ATH-varianter. Vilken variant som passar just er blandning framgår av gemensamma försök med prover.
Användning
När halogenfritt flamskyddsmedel med ATH eller MDH är ett alternativ
Användningsområde och önskad brandskyddsklass som utgångspunkt
Huruvida er produkt behöver halogenfria mineraliska flamskyddsmedel eller om ett mineraliskt fyllmedel räcker beror bland annat på användningsområdet och på vilken brandskyddsklass ni vill uppnå. Olika användningsområden beter sig olika vid brand och kan under vissa omständigheter även omfattas av olika brandskyddsklasser; plast brinner till exempel lättare än puts. För högre brandskyddsklasser bör flamskyddsmedel som ATH eller MDH ingå i receptet.
Om en skräddarsydd lösning passar även för just er tillämpning kan vi reda ut under ett tekniskt rådgivningssamtal.
Fördelarna med ATH och MDH inom brandskyddet
En fördel med ATH och MDH är att de är halogenfria. Vid en brand frigörs inga halogenväteföreningar från själva flamskyddsmedlet. Det bildas inga giftiga eller frätande gaser vid brand.
Båda ämnena kan dessutom kraftigt minska rökutvecklingen. ATH och MDH är miljöneutrala, och även det oxidskikt som blir kvar efter en brand är ofarligt.
Vad fyllnadsgraden betyder för din receptformel
Effekten av båda hydroxiderna är mängdberoende, varför höga fyllnadsgrader är regel. Hur hög fyllnadsgraden måste vara i er receptur beror bland annat på användningsområdet, det krävda resultatet av brandskyddstestet, den önskade bearbetbarheten och den ytstruktur som er slutprodukt ska ha. Vi anger inget generellt intervall för fyllnadsgraden, eftersom den möjliga fyllnadsgraden beror på er recept. Med stigande fyllnadsgrad ökar viskositeten och densiteten, och massan blir segare vid bearbetningen. Hur en högre andel påverkar er process kan därför endast visas genom provning med prover, vilket vi samordnar med er.
Situationer där ATH är ett naturligt val
Om bearbetningen sker under det temperaturintervall där aluminiumhydroxid avger sitt vatten, kan ATH användas som aktiv substans. Det används främst inom kabel-, gummi- och termoplastindustrin. ATH kan ha en flamskyddande effekt utan att påverka produktens färg, yta eller greppegenskaper. Inom ALFRIMAL®-serien är de mycket fina typerna främst avsedda för kabelblandningar, medan de grövre bland annat används för hartser, färger, beläggningar och mineralbaserade material. ALFRIMAL®-typerna verkar oberoende av pH-värdet. Hur ATH samverkar med tillsatserna i er receptur utreder vi tillsammans med er genom försök.
Situationer där MDH är ett naturligt val
Bearbetningen av PP är ett typiskt exempel på MDH, eftersom ATH redan skulle avge vatten vid dessa temperaturer, medan ALFRIMAL® MG först avger vatten vid ca 300 °C. ALFRIMAL® MG är bland annat avsett för mantelblandningar till kablar, elastomerer och TPE, isoleringsplaster för vita produkter samt takmembran. Vi avgör utifrån er tillämpning om en variant med eller utan hydrofob beläggning är lämplig.
Urval
Kriterier för valet mellan ATH och MDH
Parametrar som begränsar ditt urval
Ett flamskyddsmedel vars vattenavdunstning inleds vid en temperatur som ligger under bearbetningstemperaturen förlorar sin verkan innan produkten är färdig. Detta kan även leda till kassation eller en defekt yta redan under bearbetningsprocessen. Kontrollera därför först vilken temperatur din process uppnår i blandaren eller extrudern; för PP-bearbetning leder denna kontroll till exempel till MDH. De övriga raderna i tabellen avgränsar vilken typ inom den valda verksamma substansen som skulle kunna passa din receptur.
