یک فرمول بازدارنده شعله مرجع برای SK Polyester ES500 (رتبهبندی UL94 V0).
I. رویکرد طراحی فرمولاسیون
- سازگاری با زیرلایه
- SK Polyester ES500: یک پلیاستر ترموپلاستیک با دمای پردازش معمول ۲۲۰ تا ۲۶۰ درجه سانتیگراد. مادهی بازدارندهی شعله باید در این محدودهی دمایی مقاومت کند.
- الزامات کلیدی: ایجاد تعادل بین بازدارندگی شعله (V0)، خواص مکانیکی (مقاومت کششی/ضربهای) و سیالیت فرآیندی.
- سیستم بازدارنده شعله سینرژیک
- هیدروکسید آلومینیوم فوق ریز (ATH): بازدارنده شعله اولیه، آبگیری گرماگیر. بارگذاری باید تعادلی بین بازدارنده شعله و خواص مکانیکی برقرار کند.
- هیپوفسفیت آلومینیوم: هم افزایی تشکیل دهنده زغال، با ATH برای ایجاد اثر هم افزایی فسفر-آلومینیوم و بهبود کیفیت زغال همکاری میکند.
- بورات روی: تقویتکننده زغال، دود را سرکوب میکند و با ATH یک مانع متراکم تشکیل میدهد.
- MCA (ملامین سیانورات): بازدارنده شعله در فاز گازی، اکسیژن را رقیق کرده و از چکه کردن مذاب جلوگیری میکند.
دوم. فرمولاسیون پیشنهادی (درصد وزنی)
| کامپوننت | نسبت | یادداشتهای پردازش |
|---|---|---|
| پلی استر SK ES500 | ۴۵–۵۰٪ | رزین پایه؛ برای جبران ویسکوزیته پرکننده، رزین با سیالیت بالا انتخاب کنید. |
| فوق العاده ریز ATH | ۲۵–۳۰٪ | اصلاح سطح با عامل جفتکننده سیلان (KH-550)، D50 < 3 میکرومتر. |
| هیپوفسفیت آلومینیوم | ۱۰–۱۲٪ | مقاوم در برابر حرارت (>300 درجه سانتیگراد)، از قبل با ATH مخلوط شده و در مراحل مختلف اضافه میشود. |
| روی بورات | ۶–۸٪ | برای جلوگیری از آسیب ساختاری ناشی از برش زیاد، به MCA اضافه شده است. |
| ام سی ای | ۴–۵٪ | دمای فرآیند <250 درجه سانتیگراد، پراکندگی با سرعت پایین. |
| پراکنده کننده | ۲–۳٪ | پخشکننده سازگار با پلیاستر (به عنوان مثال، BYK-161) + کامپوزیت واکس پلیاتیلن. |
| عامل اتصال (KH-550) | 1% | پیش تیمار با ATH و هیپوفسفیت آلومینیوم؛ غوطهوری در اتانول و سپس خشک کردن. |
| عامل ضد چکه | ۰.۵–۱٪ | میکروپودر PTFE برای جلوگیری از احتراق مذاب. |
| کمک پردازش | ۰.۵٪ | استئارات روی (روانکاری و ضد چسبندگی). |
III. کنترلهای کلیدی فرآیند
- بهینهسازی پراکندگی
- پیش تصفیه: ATH و هیپوفسفیت آلومینیوم را به مدت ۲ ساعت در محلول ۱٪ KH-550 اتانول خیس کنید، سپس در دمای ۸۰ درجه سانتیگراد خشک کنید.
- توالی اختلاط:
- رزین پایه + پخشکننده + عامل اتصال → اختلاط با سرعت پایین (۵۰۰ دور در دقیقه، ۵ دقیقه).
- هیپوفسفیت آلومینیوم/ATH اصلاحشده را اضافه کنید → برش با سرعت بالا (۲۵۰۰ دور در دقیقه، ۲۰ دقیقه).
- بورات روی/MCA/PTFE را اضافه کنید → مخلوط کردن با سرعت کم (۸۰۰ دور در دقیقه، ۱۰ دقیقه).
- تجهیزات: اکسترودر دو مارپیچه (مناطق دمایی: منطقه تغذیه ۲۰۰ درجه سانتیگراد، منطقه ذوب ۲۳۰ درجه سانتیگراد، دای ۲۲۰ درجه سانتیگراد).
