Organofosfor flamskyddsmedel är ett möjligt alternativ till bromerade flamskyddsmedel. Dock saknas fortfarande jämförande livscykelstudier av denna typ av flamskyddsmedel.
Fraunhofer Institute for Environmental, Energy and Safety Technology UMSICHT har nu undersökt miljöpåverkan av organofosfor flamskyddsmedel jämfört med bromerade flamskyddsmedel i plastkomponenter som laddningskontakter för elbilar eller USB-C-kontakter för första gången i ett jämförande liv cykelbedömning på uppdrag av Clariant. Deras studie är publicerad i ACS Sustainable Chemistry &Engineering .
Bromerade flamskyddsmedel är för närvarande de mest använda eftersom de helt enkelt är mycket effektiva - effektiva att tillverka, stabila vid höga temperaturer och kan tillverkas kostnadseffektivt. De finns i olika produkter som bilar, elektronik, textilier och möbler. Den globala förbrukningen av flamskyddsmedel uppskattas till 2,4 miljoner ton1. Mer än hälften av dessa används i elektriska och elektroniska applikationer som e-mobilitet.
Men bromerade – dvs halogenerade – flamskyddsmedel är problematiska:de kan upptäckas i jord, vatten, avloppsslam eller till och med i vilda djur. Dessutom produceras giftiga utsläpp när de förbränns. Det finns därför ett akut behov av mindre skadliga flamskyddsmedel.
Tidigare studier har visat att många fosforföreningar i flamskyddsmedel är säkrare och mindre giftiga än bromerade flamskyddsmedel. Holistiska och kvantifierande livscykelstudier av dessa flamskyddsmedel från vagga till grav har dock saknats fram till nu.
På uppdrag av Clariant har Fraunhofer UMSICHT nu för första gången jämfört miljöpåverkan av flamskyddad plast för laddningskontakter och elektroniska enheter i en livscykelanalys. Samtidigt är denna analys en del av en fallstudie för EU-kommissionen i enlighet med riktlinjen "Safe and Sustainable by Design", som ger livscykelbedömningar – och inte bara toxicitet – som ett utvärderingskriterium i utvecklingen av kemikalier.
Företaget Clariant marknadsför den undersökta flamskyddsformuleringen under handelsnamnet Exolit OP 1400. Exolit OP 1400 innehåller den flamskyddade dietylfosfinsyran (DEPAL), som kräver bland annat gul fosfor, kaustiksoda och kalciumhydroxid för sin tillverkning.
Forskarna kom fram till att den totala miljöpåverkan av Exolit OP 1400 är lägre och därför representerar ett lönsamt alternativ till konventionella bromerade flamskyddsmedel i teknisk plast.
"Användningen av organofosfor flamskyddsmedel som aluminiumdietylfosfinat (DEPAL) minskar avsevärt de negativa effekterna på människors hälsa och miljön", förklarar Dr Daniel Maga, författare till livscykelbedömningen vid Fraunhofer UMSICHT. Den främsta miljövinsten är bevarandet av resurser, eftersom ingen antimontrioxid krävs, vilket är fallet med bromerade formuleringar.
Antimon har varit ett av de 14 råvaror som klassats som kritiska av EU sedan 2010. CO2 Fosforalternativets fotavtryck är bara något mindre än bromerade flamskyddsmedel, vilket främst beror på den energikrävande utvinningen av fosfor från fosfatberg.
Detta skulle dock kunna minskas genom att använda en högre andel förnybar energi i fosforproduktionen. Dessutom är bortskaffandet av Exolit OP 1400 mindre skadligt för miljön och kommer att möjliggöra bättre återvinning i framtiden.
Mer information: Daniel Maga et al, Toward Sustainable Fire Safety:Life Cycle Assessment of Phosphinate-Based and Brominated Flame Retardants in E-Mobility and Electronic Devices, ACS Sustainable Chemistry &Engineering (2024). DOI:10.1021/acssuschemeng.3c07096
Journalinformation: ACS Sustainable Chemistry &Engineering
Tillhandahålls av Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- och Energietechnik UMSICHT
