Routes to halogen‐free flame‐retardant polypropylene wood plastic composites

Abstract

Developing halogen‐free flame retardants with reasonably high efficiency, which thus function at limited loadings in polypropylene‐based wood/plastic composites (WPC), is still a challenge. Cost‐effective flame‐retarded WPC have been identified as a way to open the door to an interesting, broader spectrum of application in the building and transportation sectors. This work imparts a systematic comprehensive understanding and assessment of different basic routes to halogen‐free flame‐retarded WPC, taking into account economic and environmental considerations. Cheap, halogen‐free single‐component flame retardants and their multicomponent systems are investigated at reasonable filling grades of 20 wt%. The basic routes of promising synergistic multicomponent systems are discussed, and their potential and limits assessed. Optimizing the consistency of fire residue; closing the surface of inorganic‐organic residual layers; the thermal stabilization and design of the residue, eg, synergistic combination of ammonium polyphosphate and expandable graphite; and the combination of different flame‐retardant mechanisms, eg, intumescence and flame inhibition, are proposed as promising routes to boost the flame‐retardant efficiency.

Holz‐Kunststoff‐Verbundwerkstoffe

“…Ziel war die Identifizierung effizienter FSM bei gleichzeitiger Rauchminimierung sowie das Verständnis der Wirkmechanismen und deren Auswirkungen auf die Rauchzusammensetzung in Hinblick auf mögliche Rauchgefährdungen im Brandfall. Es wurde bereits mithilfe von verschiedenen Brandtests eine große Anzahl verschiedener FSM‐WPC‐Systeme hinsichtlich thermischen Abbaus, Entflammbarkeit und Brandausbreitung umfangreich untersucht und in publiziert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Teil dieser FSM‐WPC‐Systeme hinsichtlich des Rauchverhaltens anhand von Kennwerten wie Rauchdichte, Rauchgas‐ und Partikelkonzentrationen ergänzend untersucht.…”

“…FSM‐Kombinationen in WPC wirksam eingesetzt werden können und welche Mengenanteile notwendig sind. Nach der Identifizierung vielversprechender FSM in wurden folgende, mit unterschiedlichen Wirkmechanismen ausgestattete FSM für diese Arbeit ausgewählt:…”

“…Das Brandrisiko der flammengeschützten WPC‐Proben ist schematisch in Tab. zusammengefasst . Das geringste Brandrisiko wird mit den intumeszent flammgeschützten WPC‐Systemen erreicht.…”

“…Brandrisiko der untersuchten WPC-Proben in Abhängigkeit vom FSM anhand der Entflammbarkeit[15,16] Fire risk of various flame-retardant WPC samples due to flammability Brandverhalten der untersuchten WPC-Proben in Abhängigkeit vom FSM während eines Brandversuchs mit einer Beanspruchung von 25 kW/m 2 und zusätzlicher Flamme in der Rauchkammer nach ISO 5659-2 Fire behavior of various flame-retardant WPC samples during fire tests with an irradiation of 25 kW/m 2 and additional flame in the smoke chamber according to ISO 5659-2 Characteristics for the smoke emission of various flame-retardant WPC samples during a fire test with an irradiation of 25 kW/m 2 and an additional flame in the smoke chamber according to ISO 5659-2…”

Flame resistant properties of LDPE/PLA blends containing halogen‐free flame retardant

“…However, the disadvantages of IFR systems are restricted as a result of their poor FR efficiency comparing to halogen containing FRs, their poor compatibility with matrix system and lower thermal stability. To overcome these problems, researchers aim to develop oligomeric or polymeric IFRs with relatively higher molecular weight and synergistic agent to enhance flame retardancy of IFR …”