Flammschutzmittel in Kunststoffen für sichere Elektroteile2019-11-28T17:29:32+00:00

Flammschutzmittel in Kunststoffen für sichere Elektroteile

Im Zuge der Elektrifizierung vieler Industriezweige, gewinnt die Verwendung von Flammschutzmitteln in der Produktion sämtlicher Kunststoffteile zunehmend an Relevanz.

Sie möchten alle wichtigen Informationen zum Flammschutz bei Kunststoff erhalten und suchen womöglich einen Hersteller für Ihre eigenen Kunststoffteile?

KSE Kunststoff, Spritzguss & Formenbau klärt Sie in diesem Artikel über alle relevanten Details auf, sodass Ihrer Produktion nichts mehr im Wege steht.

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Sie erfahren hier:

  • Warum Flammschutzmittel so wichtig für die E&E-Industrie sind,…
  • in welchen Branchen Flammschutzmittel besonders relevant sind,…
  • alle Vor- und Nachteile der verschiedenen Flammschutzmittel,…
  • womit Faserverstärkte Kunststoffe punkten,…
  • und wie KSE Kunststoff Flammschutz betreibt,…

Flammschutzmittel: Ein MUSS für die E&E-Industrie

Was sind Flammschutzmittel? 

Bei Flammschutzmitteln handelt es sich um Substanzen, die bei entflammbaren Stoffen, wie z.B. Textilien, Holz oder Kunststoffen, flammenhemmend wirken sollen. Dies schaffen sie durch bestimmte chemische oder physikalische Eigenschaften. 

Sie werden dem betreffenden Stoff additiv beigemischt bzw. reaktiv in den Werkstoff eingebunden.

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Die Verwendung von Flammschutzmitteln ist daher unverzichtbar!

Sie setzen die Entflammbarkeit bedeutend herab oder erzwingen sogar ein schnelles Verlöschen, direkt nach dem Entzünden.

Warum sind Flammschutzmittel in Kunststoffteilen der E&E-Industrie so wichtig?

Ein beliebter Werkstoff in der der Elektro- & Elektronik-Industrie (E&E-Industrie) ist aufgrund seiner vielseitigen elektrischen und thermischen Eigenschaften, der Kunststoff. 

Die Eigenschaften der sogenannten “Technischen Kunststoffe“ reichen von einer vollständigen Isolierung bis hin zur elektrischen Leitfähigkeit. 

Neben den Vorteilen bringen Kunststoffe jedoch auch erhebliche Risiken mit sich. Denn fast alle Kunststoffe sind von Natur aus zunächst brennbar und richten dadurch nicht selten unnötig große Schäden an Material und Personal an.

Je nach Einsatzbereich in der E&E-Industrie, müssen die Kunststoffteile den unterschiedlichsten Anforderungen gerecht werden, um Brände zu vermeiden.

Die verwendeten Kunststoffe sollten daher stets anwendungsgerecht und sorgfältig ausgewählt werden. 

Denn der jeweilige Brandverlauf wird u.a. beeinflusst von,…

  • …der Entzündbarkeit des Kunststoffes
  • …der Verbrennungswärme des Kunststoffs
  • …der Art, Einwirkungsdauer und Intensität der Zündquelle
  • …den Rahmenbedingungen wie Luftzufuhr und Flammenausbreitung
  • …den Brandfolgen wie Rauchentwicklung und Toxizität 
  • …der Korrosivität der Brandgase

Notfallmaßnahmen bieten im Zweifel keinen ausreichenden Schutz, wenn bestimmte Kunststoffe in besonders brandsensiblen Bereichen angewendet werden. Es muss also präventiver Brandschutz bei Kunststoffen betrieben werden.

Für welche Branchen sind Flammschutzmittel besonders wichtig?

Flammschutz Kunststoffteile Elektronik und Leistungselektrik

Präventiver Flamm- und Brandschutz von Kunststoffen ist in nahezu allen Branchen der E&E-Industrie relevant. 

Nicht zuletzt auch aufgrund der Entwicklung hin zu strengen Brandschutznormen, wird die Verwendung von Flammschutzmitteln in zahlreichen Industriezweigen immer wichtiger. 

