Σύνθεση αναφοράς επιβραδυντικού φλόγας PVC Masterbatch
Σχεδιασμός και βελτιστοποίηση συνθέσεων masterbatch επιβραδυντικών φλόγας PVC, ενσωματώνοντας υπάρχοντα επιβραδυντικά φλόγας και βασικά συνεργιστικά συστατικά, με στόχο την επιβράδυνση φλόγας UL94 V0 (ρυθμιζόμενη σε V2 με μείωση των ποσοτήτων προσθέτων).
I. Σύσταση βασικής φόρμουλας (άκαμπτο PVC)
Σύνθεση επιβραδυντικού φλόγας πλαστικού:
| Συστατικό | Φόρτωση (% κ.β.) | Περιγραφή λειτουργίας |
|---|---|---|
| Ρητίνη PVC (τύπου SG-5) | 40-50% | Υλικό μήτρας, κατά προτίμηση με χαμηλή απορρόφηση λαδιού |
| Υποφωσφορώδες αργίλιο | 12-15% | Πηγή οξέος για σχηματισμό άνθρακα, καταστέλλει την μεταλαμπή |
| Βορικό ψευδάργυρο | 8-10% | Συνεργιστική καταστολή καπνού, αντιδρά με HCl από την αποσύνθεση του PVC |
| Υδροξείδιο του αργιλίου τροποποιημένο στην επιφάνεια | 10-12% | Ενδόθερμη ψύξη, απαιτεί επικάλυψη με παράγοντα σύζευξης σιλανίου (η θερμοκρασία αποσύνθεσης ταιριάζει με την επεξεργασία PVC) |
| Τριοξείδιο του αντιμονίου (Sb₂O₃) | 3-5% | Συνεργιστικό πυρήνα, ενισχύει την επιβράδυνση φλόγας μέσω της συνέργειας Cl-Sb |
| Μολυβδαινικό ψευδάργυρο (κατασταλτικό καπνού) | 5-8% | Συνιστώμενο πρόσθετο, μειώνει την πυκνότητα του καπνού (κλειδί για τη συμμόρφωση με το πρότυπο DIN 4102) |
| Διπενταερυθριτόλη (DPE) | 2-3% | Βοήθημα σχηματισμού άνθρακα, βελτιώνει τον έλεγχο της τήξης-στάξης |
| Θερμικός σταθεροποιητής (σύνθετο Ca-Zn) | 3-4% | Απαραίτητο για την αποφυγή θερμικής υποβάθμισης κατά την επεξεργασία |
| Πλαστικοποιητής (DOP ή οικολογική εναλλακτική λύση) | 0-8% | Ρύθμιση σκληρότητας (προαιρετικά για άκαμπτο PVC) |
| Λιπαντικό (στεατικό ασβέστιο) | 1-1,5% | Βελτιώνει την επεξεργασιμότητα, αποτρέπει το κόλλημα του κυλίνδρου |
| Βοήθημα επεξεργασίας (ACR) | 1-2% | Ενισχύει την πλαστικοποίηση και τη διασπορά του masterbatch |
II. Βασικές Αρχές Βελτιστοποίησης
- Σύστημα Συνέργειας Επιβραδυντικού Φλόγας
- Συνέργεια Cl-Sb: Το εγγενές χλώριο του PVC (56%) σε συνδυασμό με 3-5% Sb₂O₃ σχηματίζει ένα φράγμα SbCl₃, επιτρέποντας την επιβράδυνση φλόγας διπλής δράσης σε αέρια φάση/συμπυκνωμένη φάση.
- Καταστολή καπνού: Το μολυβδαινικό ψευδάργυρο + βορικό ψευδάργυρο μειώνει την πυκνότητα του καπνού κατά >40% (ASTM E662).
- Ενίσχυση άνθρακα: Το υποφωσφορώδες αργίλιο + DPE παράγει άνθρακα με σταυροειδείς δεσμούς φωσφορικού εστέρα στους 200–250°C, αντισταθμίζοντας την ανεπάρκεια άνθρακα του PVC σε πρώιμο στάδιο.
