فرمولاسیون مرجع برای پلاستیک‌های ترموپلاستیک PVC مقاوم در برابر شعله V-0

فرمولاسیون مرجع برای پلاستیک‌های ترموپلاستیک PVC مقاوم در برابر شعله V-0

برای دستیابی به رتبه‌بندی بازدارندگی شعله V-0 (طبق استانداردهای UL-94) در پلاستیک‌های ترموپلاستیک PVC، هیپوفسفیت آلومینیوم و اسید بوریک دو ماده بازدارنده شعله رایج هستند. میزان افزودن آنها باید بر اساس فرمولاسیون خاص، شرایط فرآوری و الزامات عملکرد بهینه شود. در زیر برخی از توصیه‌ها و محدوده‌های مرجع آمده است:

۱. میزان افزودن هیپوفسفیت آلومینیوم

هیپوفسفیت آلومینیوم یک ماده بازدارنده شعله بر پایه فسفر کارآمد و مناسب برای مواد PVC است. این ماده با تشکیل یک لایه محافظ فسفات و آزاد کردن گاز اسید فسفریک، احتراق را مهار می‌کند.

• سطح افزودنی توصیه شده: ۱۵ تا ۲۵ هر(قسمت در هر صد قسمت رزین)
• برای PVC استاندارد، اضافه کردن حدود۲۰ عددهیپوفسفیت آلومینیوم معمولاً به رتبه بازدارندگی شعله V-0 دست می‌یابد.
• برای مقاومت بیشتر در برابر شعله، می‌توان مقدار مصرف را افزایش داد، اما تأثیر آن بر خواص مکانیکی باید در نظر گرفته شود.
• موارد احتیاط:
• هیپوفسفیت آلومینیوم بیش از حد ممکن است عملکرد فرآوری را کاهش دهد (مثلاً جریان پذیری ضعیف تر).
• توصیه می‌شود برای اثرات هم‌افزایی با سایر مواد ضد حریق (مثلاً اسید بوریک، هیدروکسید آلومینیوم) ترکیب شود.

۲. میزان افزودن اسید بوریک

اسید بوریک یک ماده ضد حریق ارزان قیمت است که عمدتاً از طریق تجزیه گرماگیر و تشکیل یک لایه محافظ شیشه مانند عمل می‌کند.

• سطح افزودنی توصیه شده: ۵ تا ۱۵ واحد
• اسید بوریک معمولاً به عنوان یک بازدارنده شعله ثانویه استفاده می‌شود و مقادیر بیش از حد آن ممکن است خواص مکانیکی و فرآوری را مختل کند.
• در PVC، اضافه کردن اطراف۱۰ واحداسید بوریک می‌تواند با هیپوفسفیت آلومینیوم هم‌افزایی کند تا خاصیت ضد شعله را افزایش دهد.
• موارد احتیاط:
• اسید بوریک جاذب رطوبت است، بنابراین نگهداری و جابجایی آن باید از جذب رطوبت جلوگیری کند.
• اثر ضد شعله آن وقتی به تنهایی استفاده می‌شود محدود است؛ معمولاً با سایر ضد شعله‌ها (مثلاً هیپوفسفیت آلومینیوم، هیدروکسید آلومینیوم) ترکیب می‌شود.

۳. فرمولاسیون هم‌افزایی هیپوفسفیت آلومینیوم و اسید بوریک

برای دستیابی به رتبه V-0، می‌توان هیپوفسفیت آلومینیوم و اسید بوریک را برای اثرات هم‌افزایی با هم ترکیب کرد. در زیر یک فرمول مرجع آمده است:

• هیپوفسفیت آلومینیوم: ۱۵ تا ۲۰ هر
• اسید بوریک: ۵ تا ۱۰ واحد
• سایر افزودنی‌ها:
• نرم‌کننده (مثلاً DOP): در صورت نیاز (بر اساس سختی مورد نیاز PVC تنظیم می‌شود)
• تثبیت کننده:۲ تا ۵ وعده(مثلاً نمک‌های سرب، تثبیت‌کننده‌های کلسیم-روی)
• روان کننده:۰.۵ تا ۱ واحد در هر وعده(مثلاً اسید استئاریک)

فرمول‌بندی مثال:

• رزین پی وی سی:۱۰۰ واحد
• هیپوفسفیت آلومینیوم:۱۸ ساعت
• بورات روی:۸ ساعت
• نرم کننده (DOP):۴۰ واحد
• تثبیت کننده:۳ عدد
• روان کننده:۰.۸ واحد در هر لیتر

۴. آزمایش و بهینه‌سازی

در کاربردهای عملی، مراحل زیر برای آزمایش و بهینه‌سازی توصیه می‌شود:

1. فرمولاسیون آزمایشی:بر اساس محدوده‌های مرجع، یک آزمایش در مقیاس کوچک آماده کنید.
2. آزمون UL-94:برای ارزیابی میزان مقاومت در برابر شعله، آزمایش‌های احتراق عمودی انجام دهید.
3. تست عملکرد:خواص مکانیکی (مثلاً استحکام کششی، استحکام ضربه) و عملکرد فرآوری (مثلاً جریان‌پذیری، پایداری حرارتی) را ارزیابی کنید.
4. بهینه‌سازی:برای افزایش بیشتر عملکرد، میزان افزودن هیپوفسفیت آلومینیوم و اسید بوریک را تنظیم کنید یا سایر مواد ضد حریق (مانند هیدروکسید آلومینیوم، تری اکسید آنتیموان) را اضافه کنید.

۵. ملاحظات کلیدی

• دمای پردازش:دمای تجزیه هیپوفسفیت آلومینیوم و اسید بوریک نسبتاً بالا است؛ برای جلوگیری از تخریب، اطمینان حاصل کنید که دمای پردازش از این محدوده‌ها تجاوز نکند.
• پراکندگی:برای جلوگیری از مشکلات غلظت موضعی، از پراکندگی یکنواخت بازدارنده‌های شعله در PVC اطمینان حاصل کنید.
• تأثیر زیست‌محیطی:هم هیپوفسفیت آلومینیوم و هم اسید بوریک، مواد ضد حریق سازگار با محیط زیست هستند، اما سازگاری آنها با سایر افزودنی‌ها باید تأیید شود.

۶. نتیجه‌گیری

برای دستیابی به رتبه‌بندی بازدارندگی شعله V-0 در پلاستیک‌های ترموپلاستیک PVC، سطوح افزودنی توصیه شده عبارتند از:۱۵ تا ۲۵ phr برای هیپوفسفیت آلومینیومو۵ تا ۱۵ phr برای اسید بوریکاستفاده‌ی هم‌افزایی از این بازدارنده‌های شعله می‌تواند عملکرد را افزایش دهد. در عمل، بهینه‌سازی بر اساس فرمولاسیون‌های خاص و الزامات عملکردی ضروری است و آزمایش UL-94 باید برای تأیید رتبه‌بندی بازدارنده شعله انجام شود.

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