Typische Einsatzbereiche für Flammschutzmittel sind zum Beispiel 

  • Elektromobilität, Ladesäulen
  • Fahrzeugbau, Autobatterien
  • Öffentlicher Verkehr 
  • Flugzeugbau
  • Leistungsenergie / Leistungselektronik
  • Medizintechnik
  • Haushalts-Elektronik, Elektro-Gehäuse
  • Isolatoren
  • Integration von Baugruppen / Halbleiterplatten in Kunststoff Bauteile
    (Steckkontakt-, Federkontakt-, Thermoelement-Integration)
  • Entwicklung
Stabilität
Flammschutz
Toleranz

Flammschutzmittel in Kunststoffen: Arten, Wirkung & Einsatz

Im Wesentlichen sind zwei Kriterien entscheidend für die Einteilung von Flammschutzmitteln: Deren chemische Zusammensetzung und deren chemische und physikalische Wirkungsweise.

Demnach können Flammschutzmittel für Kunststoffe in folgenden 3 Gruppen kategorisiert werden:

  • Anorganische Flammschutzmittel
  • Halogenierte Flammschutzmittel
  • Phosphorhaltige Flammschutzmittel

Eine weitere sehr beliebte Alternative für den Flammschutz, stellen außerdem die Faserverstärkten Kunststoffe dar. Sie schneiden in Brandtests mit am besten ab und überzeugen mit vielen weiteren Vorteilen.

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Wie wirken Flammschutzmittel? Vor- und Nachteile auf einen Blick

Die Wirkung von Flammschutzmitteln beruht auf chemischen und physikalischen Effekten.

Was sich auf der einen Seite vorteilig für den Brandschutz auswirkt, kann auf der anderen Seite aber auch nicht unerhebliche Nachteile mit sich bringen. 

Folgende Bereiche müssen beispielsweise häufig Abstriche machen:

  • die Toxikologie
  • das Umweltverhalten
  • die Materialverarbeitung

Die nachfolgende Tabelle gibt Ihnen eine Übersicht zu den verschiedenen Flammschutzmitteln, deren Zusammensetzung & Wirkungsweise und deren Vor- & Nachteile. 

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Kunststoffumspritzte Bauteile für die Automobilindustrie

Anorganische

Halogenierte

Phosphorhaltige

„Umweltschonende aber einschränkend“

„Wirkungsvoll aber hoch toxisch“

„Hochwertig aber sehr kostspielig“

Zusammensetzung:
Aluminium- und Magnesiumoxidhydrate oder spezielle anorganische Feststoffe (z.B. Zinkborate, Ammoniumphosphate)

Zusammensetzung:
Organische Chlor- und Bromverbindungen

Zusammensetzung: Organische Phosphor-Verbindungen

Wirkung:
Spalten unter Hitze Wasser ab, wodurch die Oberfläche gekühlt wird und unter ihrer Entzündungstemperatur gehalten wird.

Wirkung:
Sie wirken als Radikalfänger. D.h. sie brechen die Radikal-Kettenreaktion ab, die ansonsten die Verbrennung aufrechterhalten würde. Somit wird der Brennprozess direkt in der Gasphase stark gehemmt.

Wirkung:
Bauen durch Verkohlen eine Schutzschicht auf der brennenden Oberfläche auf (manchmal auch mit Aufschäumen). Durch diese isolierende Schicht wird die Sauerstoffzufuhr gedämmt und der Brandherd gehemmt.

Vorteile:
Da es sich um mineralische Flammschutzmittel handelt, ist der Einsatz unter Umweltgesichtspunkten unbedenklich. Sie sind außerdem sehr kostengünstig.

Vorteile:
Sie sind relativ preiswert und sehr gut wirksam mit den meisten technischen Kunststoffen, ohne Einbuße in mechanischen Eigenschaften.

Vorteile:
Sie sind umweltneutral und besonders in Polyamiden und in Polyestern gut wirksam. Da die erforderliche Zugabemenge relativ gering ist, besitzen die technischen Kunststoffe außerdem sehr gute mechanische und elektrische Eigenschaften

Nachteile:
Es ist eine hohe Zugabemenge von Nöten. Dadurch sind die mechanischen Eigenschaften der flammgeschützten Kunststoffe nicht unerheblich beeinträchtigt.

Nachteile:
Viele Verbindungen dieser Stoffgruppe sind persistent, d.h. in der Umwelt schwer abbaubar. Im Brandfall können sie außerdem hochgiftige Dioxine und Furane bilden. Aufgrund ihrer toxischen Wirkung werden sie daher immer seltener eingesetzt.

