κάποια σύνθεση αναφοράς από καουτσούκ σιλικόνης με βάση επιβραδυντικά φλόγας χωρίς αλογόνο

Ακολουθούν πέντε σχέδια σύνθεσης καουτσούκ σιλικόνης που βασίζονται σε επιβραδυντικά φλόγας χωρίς αλογόνο, ενσωματώνοντας τα επιβραδυντικά φλόγας που παρέχονται από τον πελάτη (υποφωσφορώδες αλουμίνιο, βορικό ψευδάργυρο, MCA, υδροξείδιο του αργιλίου και πολυφωσφορικό αμμώνιο). Αυτά τα σχέδια στοχεύουν στη διασφάλιση της επιβράδυνσης φλόγας, ελαχιστοποιώντας παράλληλα τις ποσότητες προσθέτων για τη μείωση του αντίκτυπου στις μηχανικές ιδιότητες του καουτσούκ σιλικόνης.

1. Συνεργιστικό σύστημα επιβράδυνσης φλόγας φωσφόρου-αζώτου (τύπος υψηλής απόδοσης που σχηματίζει άνθρακα)

Στόχος: UL94 V-0, χαμηλής εκπομπής καπνού, κατάλληλο για εφαρμογές μέσης έως υψηλής θερμοκρασίας

Βασικό καουτσούκ: Μεθυλοβινυλοσιλικονούχο καουτσούκ (VMQ, 100 phr)

Επιβραδυντικά φλόγας:

• Υποφωσφορώδες αργίλιο (AHP, με βάση τον φώσφορο): 15 ώρες
• Παρέχει αποτελεσματική πηγή φωσφόρου, προάγει τον σχηματισμό άνθρακα και καταστέλλει την καύση σε αέρια φάση.
• Κυανουρική μελαμίνη (MCA, με βάση το άζωτο): 10 ώρες
• Συνεργάζεται με τον φώσφορο, απελευθερώνει αδρανή αέρια και αραιώνει το οξυγόνο.
• Βορικό ψευδάργυρο (ZnB): 5 ώρες
• Καταλύει τον σχηματισμό άνθρακα, καταστέλλει τον καπνό και ενισχύει τη σταθερότητα του στρώματος άνθρακα.
• Υδροξείδιο του αργιλίου (ATH, χημική μέθοδος, 1,6–2,3 μm): 20 ώρες
• Ενδόθερμη αποσύνθεση, βοηθητική επιβράδυνση φλόγας και βελτιωμένη διασπορά.

Πρόσθετα:

• Λάδι υδροξυλικής σιλικόνης (2 phr, βελτιώνει την επεξεργασιμότητα)
• Πυριτική κάψα (10 phr, ενίσχυση)
• Σκλήρυνση (Διπεροξείδιο, 0,8 phr)

Χαρακτηριστικά:

• Συνολικό φορτίο επιβράδυνσης φλόγας ~50 phr, εξισορροπώντας την επιβράδυνση φλόγας και τις μηχανικές ιδιότητες.
• Η συνέργεια φωσφόρου-αζώτου (AHP + MCA) μειώνει την απαιτούμενη ποσότητα μεμονωμένων επιβραδυντικών φλόγας.

2. Σύστημα επιβράδυνσης φλόγας με διόγκωση (Τύπος χαμηλής φόρτισης)

Στόχος: UL94 V-1/V-0, κατάλληλο για λεπτά προϊόντα

Βασικό καουτσούκ: VMQ (100 δόσεις)

Επιβραδυντικά φλόγας:

• Πολυφωσφορικό αμμώνιο (APP, με βάση το φώσφορο-άζωτο): 12 ώρες
• Πυρήνας διογκούμενου σχηματισμού άνθρακα, με καλή συμβατότητα με το σιλικονούχο καουτσούκ.
• Υποφωσφορώδες αργίλιο (AHP): 8 ώρες
• Συμπληρωματική πηγή φωσφόρου, μειώνει την υγροσκοπικότητα της APP.
• Βορικό ψευδάργυρο (ZnB): 5 ώρες
• Συνεργιστική κατάλυση άνθρακα και καταστολή σταγόνων.
• Υδροξείδιο του αργιλίου (αλεσμένο, 3–20 μm): 15 ώρες
• Βοηθητικό επιβραδυντικό φλόγας χαμηλού κόστους, μειώνει το φορτίο APP.

Πρόσθετα:

• Λάδι βινυλικής σιλικόνης (3 phr, πλαστικοποίηση)
• Κατακρημνισμένο πυρίτιο (15 phr, ενίσχυση)
• Σύστημα σκλήρυνσης πλατίνας (0,1% Pt)

Χαρακτηριστικά:

• Συνολικό φορτίο επιβράδυνσης φλόγας ~40 phr, αποτελεσματικό για λεπτά προϊόντα λόγω του διογκωτικού μηχανισμού.
• Το APP απαιτεί επιφανειακή επεξεργασία (π.χ., παράγοντα σύζευξης σιλανίου) για την πρόληψη της μετανάστευσης.

