Референтна формулација за отпорен на пламен за SK Polyester ES500 (UL94 V0 рејтинг).
I. Пристап кон дизајнот на формулацијата
- Компатибилност на подлогата
- SK Polyester ES500: Термопластичен полиестер со типична температура на обработка од 220–260°C. Средството за забавување на пламенот мора да го издржи овој температурен опсег.
- Клучни барања: Урамнотежена отпорност на пламен (V0), механички својства (цврстина на затегнување/удар) и флуидност на обработката.
- Синергистички систем за заштита од пламен
- Ултрафин алуминиум хидроксид (ATH): Примарен ретардант за пламен, ендотермна дехидратација. Вчитувањето мора да ги балансира ретардантноста за пламен и механичките својства.
- Алуминиум хипофосфит: Синергист што создава јаглен, работи со ATH за да создаде синергистички ефект на фосфор-алуминиум, подобрувајќи го квалитетот на јагленот.
- Цинк борат: Засилувач на јаглен, го потиснува чадот и формира густа бариера со ATH.
- MCA (меламин цијанурат): Забавувач на пламен во гасна фаза, го разредува кислородот и го спречува капењето на стопената течност.
II. Препорачана формулација (тежински процент)
| Компонента | Сооднос | Обработка на белешки |
|---|---|---|
| SK полиестер ES500 | 45–50% | Основна смола; изберете степен со висока флуидност за да компензирате вискозитетот на филер. |
| Ултрафин ATH | 25–30% | Површински модифицирана со силански сврзувачки агенс (KH-550), D50 < 3 μm. |
| Алуминиум хипофосфит | 10–12% | Отпорен на топлина (>300°C), претходно измешан со ATH и додаден во фази. |
| Цинк борат | 6–8% | Додадено со MCA за да се избегнат структурни оштетувања од висок смолкнување. |
| МЦА | 4–5% | Температура на процесот < 250°C, дисперзија со мала брзина. |
| Дисперзатор | 2–3% | Дисперзант компатибилен со полиестер (на пр., BYK-161) + полиетиленски восочен композит. |
| Средство за спојување (KH-550) | 1% | Претходно третира ATH и алуминиум хипофосфит; потопување во етанол, проследено со сушење. |
| Средство против капење | 0,5–1% | PTFE микроправ за потиснување на палењето на стопената маса. |
| Помош за обработка | 0,5% | Цинк стеарат (подмачкување и против лепење). |
III. Клучни контроли на процесот
- Оптимизација на дисперзија
- Предтретман: Потопете го ATH и алуминиум хипофосфитот во 1% раствор од етанол KH-550 2 часа, а потоа исушете на 80°C.
- Редослед на мешање:
- Базна смола + дисперзант + средство за спојување → Мешање со мала брзина (500 вртежи во минута, 5 мин).
- Додадете модифициран ATH/алуминиумски хипофосфит → Смркање со голема брзина (2500 вртежи во минута, 20 мин).
- Додадете цинк борат/MCA/PTFE → Мешање со мала брзина (800 вртежи во минута, 10 минути).
- Опрема: Екструдер со двоен завртка (температурни зони: зона на полнење 200°C, зона на топење 230°C, калап 220°C).
- Контрола на температурата на обработка
- Обезбедете температура на топење < 250°C за да се спречи распаѓање на MCA (MCA се распаѓа на 250–300°C).
- Пелетите што се ладат со вода по екструдирањето за да се спречи миграцијата на средствата што го забавуваат пламенот.
IV. Синергистички механизам за заштита од пламен
- ATH + алуминиум хипофосфит
- ATH апсорбира топлина и ослободува водена пареа, разредувајќи ги запаливите гасови.
- Алуминиум хипофосфитот катализира формирање на густ јаглен (AlPO₄), блокирајќи го преносот на топлина.
- Цинк борат + MCA
- Цинк боратот формира стаклена бариера над пукнатините од јаглен.
- MCA се распаѓа и ослободува NH₃, разредувајќи го кислородот и инхибирајќи ги реакциите на слободните радикали.
- PTFE анти-капење
- PTFE микроправот формира фиброзна мрежа, намалувајќи го ризикот од палење со топење-капење.
V. Подесување на перформансите и решавање проблеми
| Чест проблем | Решение |
|---|---|
| Отпорност на пламен под V0 (V1/V2) | Зголемете го алуминиум хипофосфитот на 12% + MCA на 5% или додадете 2% енкапсулиран црвен фосфор (синергистички со алуминиум хипофосфитот). |
| Намалени механички својства | Намалете го ATH на 25%, додадете 5% стаклени влакна (арматура) или 3% POE накалемено со малеински анхидрид (зацврстување). |
| Лоша флуидност на обработка | Зголемете го дисперзентот на 3% или додадете 0,5% полиетиленски восок со ниска масивна тежина (подмачкување). |
| Површинско цветање | Оптимизирајте ја дозата на средството за спојување или преминете на средство за спојување титанат (NDZ-201) за подобро меѓуфазно поврзување. |
VI. Метрики за валидација
- Тест UL94 V0:
- Примероци од 1,6 mm и 3,2 mm, вкупно време на горење < 50 секунди по две палења, без капење на палење.
- LOI: Цел ≥30% (вистинска ≥28%).
- Механички својства:
- Цврстина на истегнување > 40 MPa, јачина на удар > 5 kJ/m² (ASTM стандард).
- Термичка стабилност (TGA):
- Остаток од јаглен на 800°C > 20%, почетна температура на распаѓање > 300°C.
VII. Примерна формулација за референца
| Компонента | Содржина (%) |
|---|---|
| SK полиестер ES500 | 48% |
| Ултрафин ATH (модифициран) | 28% |
| Алуминиум хипофосфит | 11% |
| Цинк борат | 7% |
| МЦА | 4% |
| BYK-161 дисперзант | 2,5% |
| KH-550 средство за спојување | 1% |
| PTFE средство против капење | 0,8% |
| Цинк стеарат | 0,5% |
Оваа формулација и дизајн на процесот ефикасно постигнуваат отпорност на пламен според UL94 V0 за SK Polyester ES500, додека истовремено ја балансираат обработливоста и механичките својства. Се препорачуваат мали испитувања за да се потврди дисперзијата пред фино подесување на односите (на пр., балансирање на алуминиумски хипофосфит и MCA). За понатамошно подобрување на отпорноста на пламен, размислете за додавање на 2% нанолистови од бор нитрид (BNNS) како двојно функционален термички спроводлив/забавувач на пламен полнач.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Време на објавување: 01 јули 2025
