o formulă de referință a cauciucului siliconic bazată pe ignifugați fără halogeni

Iată cinci modele de formulări de cauciuc siliconic bazate pe ignifuganți fără halogeni, care încorporează ignifuganții furnizați de client (hipofosfit de aluminiu, borat de zinc, MCA, hidroxid de aluminiu și polifosfat de amoniu). Aceste modele vizează asigurarea ignifugării, reducând în același timp cantitățile de aditivi pentru a reduce impactul asupra proprietăților mecanice ale cauciucului siliconic.

1. Sistem ignifug sinergic fosfor-azot (tip carbonizant de înaltă eficiență)

ŢintăUL94 V-0, emisii reduse de fum, potrivit pentru aplicații la temperaturi medii și înalte

Bază de cauciucCauciuc metilvinil siliconic (VMQ, 100 phr)

Retardanți de flacără:

• Hipofosfit de aluminiu (AHP, pe bază de fosfor)15 fraze
• Oferă o sursă eficientă de fosfor, promovează formarea carbonului și suprimă arderea în fază gazoasă.
• Cianurat de melamină (MCA, pe bază de azot)10 fraze
• Acționează sinergic cu fosforul, eliberează gaze inerte și diluează oxigenul.
• Borat de zinc (ZnB)5 fraze
• Catalizează formarea carbonizării, suprimă fumul și îmbunătățește stabilitatea stratului de carbonizare.
• Hidroxid de aluminiu (ATH, metodă chimică, 1,6–2,3 μm)20 de fraze
• Descompunere endotermică, ignifugare auxiliară și dispersabilitate îmbunătățită.

Aditivi:

• Ulei hidroxil siliconic (2 phr, îmbunătățește procesabilitatea)
• Silice pirogenată (10 phr, armare)
• Agent de întărire (diperoxid, 0,8 phr)

Caracteristici:

• Încărcare totală de ignifugare ~50 phr, echilibrând ignifugarea și proprietățile mecanice.
• Sinergia fosfor-azot (AHP + MCA) reduce cantitatea necesară de agenți ignifugi individuali.

2. Sistem ignifug intumescent (tip cu sarcină redusă)

ŢintăUL94 V-1/V-0, potrivit pentru produse subțiri

Bază de cauciucVMQ (100 frecvențe)

Retardanți de flacără:

• Polifosfat de amoniu (APP, pe bază de fosfor-azot)12 fraze
• Miez de carbonizare intumescentă, cu bună compatibilitate cu cauciucul siliconic.
• Hipofosfit de aluminiu (AHP)8 fraze
• Sursă suplimentară de fosfor, reduce higroscopicitatea APP.
• Borat de zinc (ZnB)5 fraze
• Cataliza sinergică a cărbunelui și suprimarea picurării.
• Hidroxid de aluminiu (măcinat, 3–20 μm)15 fraze
• Ignifug auxiliar cu cost redus, reduce încărcarea APP.

Aditivi:

• Ulei de vinil siliconic (3 phr, plastifiat)
• Silice precipitată (15 phr, armare)
• Sistem de întărire cu platină (0,1% Pt)

Caracteristici:

• Încărcare totală ignifugă ~40 phr, eficientă pentru produse subțiri datorită mecanismului intumescent.
• APP necesită tratament de suprafață (de exemplu, agent de cuplare silanic) pentru a preveni migrarea.

3. Sistem optimizat cu hidroxid de aluminiu cu sarcină mare (tip rentabil)

ŢintăUL94 V-0, potrivit pentru produse sau cabluri groase

Bază de cauciucVMQ (100 frecvențe)

Retardanți de flacără:

• Hidroxid de aluminiu (ATH, metodă chimică, 1,6–2,3 μm)50 de fraze
• Ignifug primar, descompunere endotermică, particule de dimensiuni mici pentru o dispersie mai bună.
• Hipofosfit de aluminiu (AHP)5 fraze
• Îmbunătățește eficiența formării carbonului, reduce încărcarea cu ATH.
• Borat de zinc (ZnB)3 fraze
• Suprimarea fumului și anti-luminire.

Aditivi:

• Agent de cuplare silanic (KH-550, 1 phr, îmbunătățește interfața ATH)
• Silice pirogenată (8 phr, armare)
• Întărire cu peroxid (DCP, 1 phr)

Caracteristici:

• Încărcare totală de ignifug ~58 phr, dar ATH domină din punct de vedere al eficienței costurilor.
• Dimensiunea mică a particulelor de ATH minimizează pierderea rezistenței la tracțiune.

4. Sistem independent de hipofosfit de aluminiu (AHP)

AplicațieUL94 V-1/V-2 sau unde sursele de azot nu sunt dorite (de exemplu, evitarea spumării MCA care afectează aspectul).

