Formule ignifuge din polipropilenă (PP) UL94 V0 și V2

Formule ignifuge din polipropilenă (PP) UL94 V0 și V2

Polipropilena (PP) este un polimer termoplastic utilizat pe scară largă, dar inflamabilitatea sa îi limitează aplicarea în anumite domenii. Pentru a îndeplini diferite cerințe de ignifugare (cum ar fi clasele UL94 V0 și V2), se pot încorpora ignifugi pentru a spori rezistența la flacără a PP. Mai jos este o introducere detaliată a formulărilor PP ignifuge pentru clasele UL94 V0 și V2, inclusiv selecția ignifugului, proiectarea formulării, tehnicile de procesare și testarea performanței.

1. Introducere în clasele de rezistență la flacără UL94

UL94 este un standard de inflamabilitate dezvoltat de Underwriters Laboratories (UL) pentru a evalua rezistența la flacără a materialelor plastice. Clasificările comune de ignifugare includ:

• V0Cel mai înalt grad de ignifugare, necesitând autostingerea probelor în 10 secunde într-un test de ardere verticală fără a aprinde bumbacul cu picături.
• V2Un grad inferior de ignifugare, permițând probelor să se autostingă în 30 de secunde într-un test de ardere verticală, permițând în același timp picurarea care poate aprinde bumbacul.

2. Formulă PP ignifugă V0

PP-ul ignifug V0 necesită o rezistență excelentă la flacără, obținută de obicei prin încorporarea de ignifugi de înaltă eficiență și optimizarea formulei.

2.1 Selecția ignifugului

• Ignifuganți bromurațiCum ar fi decabromodifenil eterul (DBDPO) și tetrabromobisfenolul A (TBBPA), care oferă o eficiență ridicată, dar pot fi mai puțin ecologice.
• Ignifuge pe bază de fosforCum ar fi polifosfatul de amoniu (APP) și fosforul roșu, care sunt mai ecologice și mai eficiente.
• Retardanți de flacără intumescenți (IFR)Cuprinzând o sursă de acid, o sursă de carbon și o sursă de gaz, oferind o ignifugare ecologică și eficientă.
• Hidroxid de magneziu (Mg(OH)₂) sau hidroxid de aluminiu (Al(OH)₃)Ignifugați anorganici ecologici, dar sunt necesare niveluri ridicate de încărcare.

2.2 Formulare tipică

• Rășină PP100phr (în greutate, aceleași informații mai jos).
• Intumescent ignifug (IFR)20–30 de ore pe zi.
• Hidroxid de magneziu10–20 de ore.
• Agent anti-picurare0,5–1 phr (de exemplu, politetrafluoroetilenă, PTFE).
• Lubrifiant0,5–1 phr (de exemplu, stearat de zinc).
• Antioxidant0,2–0,5 phr.

2.3 Tehnici de procesare

• AmestecareaAmestecați uniform rășina PP, ignifugele și alți aditivi într-un mixer de mare viteză.
• Extrudare și peletizareFolosiți un extruder cu două șnecuri la 180–220°C pentru a produce peleți.
• Turnare prin injecțieModelați peletele în epruvete de testare folosind o mașină de turnare prin injecție.

2.4 Testarea performanței

• Test de ardere verticală UL94Probele trebuie să îndeplinească cerințele V0 (autostingere în 10 secunde, fără aprinderea bumbacului din cauza picăturilor).
• Testarea proprietăților mecaniceEvaluați rezistența la tracțiune, rezistența la impact etc. pentru a vă asigura că performanța materialului îndeplinește cerințele aplicației.

3. Design de formulare PP ignifug V2

PP-ul ignifug V2 are cerințe mai scăzute de rezistență la flacără și poate fi obținut cu o încărcare moderată de ignifug.

3.1 Selecția ignifugului

• Ignifuganți bromurațiCum ar fi DBDPO sau TBBPA, necesitând doar cantități mici pentru a atinge V2.
• Ignifuge pe bază de fosforCum ar fi fosforul roșu sau fosfații, oferind soluții ecologice.
• Hidroxid de magneziu (Mg(OH)₂) sau hidroxid de aluminiu (Al(OH)₃)Ecologic, dar necesită încărcături mai mari.

3.2 Formulare tipică

• Rășină PP100 de pesos.
• Ignifug bromurat5–10 fracții.
• Trioxid de antimoniu (Sb₂O₃)2–3 phr (ca agent sinergic).
• Agent anti-picurare0,5–1 phr (de exemplu, PTFE).
• Lubrifiant0,5–1 phr (de exemplu, stearat de zinc).
• Antioxidant0,2–0,5 phr.

3.3 Tehnici de procesare

• La fel ca în cazul procesării de calitate V0 (amestecare, extrudare, turnare prin injecție).

3.4 Testarea performanței

• Test de ardere verticală UL94Probele trebuie să îndeplinească cerințele V2 (autostingere în 30 de secunde, picurare permisă).
• Testarea proprietăților mecaniceAsigurați-vă că performanța materialului îndeplinește cerințele aplicației.

4. Comparație între formulările V0 și V2

4.1 Încărcare ignifugă

• V0 necesită încărcări mai mari (de exemplu, 20–30phr IFR sau 10–20phr Mg(OH)₂).
• V2 necesită încărcături mai mici (de exemplu, ignifugați bromurați cu 5–10 phr).

4.2 Eficiența ignifugă

• V0 oferă o rezistență superioară la flacără pentru cerințe mai stricte.

4.3 Proprietăți mecanice

• Formulările V0 pot afecta semnificativ proprietățile mecanice (de exemplu, rezistența la impact, rezistența la tracțiune) datorită conținutului mai mare de aditivi.
• Formulările V2 au un impact mai mic asupra performanței mecanice.

4.4 Impactul asupra mediului

• Formulările V0 utilizează adesea ignifugați ecologici (de exemplu, IFR, Mg(OH)₂).
• Formulările V2 pot utiliza ignifugați bromurați, care sunt mai puțin ecologici.

5. Recomandări de optimizare a formulării

5.1 Sinergism ignifug

• Combinarea diferiților agenți ignifugi (de exemplu, IFR + Mg(OH)₂, bromurați + Sb₂O₃) poate spori rezistența la flacără și reduce încărcarea.

5.2 Modificarea suprafeței

• Modificarea ignifugărilor anorganici (de exemplu, Mg(OH)₂, Al(OH)₃) îmbunătățește compatibilitatea cu PP, sporind proprietățile mecanice.

5.3 Optimizarea procesării

• Controlul parametrilor de extrudare/injecție (temperatură, presiune, viteză șurub) asigură o dispersie uniformă și previne degradarea.

6. Concluzie

Proiectarea formulărilor de PP ignifug V0 și V2 depinde de cerințele specifice de rezistență la flacără și de scenariile de aplicare.

• Formulări V0De obicei, utilizează ignifugatori de înaltă eficiență (de exemplu, IFR, Mg(OH)₂) și sinergism optimizat pentru a îndeplini standarde stricte.
• Formulări V2se poate obține o ignifugare mai mică cu aditivi minimi (de exemplu, ignifuganți bromurați).

În aplicațiile practice, factori precum rezistența la flacără, performanța mecanică, impactul asupra mediului și costul trebuie echilibrați pentru a optimiza formulările și tehnicile de procesare.

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