Nachteile:
Eine hohe Sorgfalt bei der Verarbeitung ist von Nöten.

Faserverstärkte Kunststoffe: Beste V-0 Klassifizierung und quasi keine Nachteile

Eine weitere sehr vielversprechende Möglichkeit für den Flamm- und Brandschutz sind die Faserverstärkten Kunststoffe. 

Mit einem Glasfasergehalt von bis zu 45% erfüllen sie sämtliche Brandtests (nach UL 94 Norm) mit Bravour und schneiden gegenüber den sehr wirkungsvollen halogenierten Flammschutzmitteln deutlich besser ab. 

Unter anderem bringen sie folgende Vorteile mit sich:

  • Halogenfrei, nicht-toxisch
  • Bessere Wärmestabilität
  • Höhere Kriechstrom- und Durchschlagfestigkeiten
  • Quasi keine Einbuße an mechanischen Eigenschaften
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Flammschutz bei KSE: Faserverstärkte Kunststoffe nach UL 94

Flammschutz bei KSE: Faserverstärkte Kunststoffe nach UL 94

Eine immer bedeutendere Rolle nimmt in den letzten Jahren und v.a. in jüngster Zeit der Umweltschutz ein. Auch die Anforderungen an moderne Flammschutzmittel haben sich dadurch deutlich verändert.

Auch wir bei KSE Kunststoff nehmen dieses Thema sehr ernst und bieten Ihnen daher ausschließlich halogenfreie Flammschutz Lösungen an, die außerdem die modernsten und besten Eigenschaften mit sich bringen.

Aber überzeugen Sie sich selbst!

Unsere Materialien: Halogenfrei. Faserverstärkt. Passgenau. Geprüft.

Aufgrund der zahlreichen Vorteile haben wir uns bei KSE Kunststoff für die Produktion mit Faserverstärkten Kunststoffen entschieden.

Neben den Umweltfaktoren sind für uns vor allem auch die hervorragenden mechanischen Eigenschaften entscheidend. Unsere hochverstärkten Polyamide sind sehr flexibel einsetzbar und sorgen dabei stets für ein passgenaues Ergebnis.

Sowohl für die Konstruktion extrem steifer und fester Bauteile in sehr hoch beanspruchten Applikationen, als auch für besonders dünnwandige Konstruktion, eignen sie sich ausgezeichnet. Und das trotz ihres hohen Verstärkungsgrades. Das Material ist ähnlich fließfähig wie Standard-Polyamide (mit deutlich geringerem Füllstoffgehalt). 

Ein wichtiger Faktor, nachdem wir unsere Materialien auswählen, ist außerdem eine sorgfältige Werkstoffprüfung hinsichtlich des Flammschutzes. Im Beflammtest nach UL 94 schneiden die Faserverstärkten Kunststoffe mit der bestmöglichen Einstufung V-0 ab. Diese entspricht einem Verlöschen der Flamme innerhalb von 10 Sekunden und maximal 30 Sekunden Nachglimmen.

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Produktionsmöglichkeiten bei KSE Kunststoff: Ihre Experten für Spritzguss

Sie möchten Ihre flammgeschützten Kunststoffteile bei uns herstellen lassen?

Wir bei KSE Kunststoff sind Experten auf dem Gebiet der Spritzgusstechnik. Darüber hinaus bieten wir auch Lösungen für Hybridbauteile oder 2K-Spritzgussteile an. Mit unserer jahrzehntelangen Erfahrung lassen wir hier in Sachen Flammschutz nichts anbrennen.

Durch unsere enge Zusammenarbeit mit den Kunden, sorgen wir für höchste Qualität und Sicherheit bei Ihren Bauteilen. 

Entscheiden Sie sich für eine Produktion bei uns, so erwarten Sie folgende Prozessschritte: 

  1. Konstruktion: Konstruktionszeichnung und Festlegung des Fertigungsverfahrens
  2. Prototyp: Herstellung, Vermessung und Korrektur
  3. Serienanfertigung: Klein- oder Großserien

Mehr über die einzelnen Prozessschritte erfahren Sie hier. 

Haben wir Sie jetzt schon überzeugt? Dann senden Sie uns gerne zunächst eine unverbindliche Anfrage.

Kontaktieren Sie uns…

…per Mail: info@formenbau-spritzguss.de

…per Telefon: +49 (0) 911 / 21 65 05 63

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