Μια σύνθεση αναφοράς επιβραδυντικού φλόγας για το SK Polyester ES500 (βαθμολογία UL94 V0).
I. Προσέγγιση Σχεδιασμού Διατύπωσης
- Συμβατότητα υποστρώματος
- SK Polyester ES500: Θερμοπλαστικός πολυεστέρας με τυπική θερμοκρασία επεξεργασίας 220–260°C. Το επιβραδυντικό φλόγας πρέπει να αντέχει σε αυτό το εύρος θερμοκρασιών.
- Βασικές απαιτήσεις: Ισορροπία μεταξύ επιβράδυνσης φλόγας (V0), μηχανικών ιδιοτήτων (αντοχή σε εφελκυσμό/κρούση) και ρευστότητας επεξεργασίας.
- Συνεργιστικό σύστημα επιβράδυνσης φλόγας
- Υπερλεπτό υδροξείδιο του αργιλίου (ATH): Πρωτογενές επιβραδυντικό φλόγας, ενδόθερμη αφυδάτωση. Η φόρτωση πρέπει να εξισορροπεί την επιβράδυνση φλόγας και τις μηχανικές ιδιότητες.
- Υποφωσφορώδες αργίλιο: Συνεργιστικό παράγοντα σχηματισμού άνθρακα, συνεργάζεται με την ATH για να δημιουργήσει ένα συνεργιστικό αποτέλεσμα φωσφόρου-αργιλίου, βελτιώνοντας την ποιότητα του άνθρακα.
- Βορικό ψευδάργυρο: Ενισχυτικό άνθρακα, καταστέλλει τον καπνό και σχηματίζει ένα πυκνό φράγμα με την ATH.
- MCA (Κυανουρική Μελαμίνη): Επιβραδυντικό φλόγας αέριας φάσης, αραιώνει το οξυγόνο και αναστέλλει τη διαρροή τήγματος.
II. Συνιστώμενη σύνθεση (ποσοστό βάρους)
| Συστατικό | Αναλογία | Επεξεργασία σημειώσεων |
|---|---|---|
| Πολυεστέρας SK ES500 | 45–50% | Βασική ρητίνη· επιλέξτε ποιότητα υψηλής ρευστότητας για να αντισταθμίσετε το ιξώδες του πληρωτικού υλικού. |
| Υπερλεπτή ATH | 25–30% | Επιφανειακά τροποποιημένο με παράγοντα σύζευξης σιλανίου (KH-550), D50 < 3 μm. |
| Υποφωσφορώδες αργίλιο | 10–12% | Ανθεκτικό στη θερμότητα (>300°C), προαναμεμειγμένο με ATH και προστιθέμενο σε στάδια. |
| Βορικό ψευδάργυρο | 6–8% | Προστέθηκε με MCA για την αποφυγή δομικών ζημιών από υψηλή διάτμηση. |
| MCA | 4–5% | Θερμοκρασία διεργασίας < 250°C, διασπορά χαμηλής ταχύτητας. |
| Διαλυτικό | 2–3% | Διαλυτικό συμβατό με πολυεστέρες (π.χ., BYK-161) + σύνθετο πολυαιθυλενικό κερί. |
| Συνδετικός παράγοντας (KH-550) | 1% | Προεπεξεργάζεται την ATH και το υποφωσφορώδες αργίλιο· εμβάπτιση σε αιθανόλη ακολουθούμενη από ξήρανση. |
| Αντιδιαβρωτικός παράγοντας | 0,5–1% | Μικροσίδηρος PTFE για την καταστολή της ανάφλεξης από τήγμα. |
| Βοήθεια επεξεργασίας | 0,5% | Στεατικός ψευδάργυρος (λίπανση και αντικολλητικό). |
III. Βασικοί έλεγχοι διεργασιών
- Βελτιστοποίηση Διασποράς
- Προεπεξεργασία: Εμβαπτίστε την ATH και το υποφωσφορώδες αργίλιο σε διάλυμα αιθανόλης KH-550 1% για 2 ώρες και στη συνέχεια ξηράνετε στους 80°C.
- Ακολουθία ανάμειξης:
- Βασική ρητίνη + διασπορέας + παράγοντας σύζευξης → Ανάμειξη σε χαμηλή ταχύτητα (500 στροφές/λεπτό, 5 λεπτά).
- Προσθήκη τροποποιημένης ATH/υποφωσφορώδους αργιλίου → Υψηλής ταχύτητας διάτμηση (2500 rpm, 20 λεπτά).
- Προσθέστε βορικό ψευδάργυρο/MCA/PTFE → Ανάμειξη σε χαμηλή ταχύτητα (800 στροφές/λεπτό, 10 λεπτά).
- Εξοπλισμός: Διπλός κοχλιωτός εξωθητήρας (ζώνες θερμοκρασίας: ζώνη τροφοδοσίας 200°C, ζώνη τήξης 230°C, μήτρα 220°C).
- Έλεγχος θερμοκρασίας επεξεργασίας
- Βεβαιωθείτε ότι η θερμοκρασία τήξης είναι < 250°C για να αποτρέψετε την αποσύνθεση του MCA (το MCA αποσυντίθεται στους 250–300°C).