Formulare recomandată:

• Bază de cauciucVMQ (100 frecvențe)
• Hipofosfit de aluminiu (AHP)20–30 de frecvențe
• Conținut ridicat de fosfor (40%); 20 phr oferă ~8% fosfor pentru o rezistență de bază la flacără.
• Pentru UL94 V-0, creșteți la 30 phr (poate afecta proprietățile mecanice).
• Umplutură de armareSilice (10–15 phr, menține rezistența)
• AditiviUlei hidroxilsiliconic (2 phr, procesabilitate) + agent de întărire (sistem diperoxidic sau de platină).

Caracteristici:

• Se bazează pe ignifugarea în fază condensată (formarea de carbon), îmbunătățește semnificativ LOI, dar are o suprimare limitată a fumului.
• O încărcare mare (>25 phr) poate rigidiza materialul; se recomandă adăugarea a 3-5 phr de ZnB pentru a îmbunătăți calitatea carbonizării.

5. Amestec de hipofosfit de aluminiu (AHP) + MCA

AplicațieUL94 V-0, sarcină redusă cu sinergie de ignifugare în fază gazoasă.

Formulare recomandată:

• Bază de cauciucVMQ (100 frecvențe)
• Hipofosfit de aluminiu (AHP)12–15 phr
• Sursă de fosfor pentru formarea cărbunelui.
• MCA8–10 fraze
• Sursă de azot pentru sinergia PN, eliberează gaze inerte (de exemplu, NH₃) pentru a suprima propagarea flăcării.
• Umplutură de armareSilice (10 phr)
• AditiviAgent de cuplare silan (1 phr, adjuvant de dispersie) + agent de întărire.

Caracteristici:

• Încărcare totală de ignifug ~20–25 phr, semnificativ mai mică decât AHP independent.
• MCA reduce necesarul de AHP, dar poate afecta ușor transparența (utilizați nano-MCA dacă este necesară claritate).

Rezumatul formulei ignifuge

Recomandări experimentale

1. Testare prioritarăAHP + MCA (15+10 phr). Dacă se atinge V-0, se reduce treptat AHP (de exemplu, 12+10 phr).
2. Test AHP independentÎncepeți la 20 phr, incrementați cu 5 phr pentru a evalua LOI și UL94, monitorizând proprietățile mecanice.
3. Suprimarea fumuluiAdăugați 3–5 phr ZnB la orice formulă fără a compromite ignifugarea.
4. Optimizarea costurilorÎncorporați 10–15 fragmente de ATH pentru a reduce costurile, deși încărcătura totală de umplutură crește.

Procesul de amestecare recomandat

(Pentru cauciuc siliconic cu întărire prin adiție în două componente)

1. Pretratare a cauciucului de bază:

• Încărcați cauciuc siliconic (de exemplu, gumă 107, ulei siliconic vinil) într-un mixer planetar, degazați sub vid dacă este necesar.

1. Adaos ignifug:

• Ignifuganți sub formă de pulbere (de exemplu, ATH, MH):
• Se adaugă în loturi, se preamestecează cu cauciucul de bază (amestecare la viteză mică, 10-15 min) pentru a evita aglomerarea.
• Se usucă la 80–120°C dacă este higroscopic.
• Ignifugatori lichizi (de exemplu, fosfați):
• Se amestecă direct cu ulei siliconic, agent de reticulare etc., sub forfecare puternică (20–30 min).

1. Alți aditivi:

• Adăugați secvențial agenți de umplutură (de exemplu, silice), agent de reticulare (hidrosilan), catalizator (platină) și inhibitori.

1. Omogenizare:

• Rafinați în continuare dispersia folosind o moară cu trei role sau un emulgator cu forfecare ridicată (critic pentru nano-aditivi precum CNT-urile).

1. Degazare și filtrare:

• Degazare în vid (-0,095 MPa, 30 min), filtru pentru cerințe de puritate ridicată.

Considerații cheie

• Selecție ignifugă:
• Retardanții fără halogeni (de exemplu, ATH) necesită particule de dimensiuni fine (1–5 μm); încărcarea excesivă dăunează proprietăților mecanice.
• Retardanții pe bază de silicon (de exemplu, rășinile fenilsiliconice) oferă o compatibilitate mai bună, dar la un cost mai mare.
• Controlul proceselor:
• Temperatură ≤ 60°C (previne otrăvirea catalizatorului cu platină sau întărirea prematură).
• Umiditate ≤ 50% RH (evită reacțiile dintre uleiul hidroxil siliconic și agenții ignifugi).

Concluzie

• Producţie în masăPreamestecați ignifugii cu cauciucul de bază pentru eficiență.
• Cerințe de stabilitate ridicatăAmestecați în timpul preparării pentru a minimiza riscurile de depozitare.
• Sisteme Nano-IgnifugeDispersare obligatorie la forfecare ridicată pentru a preveni aglomerarea.

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