- Προσαρμοστικότητα επεξεργασίας
- Συμβατότητα με τη θερμοκρασία: Το υποφωσφορώδες αργίλιο (αποσύνθεση ≥250°C) και το επιφανειακά τροποποιημένο Al(OH)₃ (σταθερό σε >200°C) είναι κατάλληλα για επεξεργασία PVC (160–190°C).
- Διασφάλιση Σταθερότητας: Οι σταθεροποιητές Ca-Zn αποτρέπουν την υποβάθμιση της ρητίνης από την απελευθέρωση HCl. Το ACR βοηθά στην πλαστικοποίηση σε συστήματα υψηλής πλήρωσης.
- Ισορροπία απόδοσης
- Συνολική επιβράδυνση φλόγας: 35–45%, διατήρηση αντοχής σε εφελκυσμό ≥80% (τυπική ≥40 MPa για άκαμπτο PVC).
- Για ευελιξία (εύκαμπτο PVC), αντικαταστήστε το DOP με 8% εποξειδωμένο σογιέλαιο (διπλός πλαστικοποιητής/επιβραδυντικό φλόγας).
III. Μετρήσεις Δοκιμών & Επικύρωσης
Επιβράδυνση φλόγας:
- UL94 V0 (πάχος 1,6 mm)
- Δείκτης Περιορισμού Οξυγόνου (LOI) ≥32%
Έλεγχος καπνού:
- Δοκιμή θαλάμου καπνού NBS: Μέγιστη ειδική οπτική πυκνότηταDs≤150 (λειτουργία φλόγας)
Μηχανικές Ιδιότητες:
- Αντοχή σε εφελκυσμό ≥35 MPa (άκαμπτο), επιμήκυνση κατά τη θραύση ≥200% (εύκαμπτο)
Θερμική σταθερότητα:
- Το DMA επιβεβαιώνει ότι δεν υπάρχει πτώση του μέτρου ελαστικότητας στους 180°C.
IV. Προσαρμογές κόστους και φιλικές προς το περιβάλλον
Εναλλακτική λύση χαμηλού κόστους:
- Μειώστε το μολυβδαινικό ψευδάργυρο στο 3%, αντικαταστήστε εν μέρει το Al(OH)₃ με Mg(OH)₂ (αύξηση στο 15%).
Διάλυμα χωρίς αντιμόνιο:
- Αφαιρέστε το Sb₂O₃, χρησιμοποιήστε 2% διαιθυλοφωσφινικό αργίλιο + 5% νανοκαολίνη (ελαφρώς χαμηλότερη απόδοση· απαιτείται πάχος 3 mm για το V0).
Προτεραιότητα καπνού:
- Προσθέστε 1% αιθάλη επικαλυμμένη με ρητίνη σιλικόνης για να μειώσετε περαιτέρω την πυκνότητα του καπνού κατά 15%.
V. Οδηγίες Επεξεργασίας
- Ακολουθία ανάμειξης:
Ρητίνη PVC → σταθεροποιητής + λιπαντικό → επιβραδυντικά φλόγας (χαμηλής έως υψηλής πυκνότητας) → πλαστικοποιητής (προστίθεται με ψεκασμό τελευταίο). - Θερμοκρασίες επεξεργασίας:
Ζώνες εξωθητήρα διπλού κοχλία: 160°C (τροφοδοσία) → 170°C (τήξη) → 180°C (ανάμειξη) → 175°C (κεφαλή μήτρας). - Συγκέντρωση Masterbatch:
Συνιστάται φόρτωση 50%· αραιώστε 1:1 με παρθένο PVC για χύτευση με έγχυση τελικής χρήσης.
Αυτή η σύνθεση εξισορροπεί την υψηλή επιβράδυνση φλόγας, τον χαμηλό καπνό και τη σταθερότητα επεξεργασίας. Συνιστώνται δοκιμές μικρής κλίμακας πριν από την κλιμάκωση, με προσαρμογές που βασίζονται στη μορφή του προϊόντος (φύλλα, καλώδια κ.λπ.).
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Ώρα δημοσίευσης: 08 Ιουλίου 2025
