Референтна формула за забавяне на горенето за SK Polyester ES500 (класификация UL94 V0).
I. Подход към дизайна на формулите
- Съвместимост с основата
- SK Polyester ES500: Термопластичен полиестер с типична температура на обработка от 220–260°C. Забавителят на горенето трябва да издържа на този температурен диапазон.
- Ключови изисквания: Баланс между огнеупорност (V0), механични свойства (якост на опън/удар) и течливост при обработка.
- Синергична система за забавяне на горенето
- Ултрафин алуминиев хидроксид (ATH): Основно забавител на горенето, ендотермична дехидратация. Зареждането трябва да балансира забавянето на горенето и механичните свойства.
- Алуминиев хипофосфит: Синергист, образуващ въглени, работи с ATH, за да създаде синергичен ефект между фосфор и алуминий, подобрявайки качеството на въглените.
- Цинков борат: Подобрител на въглените, потиска дима и образува плътна бариера с ATH.
- MCA (Меламин цианурат): Газофазен забавител на горенето, разрежда кислорода и предотвратява капенето на стопилката.
II. Препоръчителна формула (тегловни проценти)
| Компонент | Съотношение | Бележки за обработка |
|---|---|---|
| SK Полиестер ES500 | 45–50% | Базова смола; изберете клас с висока течливост, за да компенсирате вискозитета на пълнителя. |
| Ултрафин ATH | 25–30% | Повърхностно модифициран със силанов свързващ агент (KH-550), D50 < 3 μm. |
| Алуминиев хипофосфит | 10–12% | Термоустойчив (>300°C), предварително смесен с ATH и добавен на етапи. |
| Цинков борат | 6–8% | Добавен е MCA, за да се избегнат структурни повреди от високо срязване. |
| МКА | 4–5% | Температура на процеса < 250°C, нискоскоростно диспергиране. |
| Диспергатор | 2–3% | Полиестерно-съвместим диспергатор (напр. BYK-161) + полиетиленов восъчен композит. |
| Свързващ агент (KH-550) | 1% | Предварително третира ATH и алуминиев хипофосфит; потапяне в етанол, последвано от изсушаване. |
| Средство против капене | 0,5–1% | PTFE микропрах за потискане на запалването на стопилката. |
| Помощ за преработка | 0,5% | Цинков стеарат (смазване и антизалепване). |
III. Ключови контроли на процесите
- Оптимизация на дисперсията
- Предварителна обработка: Накиснете ATH и алуминиев хипофосфит в 1% разтвор на етанол KH-550 за 2 часа, след което изсушете при 80°C.
- Последователност на смесване:
- Базова смола + диспергатор + свързващ агент → Разбъркване на ниска скорост (500 об/мин, 5 мин).
- Добавяне на модифициран ATH/алуминиев хипофосфит → Високоскоростно срязване (2500 rpm, 20 min).
- Добавете цинков борат/MCA/PTFE → Разбъркване на ниска скорост (800 об/мин, 10 мин).
- Оборудване: Двушнеков екструдер (температурни зони: зона на подаване 200°C, зона на топене 230°C, матрица 220°C).
- Контрол на температурата на обработката
- Осигурете температура на топене < 250°C, за да предотвратите разлагането на MCA (MCA се разлага при 250–300°C).
- Охладете пелетите с вода след екструдиране, за да предотвратите миграцията на забавители на горенето.
IV. Синергичен механизъм за забавяне на горенето
- ATH + Алуминиев хипофосфит
- ATH абсорбира топлина и отделя водни пари, разреждайки запалими газове.
- Алуминиевият хипофосфит катализира образуването на плътен въглен (AlPO₄), блокирайки топлопреноса.
- Цинков борат + MCA
- Цинковият борат образува стъкловидна бариера върху пукнатините от овъглен.
- MCA се разлага, освобождавайки NH₃, разреждайки кислорода и инхибирайки реакциите на свободните радикали.
- PTFE против капене
- PTFE микропрахът образува влакнеста мрежа, намалявайки риска от запалване от капки на стопилка.
V. Настройка на производителността и отстраняване на неизправности
| Често срещан проблем | Решение |
|---|---|
| Забавяне на горенето под V0 (V1/V2) | Увеличете алуминиевия хипофосфит до 12% + MCA до 5% или добавете 2% капсулиран червен фосфор (синергично с алуминиевия хипофосфит). |
| Намалени механични свойства | Намалете ATH до 25%, добавете 5% стъклени влакна (армировка) или 3% POE, присаден с малеинов анхидрид (за закаляване). |
| Лоша плавност на обработката | Увеличете диспергатора до 3% или добавете 0,5% полиетиленов восък с ниско MW (смазка). |
| Цъфтеж на повърхността | Оптимизирайте дозата на свързващия агент или преминете към титанатен свързващ агент (NDZ-201) за по-добро свързване на повърхността. |
VI. Показатели за валидиране
- UL94 V0 тест:
- Образци с дебелина 1,6 мм и 3,2 мм, общо време на горене < 50 сек след две запалвания, без капково запалване.
- LOI: Цел ≥30% (действителност ≥28%).
- Механични свойства:
- Якост на опън > 40 MPa, ударна якост > 5 kJ/m² (стандарт ASTM).
- Термична стабилност (TGA):
- Остатък от въглен при 800°C > 20%, начална температура на разлагане > 300°C.
VII. Примерна референтна формулировка
| Компонент | Съдържание (%) |
|---|---|
| SK Полиестер ES500 | 48% |
| Ултрафин ATH (модифициран) | 28% |
| Алуминиев хипофосфит | 11% |
| Цинков борат | 7% |
| МКА | 4% |
| Диспергатор BYK-161 | 2,5% |
| KH-550 Свързващ агент | 1% |
| PTFE агент против капене | 0,8% |
| Цинков стеарат | 0,5% |
Тази формула и дизайн на процеса ефективно постигат UL94 V0 огнеупорност за SK Polyester ES500, като същевременно балансират обработваемостта и механичните свойства. Препоръчват се малки опити, за да се провери дисперсията преди фина настройка на съотношенията (напр. балансиране на алуминиев хипофосфит и MCA). За допълнително подобряване на огнеупорността, помислете за добавяне на 2% нанолистове от боров нитрид (BNNS) като двойнофункционален топлопроводим/огнеупорен пълнител.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Време на публикуване: 01 юли 2025 г.
