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Elektronikproduktion | 15 Juli 2009

Flammschutzmittel in Elektronik neu überdenken

Genaue Zahlen sind schwer zu finden, aber es wird geschätzt, dass Brände –weltweit – bis zu 100 000 Menschen pro Jahr töten. 10% dieser Brände können auf elektrische Fehler zurückgeführt werden.
Flammschutzmittel werden verwendet, um Brände zu verhindern, die Schwere dieser Brände zu verringern und Hersteller haben sind gesetzlich verpflichtet, die Flammschutzmittel zu verwenden.

In der jüngsten Überprüfung der RoHS-Richtlinie wird empfohlen einige dieser Flammschutzmittel zu beschränken; was Auswirkungen für alle Entwicklungsingenieure hätte. Flammschutzmittel werden als Zusatzstoffe für Kunststoffe genutzt, welche wiederum in einer Vielzahl von elektronischen und elektrischen Geräten verwendet werden. Viele Kunststoffarten brennen sehr leicht und es wird geschätzt, dass der Kunststoff in einem typischen Fernsehgerät mit 6 Litern Benzin gleichgesetzt werden kann!

Welche Arten gibt es?
Es stehen über 100 verschiedene Arten von Flammschutzmitteln zur Verfügung; die wichtigsten Arten und ihre Merkmale sind:

• Bromierte Flammschutzmittel: sind die einzigen Flammschutzmittel, welche mit HIPS (high impact polystyrene) und ABS (acetonitrile butadiene styrene) verwendet werden können. Die Familie umfasst reaktive Flammschutzmittel, welche mit anderen Inhaltsstoffen reagieren und bromierte Polymere. Diese sind stabil und die nicht in die Umwelt auslaugen.
- Tetrabromobisphenol A (TBBP-A): wird gegenwärtig überprüft und könnte beschränkt werden.
- Antimon-Oxid: wirksam auch bei niedrigen Konzentrationen, so dass die Menge an bromierten Flammschutzmitteln reduziert werden kann.

• Phosphorhaltig: Ersatz für bromierte Flammschutzmittel und kann ebenso wirksam bei einigen Arten von Polymeren verwendet werden (nicht geeignet für HIPS oder ABS). Die meisten sind neu und wurden noch nicht getestet.

• Chlorhaltig: Kurzkettige sind PBT (persistent, bioaccumulate and toxic) und sind bereits in der EU beschränkt. Mittelkettige sind von ähnlicher Toxizität und die EU plant diese zu beschränken. Risiken der langkettigen Chlorparaffine sind noch nicht bekannt.

• Metall Hydroxide: Aumina trihydrate (ATH) kann in vielen Kunststoffarten verwendet werden und stellt eine der günstigsten Optionen dar.

Auswahl von Flammschutzmitteln & Auswirkungen auf das Design
Die Entflammbarkeit von Kunststoffen steht in Abhängigkeit zu der Menge von Sauerstoff aus der Luft (welche der Kunststoff verbrennen muss); als "Limiting Oxygen Index" oder auch LOI bezeichnet. Luft enthält 21% Sauerstoff und alle Kunststoffe mit einem LOI-Wert von unter 21 würden brennen und brauchen Flammschutzmittel (um Sicherheitsstandards einzuhalten). Kunststoffe mit einem höheren Wert können auch Flammschutzmittel benötigen, wenn andere Zusatzstoffe den LOI-Wert reduzieren.

Die Kunststoffarten mit einem hohen LOI brauchen entweder keine Flammschutzmittel oder nur geringe Mengen. Die meisten dieser Kunststoffarten sind teuer als die mit einem niedrigeren LOI-Wert (mit Ausnahme PVC). Allerdings wird PVC von Umweltgruppen unter Druck gesetzt, da beim Verbrennen giftige Dioxine und Furan entstehen können.

Autor: Gary Nevison, Gesetzgebung & Environmental Affairs Manager, Premier Farnell

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