Wirkungsmechanismus von Melamin-Brennstoffverzögerern

Flammschutzmittel wirken, indem sie mit einem der drei Komponenten, die die Verbrennung einleiten und/oder unterstützen, interferieren: Wärme, Brennstoff und Sauerstoff. Melamin hat ausgezeichnete Flammschutz Eigenschaften, weil es den Verbrennungsprozess auf viele verschiedene Arten in allen Phasen stören kann. In der Anfangsphase kann Melamin die Zündung verzögern, indem es durch endotherme Dissoziation einen Wärmesenke erzeugt. Im Fall von Melaminsalzen unterliegt Melamin selbst bei etwa 350 °C einer endothermen Sublimation. Ein weiterer größerer Kühler Effekt wird durch die anschließende Zersetzung des Melamindampfs erzeugt.

Melamin kann als 'niedrigwertiger Brennstoff' betrachtet werden, mit einer Verbrennungswärme von nur 40 % der Kohlenwasserstoffe. Darüber hinaus wirkt der durch die Verbrennung erzeugte Stickstoff als inertes Verdünnungsmittel. Eine weitere Quelle für inerte Verdünnungsmittel ist Ammoniak, das während der Zersetzung oder teilweisen Selbstkondensation von Melamin freigesetzt wird, das nicht sublimiert.

Melamin kann auch einen erheblichen Beitrag zur Bildung der Kohleschicht während des Expansionsprozesses leisten. Die Kohleschicht fungiert als Barriere zwischen Sauerstoff und Gasen, die bei der Zersetzung von Polymeren entstehen. Die während des Selbstkondensationsprozesses von Melamin gebildete Mehrringstruktur erhöht die Stabilität von Koks. In Kombination mit dem Phosphorverstärker Melamin kann die Stabilität von Kohlenstoff weiter verbessert werden, indem Stickstoff- und Phosphorverbindungen gebildet werden. Schließlich kann Melamin als Treibmittel für Koks dienen und die Wärmedämmfunktion der Koks-Schicht verbessern.

Metallhydroxid-Brennstoffverzögerer sind eine häufig verwendete Serie von halogenfreien Brennstoffverzögerern. Diese Mineralverbindungen werden für Polyolefine TPE, PVC, Gummi, duroplastische Kunststoffe und einige technische Polymere (wie Polyamid) verwendet.

Die von ihnen bereitgestellte Flammschutzmittel-Formel erfüllt die entsprechenden Standards für viele Anwendungen. Die bei dieser Formel erzeugten Verbrennungsprodukte haben eine geringe Opazität, geringe Toxizität und minimale Korrosivität. Bei angemessener Mischung bieten anorganische Hydroxide eine kostengünstige Methode zur Erreichung von raucharmen Flammschutzmittel-Formulierungen.

Darüber hinaus sind anorganische Hydroxide leicht zu handhaben und relativ ungiftig. Aluminiumtrihydroxid (ATH), Magnesiumdihydroxid (MDH) und verschiedene andere anorganische Hydroxide ersetzen halogenierte und phosphorhaltige Flammschutzmittel aufgrund ihrer langfristigen Auswirkungen auf die Umwelt.