- Ψύξη με νερό των σφαιριδίων μετά την εξώθηση για την αποφυγή μετανάστευσης επιβραδυντικών φλόγας.
IV. Συνεργιστικός Μηχανισμός Επιβράδυνσης Φλόγας
- ATH + Υποφωσφορώδες αργίλιο
- Η ATH απορροφά θερμότητα και απελευθερώνει υδρατμούς, αραιώνοντας εύφλεκτα αέρια.
- Το υποφωσφορώδες αργίλιο καταλύει τον σχηματισμό πυκνού άνθρακα (AlPO₄), εμποδίζοντας τη μεταφορά θερμότητας.
- Βορικό ψευδάργυρο + MCA
- Το βορικό ψευδάργυρο σχηματίζει ένα υαλώδες φράγμα πάνω από τις ρωγμές του άνθρακα.
- Το MCA αποσυντίθεται για να απελευθερώσει NH₃, αραιώνοντας το οξυγόνο και αναστέλλοντας τις αντιδράσεις των ελεύθερων ριζών.
- PTFE αντι-στάξιμο
- Η μικροπούδρα PTFE σχηματίζει ένα ινώδες δίκτυο, μειώνοντας τον κίνδυνο ανάφλεξης λόγω τήξης-στάγδην.
V. Ρύθμιση Απόδοσης & Αντιμετώπιση Προβλημάτων
| Συνηθισμένο πρόβλημα | Διάλυμα |
|---|---|
| Επιβράδυνση φλόγας κάτω από V0 (V1/V2) | Αυξήστε το υποφωσφορώδες αργίλιο στο 12% + το MCA στο 5% ή προσθέστε 2% ενθυλακωμένο κόκκινο φώσφορο (συνεργιστικό με το υποφωσφορώδες αργίλιο). |
| Μειωμένες μηχανικές ιδιότητες | Μειώστε την ATH στο 25%, προσθέστε 5% υαλοβάμβακα (ενίσχυση) ή 3% POE εμβολιασμένο με μαλεϊκό ανυδρίτη (σκλήρυνση). |
| Κακή ρευστότητα επεξεργασίας | Αυξήστε το διασπαρτικό στο 3% ή προσθέστε 0,5% κερί πολυαιθυλενίου χαμηλού μοριακού βάρους (λίπανση). |
| Επιφανειακή ανθοφορία | Βελτιστοποιήστε τη δοσολογία του παράγοντα σύζευξης ή μεταβείτε σε παράγοντα σύζευξης τιτανίου (NDZ-201) για καλύτερη διεπιφανειακή συγκόλληση. |
VI. Μετρήσεις Επικύρωσης
- Δοκιμή UL94 V0:
- Δείγματα 1,6 mm και 3,2 mm, συνολικός χρόνος καύσης < 50 δευτερόλεπτα μετά από δύο αναφλέξεις, χωρίς ανάφλεξη με σταξίματα.
- Στόχος ≥30% (πραγματικό ≥28%).
- Μηχανικές Ιδιότητες:
- Αντοχή σε εφελκυσμό > 40 MPa, αντοχή σε κρούση > 5 kJ/m² (πρότυπο ASTM).
- Θερμική Σταθερότητα (TGA):
- Υπόλειμμα άνθρακα στους 800°C > 20%, αρχική θερμοκρασία αποσύνθεσης > 300°C.
VII. Παράδειγμα Αναφοράς Διατύπωσης
| Συστατικό | Περιεχόμενο (%) |
|---|---|
| Πολυεστέρας SK ES500 | 48% |
| Υπερλεπτή ATH (τροποποιημένη) | 28% |
| Υποφωσφορώδες αργίλιο | 11% |
| Βορικό ψευδάργυρο | 7% |
| MCA | 4% |
| Διαλυτικό BYK-161 | 2,5% |
| KH-550 Συνδετικός παράγοντας | 1% |
| PTFE αντι-σταλάκτης παράγοντας | 0,8% |
| Στεατικό ψευδάργυρο | 0,5% |
Αυτή η σύνθεση και ο σχεδιασμός της διαδικασίας επιτυγχάνουν αποτελεσματικά την επιβράδυνση φλόγας UL94 V0 για το SK Polyester ES500, ενώ παράλληλα εξισορροπούν την επεξεργασιμότητα και τις μηχανικές ιδιότητες. Συνιστώνται δοκιμές μικρής κλίμακας για την επαλήθευση της διασποράς πριν από τη λεπτή ρύθμιση των αναλογιών (π.χ., εξισορρόπηση υποφωσφορώδους αργιλίου και MCA). Για περαιτέρω ενίσχυση της επιβράδυνσης φλόγας, εξετάστε το ενδεχόμενο προσθήκης νανοφύλλων νιτριδίου του βορίου (BNNS) 2% ως διπλής λειτουργίας θερμικά αγώγιμο/επιβραδυντικό φλόγας πληρωτικό.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Ώρα δημοσίευσης: 01 Ιουλίου 2025
