Полипропиленови (PP) формули, забавящи горенето, UL94 V0 и V2

Полипропиленови (PP) формули, забавящи горенето, UL94 V0 и V2

Полипропиленът (PP) е широко използван термопластичен полимер, но неговата запалимост ограничава приложението му в определени области. За да се отговори на различни изисквания за огнеустойчивост (като например класове UL94 V0 и V2), могат да се добавят забавители на горенето, за да се подобри огнеустойчивостта на PP. По-долу е дадено подробно въведение в огнеупорните формулировки на PP за класове UL94 V0 и V2, включително избор на забавител на горенето, проектиране на формулировката, техники на обработка и изпитване на производителността.

1. Въведение в класификациите за огнеустойчивост по UL94

UL94 е стандарт за запалимост, разработен от Underwriters Laboratories (UL), за оценка на устойчивостта на пламък на пластмасовите материали. Често срещаните оценки за забавяне на горенето включват:

• V0Най-високата степен на забавяне на горенето, изискваща пробите да се самозагасят в рамките на 10 секунди при вертикален тест за горене, без да се запали памук с капки.
• V2По-ниска степен на забавяне на горенето, позволяваща на пробите да се самозагасят в рамките на 30 секунди при вертикален тест за горене, като същевременно допуска капене, което може да запали памука.

2. V0 Огнеупорна PP формула

V0 огнеупорният PP изисква отлична устойчивост на пламък, обикновено постигана чрез включване на високоефективни забавители на горенето и оптимизиране на формулата.

2.1 Избор на огнеупорно покритие

• Бромирани забавители на горенетоКато декабромодифенилов етер (DBDPO) и тетрабромобисфенол А (TBBPA), които предлагат висока ефективност, но може да са по-малко екологични.
• Забавители на горенето на фосфорна основаКато амониев полифосфат (APP) и червен фосфор, които са по-екологични и ефективни.
• Набъбващи забавители на горенето (IFR)Състои се от източник на киселина, източник на въглерод и източник на газ, осигурявайки екологично чиста и ефикасна огнеупорна защита.
• Магнезиев хидроксид (Mg(OH)₂) или алуминиев хидроксид (Al(OH)₃)Екологични неорганични забавители на горенето, но са необходими високи нива на натоварване.

2.2 Типична формулировка

• PP смола100 phr (по тегло, същото е посочено по-долу).
• Набъбващ забавител на горенето (IFR): 20–30 пъти дневно
• Магнезиев хидроксид: 10–20 пъти дневно
• Средство против капене: 0,5–1 phr (напр. политетрафлуоретилен, PTFE).
• Смазка: 0,5–1 phr (напр. цинков стеарат).
• Антиоксидант: 0,2–0,5 phr.

2.3 Техники за обработка

• СмесванеСмесете равномерно PP смола, забавители на горенето и други добавки във високоскоростен миксер.
• Екструзия и пелетизиранеИзползвайте двушнеков екструдер при 180–220°C за производство на пелети.
• ШприцванеОформете пелетите в тестови образци с помощта на машина за шприцване.

2.4 Тестване на производителността

• UL94 Вертикален тест за изгарянеПробите трябва да отговарят на изискванията на V0 (самозагасващи се в рамките на 10 секунди, без запалване на памука от капки).
• Изпитване на механични свойстваОценете якостта на опън, ударната якост и др., за да се гарантира, че характеристиките на материала отговарят на изискванията на приложението.

3. V2 Дизайн на огнеупорна PP формула

V2 огнеупорният PP има по-ниски изисквания за устойчивост на пламък и може да се постигне с умерено количество огнеупорни вещества.

3.1 Избор на огнеупорно покритие

• Бромирани забавители на горенетоКато DBDPO или TBBPA, изискващи само малки количества за постигане на V2.
• Забавители на горенето на фосфорна основаКато червен фосфор или фосфати, предлагащи екологични решения.
• Магнезиев хидроксид (Mg(OH)₂) или алуминиев хидроксид (Al(OH)₃)Екологични, но изискват по-високи зареждания.

3.2 Типична формулировка

• PP смола: 100 таблетки
• Бромиран забавител на горенето: 5–10 таблетки
• Антимонов триоксид (Sb₂O₃): 2–3 phr (като синергист).
• Средство против капене: 0,5–1 phr (напр. PTFE).
• Смазка: 0,5–1 phr (напр. цинков стеарат).
• Антиоксидант: 0,2–0,5 phr.

3.3 Техники за обработка

• Същото като обработката с клас V0 (смесване, екструдиране, шприцване).

3.4 Тестване на производителността

• UL94 Вертикален тест за изгарянеПробите трябва да отговарят на изискванията V2 (самозагасващи се в рамките на 30 секунди, допуска се прокапване).
• Изпитване на механични свойстваОсигурете, че характеристиките на материала отговарят на нуждите на приложението.

4. