فرمولاسیون بازدارنده شعله بدون هالوژن PBT

فرمولاسیون بازدارنده شعله بدون هالوژن PBT

برای توسعه یک سیستم بازدارنده شعله (FR) بدون هالوژن برای PBT، ضروری است که بین راندمان بازدارنده شعله، پایداری حرارتی، سازگاری دمای فرآیند و خواص مکانیکی تعادل برقرار شود.

I. ترکیبات مقاوم در برابر شعله هسته

۱. هیپوفسفیت آلومینیوم + MCA (ملامین سیانورات) + بورات روی

مکانیسم:

• هیپوفسفیت آلومینیوم (پایداری حرارتی > 300 درجه سانتیگراد): تشکیل زغال را در فاز متراکم افزایش می‌دهد و رادیکال‌های PO· را در فاز گازی آزاد می‌کند تا واکنش‌های زنجیره‌ای احتراق را قطع کند.
• MCA (دمای تجزیه حدود ۳۰۰ درجه سانتیگراد): تجزیه گرماگیر، گازهای بی‌اثر (NH₃، H₂O) را آزاد می‌کند، گازهای قابل اشتعال را رقیق کرده و از چکه کردن مذاب جلوگیری می‌کند.
• بورات روی (دمای تجزیه > 300 درجه سانتیگراد): تشکیل زغال شیشه‌ای را افزایش می‌دهد و دود و پس‌تاب را کاهش می‌دهد.

نسبت توصیه شده:
هیپوفسفیت آلومینیوم (10-15٪) + MCA (5-8٪) + بورات روی (3-5٪).

۲. هیدروکسید منیزیم اصلاح‌شده سطحی + هیپوفسفیت آلومینیوم + فسفینات آلی (مثلاً ADP)

مکانیسم:

• هیدروکسید منیزیم اصلاح‌شده (دمای تجزیه حدود ۳۰۰ درجه سانتیگراد): عملیات سطحی (سیلان/تیتانات) پراکندگی و پایداری حرارتی را بهبود می‌بخشد و در عین حال گرما را جذب می‌کند تا دمای ماده را کاهش دهد.
• فسفینات آلی (به عنوان مثال، ADP، پایداری حرارتی > 300°C): یک بازدارنده شعله فاز گازی بسیار مؤثر، که با سیستم‌های فسفر-نیتروژن هم‌افزایی می‌کند.

نسبت توصیه شده:
هیدروکسید منیزیم (۱۵-۲۰٪) + هیپوفسفیت آلومینیوم (۸-۱۲٪) + ADP (۵-۸٪).

دوم. سینرژیست‌های اختیاری

• نانو رس/تالک (۲-۳٪): کیفیت زغال و خواص مکانیکی را بهبود می‌بخشد و در عین حال میزان مصرف FR را کاهش می‌دهد.
• PTFE (پلی تترافلوئورواتیلن، 0.2-0.5%): عامل ضد چکه برای جلوگیری از قطرات سوزاننده.
• پودر سیلیکون (۲-۴٪): تشکیل زغال متراکم را افزایش می‌دهد، مقاومت در برابر شعله و براقیت سطح را بهبود می‌بخشد.

III. ترکیباتی که باید از آنها اجتناب کرد

• هیدروکسید آلومینیوم: در دمای ۱۸۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد (پایین‌تر از دمای فرآوری PBT یعنی ۲۲۰ تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد) تجزیه می‌شود و منجر به تخریب زودرس می‌گردد.
• هیدروکسید منیزیم اصلاح نشده: برای جلوگیری از تجمع و تجزیه حرارتی در حین پردازش، نیاز به عملیات سطحی دارد.

IV. توصیه‌های بهینه‌سازی عملکرد

1. عملیات سطحی: از عوامل اتصال سیلان روی هیدروکسید منیزیم و بورات روی برای افزایش پراکندگی و پیوند بین سطحی استفاده کنید.
2. کنترل دمای پردازش: برای جلوگیری از تخریب در حین پردازش، دمای تجزیه FR را بالای ۲۵۰ درجه سانتیگراد تضمین کنید.
3. تعادل خواص مکانیکی: برای جبران کاهش مقاومت، از پرکننده‌های نانو (مثلاً SiO₂) یا سفت‌کننده‌ها (مثلاً POE-g-MAH) استفاده کنید.

V. مثال فرمولاسیون معمول

VI. پارامترهای کلیدی تست

• مقاومت در برابر شعله: UL94 V-0 (1.6 میلی‌متر)، LOI > 35%.
• پایداری حرارتی: باقیمانده TGA > 25% (600°C).
• خواص مکانیکی: استحکام کششی > ۴۵ مگاپاسکال، مقاومت ضربه‌ای شیاردار > ۴ کیلوژول بر متر مربع.

با بهینه‌سازی نسبت‌ها، می‌توان به یک سیستم مقاوم در برابر شعله بدون هالوژن کارآمد دست یافت و در عین حال عملکرد کلی PBT را حفظ کرد.

More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com