3. Σύστημα βελτιστοποιημένο για υδροξείδιο του αργιλίου υψηλής φόρτωσης (οικονομικά αποδοτικός τύπος)

Στόχος: UL94 V-0, κατάλληλο για προϊόντα ή καλώδια πάχους

Βασικό καουτσούκ: VMQ (100 δόσεις)

Επιβραδυντικά φλόγας:

• Υδροξείδιο του αργιλίου (ATH, χημική μέθοδος, 1,6–2,3 μm): 50 phr
• Πρωτογενές επιβραδυντικό φλόγας, ενδόθερμη αποσύνθεση, μικρό μέγεθος σωματιδίων για καλύτερη διασπορά.
• Υποφωσφορώδες αργίλιο (AHP): 5 ώρες
• Βελτιώνει την αποτελεσματικότητα σχηματισμού άνθρακα, μειώνει το φορτίο ATH.
• Βορικό ψευδάργυρο (ZnB): 3 ώρες
• Καταστολή καπνού και αντιθαμβωτική προστασία.

Πρόσθετα:

• Σιλάνιο ως μέσο σύζευξης (KH-550, 1 phr, βελτιώνει τη διεπαφή ATH)
• Πυριτική κάψα (8 phr, ενίσχυση)
• Σκλήρυνση με υπεροξείδιο (DCP, 1 phr)

Χαρακτηριστικά:

• Συνολικό φορτίο επιβραδυντικού φλόγας ~58 phr, αλλά η ATH κυριαρχεί ως προς την οικονομική αποδοτικότητα.
• Το μικρό μέγεθος σωματιδίων ATH ελαχιστοποιεί την απώλεια αντοχής σε εφελκυσμό.

4. Αυτόνομο σύστημα υποφωσφορώδους αργιλίου (AHP)

Εφαρμογή: UL94 V-1/V-2, ή όπου οι πηγές αζώτου είναι ανεπιθύμητες (π.χ., αποφυγή του αφρισμού MCA που επηρεάζει την εμφάνιση).

Συνιστώμενη σύνθεση:

• Βασικό καουτσούκ: VMQ (100 δόσεις)
• Υποφωσφορώδες αργίλιο (AHP): 20–30 ώρες το 24ωρο
• Υψηλή περιεκτικότητα σε φώσφορο (40%). Τα 20 phr παρέχουν ~8% φώσφορο για βασική επιβράδυνση φλόγας.
• Για το UL94 V-0, αυξήστε στα 30 phr (μπορεί να επηρεάσει τις μηχανικές ιδιότητες).
• Ενισχυτικό υλικό πλήρωσης: Πυρίτιο (10–15 phr, διατηρεί την αντοχή)
• Πρόσθετα: Έλαιο υδροξυλικής σιλικόνης (2 phr, επεξεργασιμότητα) + σκληρυντής (διυπεροξείδιο ή σύστημα πλατίνας).

Χαρακτηριστικά:

• Βασίζεται στην επιβράδυνση φλόγας συμπυκνωμένης φάσης (σχηματισμός απανθρακώματος), βελτιώνει σημαντικά τον δείκτη LOI αλλά έχει περιορισμένη καταστολή καπνού.
• Υψηλή φόρτιση (>25 phr) μπορεί να σκληρύνει το υλικό. Συνιστάται η προσθήκη 3–5 phr ZnB για τη βελτίωση της ποιότητας του άνθρακα.

5. Μείγμα υποφωσφορώδους αργιλίου (AHP) + MCA

Εφαρμογή: UL94 V-0, χαμηλό φορτίο με συνέργεια επιβραδυντικού φλόγας αέριας φάσης.

Συνιστώμενη σύνθεση:

• Βασικό καουτσούκ: VMQ (100 δόσεις)
• Υποφωσφορώδες αργίλιο (AHP): 12–15 ώρες το 24ωρο
• Πηγή φωσφόρου για σχηματισμό άνθρακα.
• MCA: 8–10 ώρες το 24ωρο
• Πηγή αζώτου για συνέργεια PN, απελευθερώνει αδρανή αέρια (π.χ., NH₃) για την καταστολή της διάδοσης της φλόγας.
• Ενισχυτικό υλικό πλήρωσης: Πυρίτιο (10 μερίδες)
• Πρόσθετα: Συνδετικός παράγοντας σιλανίου (1 phr, βοηθητικό διασποράς) + σκληρυντικός παράγοντας.

