некоја референтна формулација на силиконска гума базирана на средства за забавување на пламенот без халогени

Еве пет дизајни на формулации на силиконска гума базирани на средства за забавување на пламенот без халогени, во кои се вклучени средствата за забавување на пламенот обезбедени од клиентот (алуминиум хипофосфит, цинк борат, MCA, алуминиум хидроксид и амониум полифосфат). Овие дизајни имаат за цел да обезбедат забавување на пламенот, а воедно да ги минимизираат количините на адитиви за да се намали влијанието врз механичките својства на силиконската гума.

1. Синергистички систем за забавување на пламенот со фосфор и азот (високо ефикасен тип за формирање јаглен)

ЦелUL94 V-0, низок степен на чад, погоден за апликации на средни до високи температури

Основна гумаМетил винил силиконска гума (VMQ, 100 phr)

Забавувачи на пламен:

• Алуминиум хипофосфит (AHP, базиран на фосфор): 15 часа
• Обезбедува ефикасен извор на фосфор, го поттикнува формирањето на јаглен и го потиснува согорувањето во гасна фаза.
• Меламин цијанурат (MCA, на база на азот): 10 часа
• Синергизира со фосфор, ослободува инертни гасови и го разредува кислородот.
• Цинк борат (ZnB): 5 часа
• Катализира формирање на јаглен, го потиснува чадот и ја подобрува стабилноста на слојот на јаглен.
• Алуминиум хидроксид (ATH, хемиски метод, 1,6–2,3 μm): 20 часа
• Ендотермно распаѓање, помошна отпорност на пламен и подобрена дисперзибилност.

Адитиви:

• Хидроксил силиконско масло (2 пати, ја подобрува обработливоста)
• Чадена силика (10 phr, засилување)
• Средство за стврднување (дипероксид, 0,8 phr)

Карактеристики:

• Вкупно оптоварување со средство за забавување на пламенот ~50 phr, балансирање на отпорноста на пламенот и механичките својства.
• Синергијата на фосфор-азот (AHP + MCA) ја намалува потребната количина на поединечни средства за забавување на пламенот.

2. Интумесцентен систем за заштита од пламен (тип со ниско оптоварување)

Цел: UL94 V-1/V-0, погоден за тенки производи

Основна гума: VMQ (100 пати)

Забавувачи на пламен:

• Амониум полифосфат (APP, базиран на фосфор-азот): 12 часа
• Јадро на интумесцентно формирање на јаглен, со добра компатибилност со силиконска гума.
• Алуминиум хипофосфит (AHP): 8 часа
• Дополнителен извор на фосфор, ја намалува хигроскопноста на APP.
• Цинк борат (ZnB): 5 часа
• Синергистичка катализа на јаглен и супресија на капењето.
• Алуминиум хидроксид (мелен, 3–20 μm): 15 часа
• Евтин помошен забавувач на пламен, го намалува оптоварувањето со APP.

Адитиви:

• Винил силиконско масло (3 пхр, пластифицирање)
• Таложен силициум диоксид (15 phr, арматура)
• Систем за стврднување со платина (0,1% Pt)

Карактеристики:

• Вкупно оптоварување со отпорност на пламен ~40 phr, ефикасно за тенки производи поради интумесцентниот механизам.
• APP бара површинска обработка (на пр., средство за спојување на силан) за да се спречи миграцијата.

3. Оптимизиран систем со високо оптоварување на алуминиум хидроксид (економичен тип)

Цел: UL94 V-0, погоден за дебели производи или кабли

Основна гума: VMQ (100 пати)

Забавувачи на пламен:

• Алуминиум хидроксид (ATH, хемиски метод, 1,6–2,3 μm): 50 денари
• Примарен забавувач на пламен, ендотермно распаѓање, мала големина на честички за подобра дисперзија.
• Алуминиум хипофосфит (AHP): 5 часа
• Ја подобрува ефикасноста на формирањето на јаглен, го намалува оптоварувањето со ATH.
• Цинк борат (ZnB): 3 часа
• Сузбивање на чад и анти-сјаење.

Адитиви:

• Силанско средство за спојување (KH-550, 1 phr, го подобрува ATH интерфејсот)
• Чадена силика (8 phr, засилување)
• Стврднување со пероксид (DCP, 1 phr)

Карактеристики:

• Вкупно оптоварување со средство за забавување на пламенот ~58 phr, но ATH доминира во однос на економичноста.
• Малата големина на честичките ATH го минимизира губењето на затегнувачката цврстина.

4. Самостоен систем на алуминиум хипофосфит (AHP)

Апликација: UL94 V-1/V-2, или каде што изворите на азот се непожелни (на пр., избегнување на MCA пена што влијае на изгледот).

