فرمول مرجع مستربچ مقاوم در برابر شعله PVC
طراحی و بهینهسازی فرمولاسیون مستربچهای مقاوم در برابر شعله PVC، با ترکیب بازدارندههای شعله موجود و اجزای کلیدی همافزایی، با هدف دستیابی به مقاومت در برابر شعله UL94 V0 (قابل تنظیم تا V2 با کاهش مقادیر افزودنی).
I. توصیه فرمول پایه (PVC سفت و سخت)
فرمولاسیون مقاوم در برابر شعله پلاستیک:
| کامپوننت | بارگذاری (درصد وزنی) | شرح عملکرد |
|---|---|---|
| رزین پی وی سی (نوع SG-5) | ۴۰-۵۰٪ | ماده ماتریس، ترجیحاً با درجه جذب روغن پایین |
| هیپوفسفیت آلومینیوم | ۱۲-۱۵٪ | منبع اسید برای تشکیل زغال، فرونشاندن پستاب |
| بورات روی | ۸-۱۰٪ | سرکوب دود هم افزایی، با HCl حاصل از تجزیه PVC واکنش میدهد |
| هیدروکسید آلومینیوم اصلاحشده سطحی | ۱۰-۱۲٪ | خنکسازی گرماگیر، نیاز به پوشش عامل اتصال سیلان دارد (دمای تجزیه با دمای پردازش PVC مطابقت دارد) |
| تریاکسید آنتیموان (Sb₂O₃) | ۳-۵٪ | هم افزایی اصلی، از طریق هم افزایی Cl-Sb، بازدارندگی شعله را افزایش میدهد |
| مولیبدات روی (مهارکننده دود) | ۵-۸٪ | افزودنی توصیهشده، چگالی دود را کاهش میدهد (کلید انطباق با استاندارد DIN 4102) |
| دیپنتااریتریتول (DPE) | ۲-۳٪ | کمک به تشکیل زغال، کنترل چکه کردن مذاب را بهبود میبخشد |
| پایدارکننده حرارتی (کامپوزیت Ca-Zn) | ۳-۴٪ | ضروری برای جلوگیری از تخریب حرارتی در طول پردازش |
| نرمکننده (DOP یا جایگزین سازگار با محیط زیست) | ۰-۸٪ | تنظیم سختی (اختیاری برای PVC سفت و سخت) |
| روان کننده (کلسیم استئارات) | ۱-۱.۵٪ | بهبود فرآیندپذیری، جلوگیری از چسبیدن غلتک |
| کمک پردازش (ACR) | ۱-۲٪ | افزایش نرمکنندگی و پراکندگی مستربچ |
دوم. اصول کلیدی بهینهسازی
- سیستم سینرژی بازدارنده شعله
- همافزایی Cl-Sb: کلر ذاتی PVC (56%) در ترکیب با 3-5% Sb₂O₃ یک مانع SbCl₃ تشکیل میدهد که باعث ایجاد خاصیت دوگانهی بازدارندگی شعله در فاز گاز/فاز متراکم میشود.
- مهار دود: مولیبدات روی + بورات روی، چگالی دود را بیش از 40٪ کاهش میدهد (ASTM E662).
- افزایش زغال: هیپوفسفیت آلومینیوم + DPE در دمای 200 تا 250 درجه سانتیگراد، زغال استر فسفریک با اتصالات عرضی تولید میکند و کمبود زغال در مراحل اولیه PVC را جبران میکند.
- سازگاری پردازش
- تطبیق دما: هیپوفسفیت آلومینیوم (تجزیه ≥250 درجه سانتیگراد) و Al(OH)₃ اصلاحشده سطحی (پایدار تا >200 درجه سانتیگراد) برای پردازش PVC (160-190 درجه سانتیگراد) مناسب هستند.
- تضمین پایداری: پایدارکنندههای Ca-Zn از تخریب رزین در اثر آزادسازی HCl جلوگیری میکنند؛ ACR به پلاستیسیته شدن در سیستمهای با پرکننده بالا کمک میکند.
- تعادل عملکرد
- کل بارگذاری بازدارنده شعله: ۳۵-۴۵٪، حفظ استحکام کششی ≥۸۰٪ (معمولاً ≥۴۰ مگاپاسکال برای PVC سخت).
- برای انعطافپذیری (PVC انعطافپذیر)، DOP را با ۸٪ روغن سویای اپوکسید شده (نرمکننده/ضد حریق دوگانه) جایگزین کنید.
III. معیارهای آزمایش و اعتبارسنجی
بازدارندگی شعله:
- UL94 V0 (ضخامت ۱.۶ میلیمتر)
- شاخص اکسیژن محدودکننده (LOI) ≥32%
کنترل دود:
- آزمایش محفظه دود NBS: حداکثر چگالی نوری خاصDs≤150 (حالت شعلهور)
خواص مکانیکی:
- استحکام کششی ≥35 مگاپاسکال (سفت و سخت)، ازدیاد طول در نقطه شکست ≥200٪ (انعطافپذیر)
پایداری حرارتی:
- DMA عدم افت مدول را در دمای ۱۸۰ درجه سانتیگراد تأیید میکند.
چهارم. تعدیل هزینه و سازگاری با محیط زیست
جایگزین کمهزینه:
- مولیبدات روی را به 3٪ کاهش دهید، Al(OH)₃ را تا حدی با Mg(OH)₂ جایگزین کنید (به 15٪ افزایش دهید).
محلول بدون آنتیموان:
- Sb₂O₃ را حذف کنید، از ۲٪ آلومینیوم دی اتیل فسفینات + ۵٪ نانو کائولن استفاده کنید (راندمان کمی کمتر؛ برای V0 به ضخامت ۳ میلیمتر نیاز است).
اولویت دود:
- برای کاهش بیشتر چگالی دود تا ۱۵٪، ۱٪ کربن سیاه با روکش رزین سیلیکون اضافه کنید.
V. دستورالعملهای پردازش
- توالی اختلاط:
رزین PVC → پایدارکننده + روانکننده → مواد ضد حریق (با چگالی کم تا زیاد) → نرمکننده (در آخر به صورت اسپری اضافه میشود). - دمای پردازش:
نواحی اکسترودر دو مارپیچه: ۱۶۰ درجه سانتیگراد (تغذیه) → ۱۷۰ درجه سانتیگراد (ذوب) → ۱۸۰ درجه سانتیگراد (مخلوط کردن) → ۱۷۵ درجه سانتیگراد (سر قالب). - غلظت مستربچ:
توصیه میشود ۵۰٪ بارگذاری شود؛ برای قالبگیری تزریقی نهایی، با نسبت ۱ به ۱ با PVC خالص رقیق شود.
این فرمولاسیون، خاصیت ضد شعله بالا، دود کم و پایداری فرآیندی را متعادل میکند. قبل از مقیاسبندی، آزمایش در مقیاس کوچک توصیه میشود و تنظیمات بر اساس شکل محصول (ورق، کابل و غیره) انجام میشود.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
زمان ارسال: 8 ژوئیه 2025
