Референтна формулација успоривача пламена за SK полиестер ES500 (UL94 V0 оцена).
I. Приступ дизајнирању формулације
- Компатибилност са подлогом
- SK Polyester ES500: Термопластични полиестер са типичном температуром обраде од 220–260°C. Средство за успоравање горења мора да издржи овај температурни опсег.
- Кључни захтеви: Уравнотежити отпорност на пламен (V0), механичка својства (затезна/ударна чврстоћа) и флуидност обраде.
- Синергијски систем за успоравање пламена
- Ултрафини алуминијум хидроксид (ATH): Примарни успоривач пламена, ендотермна дехидрација. Пуњење мора уравнотежити успоривање пламена и механичка својства.
- Алуминијум хипофосфит: Синергист који ствара угаљ, делује са АТХ како би створио синергистички ефекат фосфора и алуминијума, побољшавајући квалитет угља.
- Цинк борат: Појачивач угљениса, сузбија дим и формира густу баријеру са АТХ.
- МЦА (Меламин цијанурат): Успоривач горења у гасној фази, разблажује кисеоник и спречава капање растопљеног материјала.
II. Препоручена формулација (тежински проценат)
| Компонента | Однос | Белешке о обради |
|---|---|---|
| СК Полиестер ES500 | 45–50% | Основна смола; изаберите високу флуидност како бисте компензовали вискозност пунила. |
| Ултрафини АТХ | 25–30% | Површински модификовано силанским средством за везивање (KH-550), D50 < 3 μm. |
| Алуминијум хипофосфит | 10–12% | Отпорно на топлоту (>300°C), претходно помешано са ATH и додато у фазама. |
| Цинк борат | 6–8% | Додато са MCA како би се избегла структурна оштећења услед високог смицања. |
| МЦА | 4–5% | Температура процеса < 250°C, дисперзија малом брзином. |
| Дисперсант | 2–3% | Дисперзантно средство компатибилно са полиестером (нпр. BYK-161) + композит од полиетиленског воска. |
| Везивно средство (KH-550) | 1% | Претходно третира ATH и алуминијум хипофосфит; потапање у етанол, а затим сушење. |
| Средство против капања | 0,5–1% | ПТФЕ микропрах за сузбијање паљења растопа. |
| Помоћ при обради | 0,5% | Цинк стеарат (подмазивање и средство против лепљења). |
III. Кључне контроле процеса
- Оптимизација дисперзије
- Претходна обрада: Потопите ATH и алуминијум хипофосфит у 1% раствор етанола KH-550 током 2 сата, а затим осушите на 80°C.
- Редослед мешања:
- Основна смола + дисперзантно средство + средство за везивање → Мешање малом брзином (500 о/мин, 5 мин).
- Додати модификовани ATH/алуминијум хипофосфит → Брзо смицање (2500 о/мин, 20 мин).
- Додати цинк борат/MCA/PTFE → Мешање на малој брзини (800 о/мин, 10 мин).
- Опрема: Екструдер са два завртња (температурне зоне: зона довода 200°C, зона топљења 230°C, матрица 220°C).
- Контрола температуре обраде
- Обезбедите температуру топљења < 250°C да бисте спречили разлагање MCA (MCA се разлаже на 250–300°C).
- Охладити пелете водом након екструзије како би се спречила миграција успоривача пламена.
IV. Синергијски механизам успоравања пламена
- АТХ + Алуминијум хипофосфит
- АТХ апсорбује топлоту и ослобађа водену пару, разблажујући запаљиве гасове.
- Алуминијум хипофосфит катализује стварање густог угљениса (AlPO₄), блокирајући пренос топлоте.
- Цинк борат + МЦА
- Цинк борат формира стакласту баријеру преко пукотина угљениса.
- МЦА се разлаже да би ослобађао NH₃, разблажујући кисеоник и инхибирајући реакције слободних радикала.
- ПТФЕ против капања
- ПТФЕ микропрах формира влакнасту мрежу, смањујући ризик од паљења услед капања растопљеног материјала.
V. Подешавање перформанси и решавање проблема
| Уобичајени проблем | Решење |
|---|---|
| Отпорност на пламен испод V0 (V1/V2) | Повећајте алуминијум хипофосфит на 12% + MCA на 5%, или додајте 2% капсулираног црвеног фосфора (синергистички са алуминијум хипофосфитом). |
| Смањена механичка својства | Смањите ATH на 25%, додајте 5% стаклених влакана (ојачање) или 3% POE калемљеног малеинским анхидридом (очвршћавање). |
| Лоша флуидност обраде | Повећајте дисперзантно средство на 3% или додајте 0,5% полиетиленског воска ниске MW (подмазивање). |
| Површинско цветање | Оптимизујте дозу средства за везивање или пређите на титанатно средство за везивање (NDZ-201) за боље међуповршинско везивање. |
VI. Метрике валидације
- UL94 V0 тест:
- Узорци од 1,6 mm и 3,2 mm, укупно време горења < 50 секунди након два паљења, без капајућег паљења.
- LOI: Циљ ≥30% (стварно ≥28%).
- Механичка својства:
- Затезна чврстоћа > 40 MPa, ударна чврстоћа > 5 kJ/m² (ASTM стандард).
- Термичка стабилност (TGA):
- Остатак угља на 800°C > 20%, почетна температура разлагања > 300°C.
VII. Пример референтне формулације
| Компонента | Садржај (%) |
|---|---|
| СК Полиестер ES500 | 48% |
| Ултрафини АТХ (модификовани) | 28% |
| Алуминијум хипофосфит | 11% |
| Цинк борат | 7% |
| МЦА | 4% |
| BYK-161 Дисперсант | 2,5% |
| KH-550 Везивно средство | 1% |
| ПТФЕ средство против капања | 0,8% |
| Цинк стеарат | 0,5% |
Ова формулација и дизајн процеса ефикасно постижу UL94 V0 отпорност на пламен за SK полиестер ES500, уз балансирање обрадивости и механичких својстава. Препоручују се испитивања у малом обиму како би се проверила дисперзија пре финог подешавања односа (нпр. балансирање алуминијум хипофосфита и MCA). За даље побољшање отпорности на пламен, размотрите додавање 2% нанолистова бор нитрида (BNNS) као двоструко функционалног термички проводљивог/отпорног пунила.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Време објаве: 01.07.2025.