Препорачана формулација:

• Основна гума: VMQ (100 пати)
• Алуминиум хипофосфит (AHP): 20–30 пати на ден
• Висока содржина на фосфор (40%); 20 phr обезбедува ~8% фосфор за основна отпорност на пламен.
• За UL94 V-0, зголемете на 30 phr (може да ги наруши механичките својства).
• Зајакнувачки филерСилика (10–15 phr, ја одржува цврстината)
• Адитиви: Хидроксил силиконско масло (2 phr, обработливост) + средство за стврднување (дипероксид или платински систем).

Карактеристики:

• Се потпира на забавување на пламенот во кондензирана фаза (формирање на јаглен), значително го подобрува LOI, но има ограничено потиснување на чад.
• Високото оптоварување (>25 phr) може да го стврдне материјалот; препорачуваме додавање 3–5 phr ZnB за да се подобри квалитетот на јагленот.

5. Алуминиум хипофосфит (AHP) + мешавина од MCA

Апликација: UL94 V-0, ниско оптоварување со синергија на гасна фаза како средство за забавување на пламенот.

Препорачана формулација:

• Основна гума: VMQ (100 пати)
• Алуминиум хипофосфит (AHP): 12–15 часа
• Извор на фосфор за формирање на јаглен.
• МЦА: 8–10 часа
• Извор на азот за синергија на PN, ослободува инертни гасови (на пр., NH₃) за да го потисне ширењето на пламенот.
• Зајакнувачки филерСилика (10 phr)
• Адитиви: Средство за спојување на силан (1 phr, средство за дисперзија) + средство за стврднување.

Карактеристики:

• Вкупно оптоварување со средство за забавување на пламенот ~20–25 phr, значително пониско од самостојниот AHP.
• MCA го намалува барањето за AHP, но може малку да влијае на транспарентноста (користете нано-MCA ако е потребна јасност).

Резиме на формулацијата за пламен-ретардант

Експериментални препораки

1. Приоритетно тестирање: AHP + MCA (15+10 phr). Доколку се постигне V-0, постепено намалете го AHP (на пр., 12+10 phr).
2. Самостоен AHP тестЗапочнете од 20 phr, зголемувајте за 5 phr за да ги оцените LOI и UL94, следејќи ги механичките својства.
3. Сузбивање на чадДодадете 3–5 phr ZnB во која било формулација без да се загрози отпорноста на пламен.
4. Оптимизација на трошоциВклучете 10–15 проценти ATH за да ги намалите трошоците, иако вкупното полнење се зголемува.

Препорачан процес на мешање

(За двокомпонентна силиконска гума што се стврднува со дополнително стврднување)

1. Предтретман на основна гума:

• Ставете силиконска гума (на пр., гума 107, винил силиконско масло) во планетарен миксер, дегазирајте под вакуум доколку е потребно.

1. Додавање на пламен-ретардант:

• Прашкасти средства за забавување на пламенот (на пр., ATH, MH):
• Додавајте во серии, претходно измешајте со основна гума (мешање со мала брзина, 10-15 минути) за да се избегне агломерација.
• Сушете на 80–120°C ако е хигроскопско.
• Течни средства за забавување на пламенот (на пр. фосфати):
• Измешајте директно со силиконско масло, средство за вкрстување итн., под силен смолкнување (20–30 мин).

1. Други адитиви:

• Секвенцијално додавајте полнила (на пр., силициум диоксид), средство за вкрстување (хидросилан), катализатор (платина) и инхибитори.

1. Хомогенизација:

• Понатамошно рафинирање на дисперзијата со користење на мелница со три ролни или емулгатор со висок смолкнување (клучно за наноадитиви како што се CNT).

1. Дегасирање и филтрација:

• Вакуум дегазирање (-0,095 MPa, 30 мин), филтер за барања за висока чистота.

Клучни размислувања

• Избор на пламен-ретардант:
• Безхалогените ретарданти (на пр., ATH) бараат фина големина на честичките (1–5 μm); прекумерното оптоварување ги оштетува механичките својства.
• Забавувачите на база на силикон (на пр., фенил силиконски смоли) нудат подобра компатибилност, но по повисока цена.
• Контрола на процесот:
• Температура ≤ 60°C (спречува труење со платински катализатор или предвремено стврднување).
• Влажност ≤ 50% RH (избегнува реакции помеѓу хидроксисиликонско масло и средства за забавување на пламенот).

Заклучок

• Масовно производство: Претходно измешајте средства против пламен со основна гума за ефикасност.
• Барања за висока стабилност: Мешајте за време на мешањето за да ги минимизирате ризиците од складирање.
• Нано-пламено-ретардантни системиЗадолжителна дисперзија со висок смолкнување за да се спречи агломерација.

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