| Parameter | Teknisk betydelse | Konsekvens för urvalet |
|---|---|---|
| Processens bearbetningstemperatur | Över nedbrytningstemperaturen börjar vattenavskiljningen redan i blandaren eller extrudern | Avgör urvalet mellan ATH och MDH |
| Aktiva ämnen | Anger vid vilken temperatur vatten frigörs | ATH från ca 200 °C, MDH från ca 300 °C |
| Ytans karaktär | ATH amfoter, MDH basiskt; påverkar växelverkan med tillsatser | Inkludera tillsatserna i receptet i förvalet |
| Kornstorleksfördelning | Påverkar bland annat dispergeringen, ytkvaliteten och den uppnåeliga fyllningsgraden | Finkorniga varianter för mer homogena ytor vid större viskositetsökning, grovkorniga varianter för högre belastning |
| Ytbehandling | Obehandlade ytor är hydrofila, medan ytor med beläggning är hydrofoba | En hydrofob beläggning kan förbättra dispergerbarheten och möjliggöra en högre fyllnadsgrad; effekten beror på användningsområdet |
| Fyllnadsgrad | Den mineraliska effekten är mängdberoende och beror på fyllnadsgraden i den aktuella recepturen respektive användningen | Tjockleken beror bland annat på användningsområde, provningsresultat, bearbetbarhet och ytfinhet |
| Bindemedel och övriga ingredienser i receptet | Påverka när och hur flamskyddsmedlet verkar i slutprodukten | Utvärdering av samarbetet mellan ert laboratorium och Alpha Calcits laboratorium |
Listan är inte uttömmande; ytterligare faktorer som påverkar beror på din receptur och användning.
Hydrofob beläggning - Solid Surface som exempel
Solid Surface, det vill säga mineralbaserade material för bänkskivor, väggbeklädnader, hyllor eller fönsterbrädor, visar vad en hydrofob beläggning från ATH kan åstadkomma. En specialbeläggning kan där sänka viskositeten hos den fyllda hartsmassan och bidra till mediebeständiga, smutsavvisande ytor. Eftersom den dessutom kan förbättra dispergerbarheten kan massan under vissa omständigheter fyllas med en högre andel fyllmedel. Vilken typ och vilken finhet som är lämplig går inte att besvara generellt, eftersom varje recept är unikt.
Teknisk rådgivning
Valet mellan ATH och MDH inom teknisk rådgivning
Vilka uppgifter vi behöver för urvalet
För att kunna ge teknisk rådgivning behöver vi bland annat information om er tillämpning, en grov beskrivning av den bearbetningsprocess där den högsta temperaturen uppnås, det fyllnadsmaterial som använts hittills, den erforderliga brandskyddsprövningen samt era krav på färg, yta och densitet. Med hjälp av dessa uppgifter fastställer vi tillsammans med er basämnet och sammanställer ett individuellt urval av lämpliga ALFRIMAL®-typer, eller undersöker om en lösning anpassad efter er tillämpning är lämplig. För detta skickar vi prover som ni kan testa i er egen receptur. Om det är lämpligt för er tillämpning sammanställer vi proverna så att ni kan jämföra en belagd och en obelagd variant sida vid sida.
Kontakt: Försäljning · Telefon +49 2236 8914-0 · E-post sales@alpha-calcit.de
Produktserier
ALFRIMAL® för ATH, ALFRIMAL® MG för MDH
Vilken serie hör till vilken verksamma substans
ALFRIMAL® omfattar våra flamskyddsmedel baserade på aluminiumhydroxid. De olika typerna skiljer sig åt bland annat vad gäller kornstorlek och ytbehandling. Bland de grövre typerna finns sådana med optimerad kornstorleksfördelning, vilket kan möjliggöra höga fyllnadsgrader och bättre bearbetbarhet i högfyllda system. En översikt hittar du under ALFRIMAL®-typer på basis av aluminiumhydroxid.
ALFRIMAL® MG är en produktserie baserad på magnesiumhydroxid, med eller utan hydrofob ytbeläggning. Den är lämplig när din bearbetning, t.ex. av PP, ligger utanför ATH:s temperaturintervall. Utföranden och typer finns under ALFRIMAL® MG på produktsidan för magnesiumhydroxid. Båda serierna framställs av oss från kontrollerade källor.
Rådgivning från en specialist
Pålitlig service
Skicka gärna ett meddelande till oss så får du kompetent rådgivning inom kort.
- Ett kort meddelande räcker
- Omedelbart svar via e-post eller telefon
- Hjälpsam och kompetent support
Adress
Otto-Hahn-Straße 9-11 50997 Köln Tyskland
Vanliga frågor
Vanliga frågor från receptutvecklare om ATH och MDH
Mer information
Ytterligare sidor om ATH och MDH
- ALFRIMAL®-typer baserade på aluminiumhydroxid · Översikt över typerna i ALFRIMAL®-serien
- ALFRIMAL® MG på produktsidan för magnesiumhydroxid · Typer och utföranden i ALFRIMAL® MG-serien
- Kontakt med försäljningsavdelningen · Kontaktformulär, kontaktadresser och kontakt med försäljningsavdelningen
Vi återkommer gärna till dig.
Förfrågningsformulär