O formulă de referință ignifugă pentru poliester SK ES500 (clasificare UL94 V0).

O formulă de referință ignifugă pentru poliester SK ES500 (clasificare UL94 V0).

I. Abordarea în proiectarea formulării

1. Compatibilitatea substratului
   • SK Polyester ES500: Un poliester termoplastic cu o temperatură tipică de procesare de 220–260°C. Materialul ignifug trebuie să reziste la acest interval de temperatură.
   • Cerințe cheie: Echilibrarea rezistenței la flacără (V0), a proprietăților mecanice (rezistența la tracțiune/impact) și a fluidității de procesare.
2. Sistem ignifug sinergic
   • Hidroxid de aluminiu ultrafin (ATH): Agent ignifug principal, deshidratare endotermă. Încărcarea trebuie să echilibreze proprietățile ignifuge și cele mecanice.
   • Hipofosfit de aluminiu: Agent sinergic care formează cărbune, funcționează împreună cu ATH pentru a crea un efect sinergic fosfor-aluminiu, îmbunătățind calitatea cărbunelui.
   • Borat de zinc: Potențiator de carbonizare, suprimă fumul și formează o barieră densă cu ATH.
   • MCA (cianurat de melamină): ignifug în fază gazoasă, diluează oxigenul și inhibă picurarea topiturii.

II. Formulare recomandată (procent de greutate)

III. Controale cheie ale procesului

1. Optimizarea dispersiei
   • Pretratare: Se înmoaie ATH și hipofosfitul de aluminiu în soluție de etanol KH-550 1% timp de 2 ore, apoi se usucă la 80°C.
   • Secvența de amestecare:
     1. Rășină de bază + dispersant + agent de cuplare → Amestecare la viteză mică (500 rpm, 5 min).
     2. Adăugați hipofosfit de ATH/aluminiu modificat → Forfecare de mare viteză (2500 rpm, 20 min).
     3. Se adaugă borat de zinc/MCA/PTFE → Amestecare la viteză mică (800 rpm, 10 min).
   • Echipament: Extruder cu două șnecuri (zone de temperatură: zonă de alimentare 200°C, zonă de topire 230°C, matriță 220°C).
2. Controlul temperaturii de procesare
   • Asigurați o temperatură de topire < 250°C pentru a preveni descompunerea MCA (MCA se descompune la 250–300°C).
   • Răciți peleții cu apă după extrudare pentru a preveni migrarea substanțelor ignifuge.

IV. Mecanismul sinergic ignifug

1. ATH + Hipofosfit de aluminiu
   • ATH absoarbe căldura și eliberează vapori de apă, diluând gazele inflamabile.
   • Hipofosfitul de aluminiu catalizează formarea densă a carbonului (AlPO₄), blocând transferul de căldură.
2. Borat de zinc + MCA
   • Boratul de zinc formează o barieră sticloasă peste fisurile de carbonizare.
   • MCA se descompune pentru a elibera NH₃, diluând oxigenul și inhibând reacțiile radicalilor liberi.
3. PTFE anti-picurare
   • Micropulberea de PTFE formează o rețea fibroasă, reducând riscul de aprindere prin picurare topită.

V. Reglarea performanței și depanarea

VI. Metrici de validare

1. Testul UL94 V0:
   • Probe de 1,6 mm și 3,2 mm, timp total de ardere < 50 secunde după două aprinderi, fără aprindere prin picurare.
2. LOI: Țintă ≥30% (reală ≥28%).
3. Proprietăți mecanice:
   • Rezistență la tracțiune > 40 MPa, rezistență la impact > 5 kJ/m² (standard ASTM).
4. Stabilitate termică (TGA):
   • Reziduu de cărbune la 800°C > 20%, temperatură inițială de descompunere > 300°C.

VII. Exemplu de formulare de referință

Această formulare și design al procesului ating în mod eficient rezistența la flacără UL94 V0 pentru poliester SK ES500, echilibrând în același timp procesabilitatea și proprietățile mecanice. Se recomandă teste la scară mică pentru a verifica dispersia înainte de reglarea fină a raporturilor (de exemplu, echilibrarea hipofosfitului de aluminiu și a MCA). Pentru o îmbunătățire suplimentară a rezistenței la flacără, se ia în considerare adăugarea a 2% nano-folii de nitrură de bor (BNNS) ca umplutură termoconductivă/ignifugă cu dublă funcționalitate.

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