Hebei Messi Biology Co., Ltd. gab bekannt, dass Flammschutzmittel für Polymermaterialien derzeit mit dem Ziel entwickelt werden, eine hohe Effizienz, geringe Rauchentwicklung und niedrige Toxizität zu erreichen. Daher wird die Anwendung verschiedener halogenfreier Flammschutzmittel und die Erforschung ihrer Wirkungsmechanismen zu einem der wichtigsten Forschungsgebiete im Bereich flammhemmender Polymere werden. Basisches Magnesiumcarbonat zeichnet sich durch gute thermische Stabilität aus, ist ungiftig, nicht flüchtig, erzeugt keine korrosiven Gase, verursacht keine Sekundärverschmutzung und ist kostengünstig. Es handelt sich um ein umweltfreundliches Flammschutzmittel, jedoch gibt es nur wenige Berichte über seine Anwendung in flammhemmenden Epoxidharzen. Die flammhemmenden Eigenschaften und der Wirkungsmechanismus von basischem Magnesiumcarbonat in flammhemmenden Epoxidharzen wurden analysiert.
Analyse der Flammschutzwirkung: Mit steigendem Füllstoffgehalt an basischem Magnesiumcarbonat verringert sich die Menge an tropfendem Material, die während der Verbrennung des Epoxidharz/Magnesiumcarbonat-Verbundwerkstoffs entsteht, die Brennbarkeit nimmt ab und die Selbstverlöschzeit verkürzt sich. Bei einem Füllstoffgehalt von 52,4 % tropft kein Material mehr, das brennbare Material pyrolysiert zu Koks, und die Verbrennung geht von einem geschmolzenen in einen verkokten Zustand über, wodurch die Verbrennung schnell selbstverlöschend erfolgt. Daher weist das mit basischem Magnesiumcarbonat gefüllte Epoxidharz offenbar gute Flammschutzeigenschaften auf und verursacht keine Sekundärverschmutzung.
Mit steigendem Gehalt an basischem Magnesiumcarbonat verbesserten sich der Sauerstoffindex und die Flammschutzwirkung der Proben, was mit den Ergebnissen der Verbrennungsversuche übereinstimmt. Bei einem Gehalt an basischem Magnesiumcarbonat von 33,3 % stieg der LOI-Wert des Epoxidharzes von 19,8 % (Referenzprobe) auf 22,9 % und erreichte damit den Standardwert für Selbstverlöschung (22,6 %). Mit steigendem Gehalt an basischem Magnesiumcarbonat erhöhte sich auch der Sauerstoffindex (LOI) der Proben. Bei einem Gehalt von 52,4 % erreichte der LOI-Wert 27,0 % und überschritt damit den Grenzwert für Flammschutzmittel (26,8 %). Bei einem Gehalt von 56,5 % lag der LOI-Wert nahe 30 %. Basisches Magnesiumcarbonat ist somit ein relativ gutes anorganisches Flammschutzmittel, das bereits in geringen Mengen eine gute Flammschutzwirkung erzielt.
Die Zersetzung von basischem Magnesiumcarbonat setzt Gase frei und führt zur thermischen Zersetzung des Epoxidharzes, was Probenschrumpfung und Rissbildung zur Folge hat. Das bei der Zersetzung von basischem Magnesiumcarbonat entstehende aktive Magnesiumoxid kann die thermooxidative Vernetzungsreaktion des Epoxidharzes katalysieren und einen stabilen kohlenstoffhaltigen Rückstand bilden. Aktiviertes Magnesiumoxid und Partikel des kohlenstoffhaltigen Rückstands weisen ein starkes Adsorptionsvermögen auf und adsorbieren Kohlenstoffpartikel an der Oberfläche des Verbrennungsrückstands. Darüber hinaus deutet das Fehlen einer kühlenden Flüssigkeitsmorphologie auf der Oberfläche des Verbrennungsrückstands darauf hin, dass basisches Magnesiumcarbonat die Anti-Tropf-Eigenschaften von Epoxidharz verbessert und somit das Nachtropfen während der Verbrennung verhindert. Diese Oberflächenschicht des Verbrennungsrückstands behindert und isoliert den Wärme- und Stofffluss und wirkt somit als Flammschutzmittel. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass basisches Magnesiumcarbonat mehrere flammhemmende Funktionen besitzt und ein hervorragendes Flammschutzmittel für Epoxidharz darstellt.
Hebei Messi Biology Co., Ltd. gab an, dass bei einem Gehalt von 56,5 % basischem Magnesiumcarbonat im Epoxidharz der Sauerstoffindex 29,7 % erreicht und die thermische Zersetzungstemperatur um etwa 100 °C gesenkt wird. Basisches Magnesiumcarbonat wirkt verdünnend, kühlend, isolierend und katalytisch als Flammschutzmittel. Es verbessert die Anti-Tropf-Eigenschaften von Epoxidharz.