Χαρακτηριστικά:

• Συνολικό φορτίο επιβράδυνσης φλόγας ~20–25 phr, σημαντικά χαμηλότερο από το μεμονωμένο AHP.
• Η MCA μειώνει την απαίτηση AHP, αλλά μπορεί να επηρεάσει ελαφρώς τη διαφάνεια (χρησιμοποιήστε nano-MCA εάν χρειάζεται σαφήνεια).

Σύνοψη σύνθεσης επιβραδυντικού φλόγας

Πειραματικές συστάσεις

1. Προτεραιότητα στις δοκιμές: AHP + MCA (15+10 phr). Εάν επιτευχθεί V-0, μειώστε σταδιακά το AHP (π.χ., 12+10 phr).
2. Αυτόνομη δοκιμή AHPΞεκινήστε από 20 phr, αυξήστε κατά 5 phr για να αξιολογήσετε το LOI και το UL94, παρακολουθώντας τις μηχανικές ιδιότητες.
3. Καταστολή καπνούΠροσθέστε 3–5 phr ZnB σε οποιαδήποτε σύνθεση χωρίς να επηρεαστεί η επιβράδυνση φλόγας.
4. Βελτιστοποίηση κόστουςΕνσωματώστε 10–15 phr ATH για να μειώσετε το κόστος, αν και το συνολικό φορτίο πλήρωσης αυξάνεται.

Συνιστώμενη διαδικασία ανάμειξης

(Για καουτσούκ σιλικόνης δύο συστατικών που σκληραίνει με προσθήκη)

1. Προεπεξεργασία βασικού καουτσούκ:

• Τοποθετήστε καουτσούκ σιλικόνης (π.χ., κόμμι 107, λάδι βινυλικής σιλικόνης) σε έναν πλανητικό αναμικτήρα, απαερώστε υπό κενό εάν χρειάζεται.

1. Προσθήκη επιβραδυντικού φλόγας:

• Επιβραδυντικά φλόγας σε σκόνη (π.χ., ATH, MH):
• Προσθέστε σε δόσεις, προαναμίξτε με το βασικό καουτσούκ (ανάμειξη σε χαμηλή ταχύτητα, 10-15 λεπτά) για να αποφύγετε τη συσσωμάτωση.
• Στεγνώστε στους 80–120°C εάν είναι υγροσκοπικό.
• Υγρά επιβραδυντικά φλόγας (π.χ. φωσφορικά άλατα):
• Αναμείξτε απευθείας με λάδι σιλικόνης, παράγοντα διασταυρούμενης σύνδεσης κ.λπ., υπό υψηλή διάτμηση (20-30 λεπτά).

1. Άλλα πρόσθετα:

• Προσθέστε διαδοχικά πληρωτικά (π.χ., πυριτία), παράγοντα διασύνδεσης (υδροσιλάνιο), καταλύτη (πλατίνα) και αναστολείς.

1. Ομογενοποίηση:

• Περαιτέρω βελτίωση της διασποράς χρησιμοποιώντας μύλο τριών κυλίνδρων ή γαλακτωματοποιητή υψηλής διάτμησης (κρίσιμο για νανοπροσθετικά όπως οι CNT).

1. Απαερίωση & Διήθηση:

• Απαερίωση κενού (-0,095 MPa, 30 λεπτά), φίλτρο για απαιτήσεις υψηλής καθαρότητας.

Βασικές Σκέψεις

• Επιλογή επιβραδυντικού φλόγας:
• Τα επιβραδυντικά χωρίς αλογόνο (π.χ., ATH) απαιτούν λεπτό μέγεθος σωματιδίων (1–5 μm). Η υπερβολική φόρτιση βλάπτει τις μηχανικές ιδιότητες.
• Τα επιβραδυντικά με βάση τη σιλικόνη (π.χ. ρητίνες φαινυλοσιλικόνης) προσφέρουν καλύτερη συμβατότητα αλλά με υψηλότερο κόστος.
• Έλεγχος Διαδικασίας:
• Θερμοκρασία ≤ 60°C (αποτρέπει τη δηλητηρίαση από καταλύτη πλατίνας ή την πρόωρη σκλήρυνση).
• Υγρασία ≤ 50% σχετική υγρασία (αποφεύγει τις αντιδράσεις μεταξύ ελαίου υδροξυλικής σιλικόνης και επιβραδυντικών φλόγας).

Σύναψη

• Μαζική παραγωγήΠροαναμείξτε επιβραδυντικά φλόγας με βασικό καουτσούκ για αποτελεσματικότητα.
• Απαιτήσεις υψηλής σταθερότηταςΑνακατέψτε κατά την ανάμειξη για να ελαχιστοποιήσετε τους κινδύνους αποθήκευσης.
• Συστήματα νανο-επιβραδυντικών φλόγαςΥποχρεωτική διασπορά υψηλής διάτμησης για την αποφυγή συσσωμάτωσης.

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