- کنترل دمای پردازش
- برای جلوگیری از تجزیه MCA، دمای ذوب را کمتر از ۲۵۰ درجه سانتیگراد تنظیم کنید (MCA در دمای ۲۵۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد تجزیه میشود).
- پس از اکستروژن، گلولهها را با آب خنک کنید تا از مهاجرت مواد بازدارنده شعله جلوگیری شود.
IV. مکانیسم همافزایی بازدارنده شعله
- ATH + هیپوفسفیت آلومینیوم
- ATH گرما را جذب کرده و بخار آب آزاد میکند و گازهای قابل اشتعال را رقیق میکند.
- هیپوفسفیت آلومینیوم تشکیل زغال متراکم (AlPO₄) را کاتالیز میکند و انتقال حرارت را مسدود میکند.
- روی بورات + MCA
- بورات روی یک مانع شیشهای روی ترکهای زغالی تشکیل میدهد.
- MCA تجزیه میشود تا NH₃ آزاد کند، اکسیژن را رقیق کرده و واکنشهای رادیکالهای آزاد را مهار میکند.
- PTFE ضد چکه
- میکروپودر PTFE یک شبکه فیبری تشکیل میدهد که خطر اشتعال ناشی از چکه مذاب را کاهش میدهد.
V. تنظیم عملکرد و عیبیابی
| مشکل رایج | راه حل |
|---|---|
| مقاومت در برابر شعله کمتر از V0 (V1/V2) | هیپوفسفیت آلومینیوم را به ۱۲٪ + MCA را به ۵٪ افزایش دهید، یا ۲٪ فسفر قرمز کپسوله شده اضافه کنید (با هیپوفسفیت آلومینیوم اثر سینرژیک دارد). |
| کاهش خواص مکانیکی | ATH را به ۲۵٪ کاهش دهید، ۵٪ الیاف شیشه (تقویتکننده) یا ۳٪ POE پیوند شده با انیدرید مالئیک (سختکننده) اضافه کنید. |
| سیالیت پردازش ضعیف | مقدار پخشکننده را به ۳٪ افزایش دهید یا ۰.۵٪ واکس پلیاتیلن با جرم مولکولی کم (روانکننده) اضافه کنید. |
| شکوفه دادن سطحی | برای پیوند بین سطحی بهتر، دوز عامل اتصال را بهینه کنید یا به عامل اتصال تیتانات (NDZ-201) تغییر دهید. |
ششم. معیارهای اعتبارسنجی
- آزمون UL94 V0:
- نمونههای ۱.۶ میلیمتری و ۳.۲ میلیمتری، زمان کل سوختن کمتر از ۵۰ ثانیه پس از دو بار احتراق، بدون چکه کردن آتش.
- LOI: هدف ≥30٪ (واقعی ≥28٪).
- خواص مکانیکی:
- استحکام کششی > 40 مگاپاسکال، استحکام ضربه > 5 کیلوژول بر متر مربع (استاندارد ASTM).
- پایداری حرارتی (TGA):
- باقیمانده زغال در دمای ۸۰۰ درجه سانتیگراد > ۲۰٪، دمای تجزیه اولیه > ۳۰۰ درجه سانتیگراد.
VII. فرمولبندی مرجع مثال
| کامپوننت | محتوا (%) |
|---|---|
| پلی استر SK ES500 | ۴۸٪ |
| ATH فوق العاده ریز (اصلاح شده) | ۲۸٪ |
| هیپوفسفیت آلومینیوم | ۱۱٪ |
| روی بورات | 7% |
| ام سی ای | 4% |
| پخش کننده BYK-161 | ۲.۵٪ |
| عامل اتصال KH-550 | 1% |
| عامل ضد چکه PTFE | ۰.۸٪ |
| استئارات روی | ۰.۵٪ |
این فرمولاسیون و طراحی فرآیند به طور موثری به مقاومت در برابر شعله UL94 V0 برای SK Polyester ES500 دست مییابد و در عین حال فرآیندپذیری و خواص مکانیکی را متعادل میکند. آزمایشهای در مقیاس کوچک برای تأیید پراکندگی قبل از تنظیم دقیق نسبتها (مثلاً متعادل کردن هیپوفسفیت آلومینیوم و MCA) توصیه میشود. برای افزایش بیشتر مقاومت در برابر شعله، افزودن 2٪ نانوصفحات نیترید بور (BNNS) را به عنوان یک پرکننده دو منظوره رسانای حرارتی/مقاومت در برابر شعله در نظر بگیرید.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
زمان ارسال: ژوئیه-01-2025
