Полипропилен (PP) UL94 V0 и V2 формулације отпорне на пламен

Полипропилен (PP) UL94 V0 и V2 формулације отпорне на пламен

Полипропилен (ПП) је широко коришћени термопластични полимер, али његова запаљивост ограничава његову примену у одређеним областима. Да би се испунили различити захтеви за отпорност на пламен (као што су UL94 V0 и V2 класе), могу се додати успоривачи пламена како би се побољшала отпорност ПП-а на пламен. У наставку је детаљан увод у формулације успоривача пламена ПП-а за UL94 V0 и V2 класе, укључујући избор успоривача пламена, дизајн формулације, технике обраде и испитивање перформанси.

1. Увод у UL94 оцене отпорности на пламен

UL94 је стандард запаљивости који је развила компанија Underwriters Laboratories (UL) ради процене отпорности пластичних материјала на пламен. Уобичајене оцене успоравања пламена укључују:

• V0Највиши степен успоравања пламена, који захтева да се узорци сами угасе у року од 10 секунди у тесту вертикалног сагоревања без паљења памука капањем.
• V2Нижи степен успоравања пламена, који омогућава узорцима да се сами угасе у року од 30 секунди у тесту вертикалног сагоревања, док дозвољава капање које може запалити памук.

2. V0 формулација PP-а отпорног на пламен

V0 ПП са успоривачима пламена захтева одличну отпорност на пламен, што се обично постиже уградњом високоефикасних успоривача пламена и оптимизацијом формулације.

2.1 Избор отпорника на пламен

• Бромирани успоривачи пламенаКао што су декабромодифенил етар (DBDPO) и тетрабромобисфенол А (TBBPA), који нуде високу ефикасност, али могу бити мање еколошки прихватљиви.
• Успоривачи пламена на бази фосфораКао што су амонијум полифосфат (APP) и црвени фосфор, који су еколошки прихватљивији и ефикаснији.
• Интумесцентни успоривачи пламена (IFR)Садржи извор киселине, извор угљеника и извор гаса, пружајући еколошки прихватљиву и ефикасну отпорност на пламен.
• Магнезијум хидроксид (Mg(OH)₂) или алуминијум хидроксид (Al(OH)₃)Еколошки прихватљиви неоргански успоривачи пламена, али су потребни високи нивои оптерећења.

2.2 Типична формулација

• ПП смола100 phr (по тежини, исто као и доле).
• Интумесцент Отпорно на пламен (ИФР): 20–30 минута
• Магнезијум хидроксид: 10–20 минута
• Средство против капања: 0,5–1 phr (нпр. политетрафлуороетилен, PTFE).
• Мазиво0,5–1 phr (нпр. цинк стеарат).
• Антиоксиданс0,2–0,5 phr.

2.3 Технике обраде

• МешањеРавномерно помешајте ПП смолу, средства за успоривање пламена и друге адитиве у миксеру велике брзине.
• Екструзија и пелетизирањеЗа производњу пелета користите екструдер са два пужњака на температури од 180–220°C.
• БризгањеОбликујте пелете у узорке за тестирање помоћу машине за бризгање.

2.4 Тестирање перформанси

• UL94 Вертикални тест сагоревањаУзорци морају испуњавати V0 захтеве (самогашење у року од 10 секунди, без паљења памука од капања).
• Тестирање механичких својставаПроцените затезну чврстоћу, ударну чврстоћу итд., како бисте осигурали да перформансе материјала испуњавају захтеве примене.

3. Дизајн формулације V2 ватроотпорног ПП-а

В2 ватроотпорни ПП има ниже захтеве за отпорност на пламен и може се постићи умереним пуњењем ватроотпорним средством.

3.1 Избор отпорника на пламен

• Бромирани успоривачи пламенаКао што су DBDPO или TBBPA, захтевају само мале количине да би се постигао V2.
• Успоривачи пламена на бази фосфораКао што су црвени фосфор или фосфати, нудећи еколошки прихватљива решења.
• Магнезијум хидроксид (Mg(OH)₂) или алуминијум хидроксид (Al(OH)₃)Еколошки прихватљиво, али захтева веће оптерећење.

3.2 Типична формулација

• ПП смола: 100 комада
• Бромирани успоривач пламена: 5–10 pfr.
• Антимон триоксид (Sb₂O₃): 2–3 phr (као синергиста).
• Средство против капања: 0,5–1 phr (нпр., PTFE).
• Мазиво0,5–1 phr (нпр. цинк стеарат).
• Антиоксиданс0,2–0,5 phr.

3.3 Технике обраде

• Исто као и обрада V0-класе (мешање, екструзија, бризгање).

3.4 Тестирање перформанси

• UL94 Вертикални тест сагоревањаУзорци морају испуњавати V2 захтеве (самогашење у року од 30 секунди, дозвољено је капање).
• Тестирање механичких својставаОсигурати да перформансе материјала задовољавају потребе примене.

4. Поређење између V0 и V2 формулација

4.1 Пуњење отпорним на пламен

• V0 захтева већа пуњења (нпр. 20–30 phr IFR или 10–20 phr Mg(OH)₂).
• V2 захтева мање количине (нпр. 5–10 phr бромираних успоривача горења).

4.2 Ефикасност успоравања пламена

• V0 пружа врхунску отпорност на пламен за строже захтеве.

4.3 Механичка својства

• V0 формулације могу значајно утицати на механичка својства (нпр. ударну чврстоћу, затезну чврстоћу) због већег садржаја адитива.
• V2 формулације имају мањи утицај на механичке перформансе.

4.4 Утицај на животну средину

• V0 формулације често користе еколошки прихватљиве успориваче горења (нпр. IFR, Mg(OH)₂).
• В2 формулације могу користити бромиране успориваче горења, који су мање еколошки прихватљиви.

5. Препоруке за оптимизацију формулације

5.1 Синергизам успоравања пламена

• Комбиновање различитих успоривача пламена (нпр. IFR + Mg(OH)₂, бромирани + Sb₂O₃) може побољшати успоривање пламена и смањити оптерећење.

5.2 Модификација површине

• Модификовање неорганских успоривача горења (нпр. Mg(OH)₂, Al(OH)₃) побољшава компатибилност са PP, побољшавајући механичка својства.

5.3 Оптимизација обраде

• Контролисање параметара екструзије/бризгања (температура, притисак, брзина пужа) обезбеђује равномерну дисперзију и спречава деградацију.

6. Закључак

Дизајн V0 и V2 формулација ПП-а са отпорношћу на пламен зависи од специфичних захтева за отпорност на пламен и сценарија примене.

• V0 формулацијеобично користе високоефикасне успориваче пламена (нпр. IFR, Mg(OH)₂) и оптимизовани синергизам како би се испунили строги стандарди.
• В2 формулацијеможе постићи нижу отпорност на пламен са минималним адитивима (нпр. бромираним успоривачима пламена).

У практичним применама, фактори као што су отпорност на пламен, механичке перформансе, утицај на животну средину и трошкови морају бити уравнотежени како би се оптимизовале формулације и технике обраде.

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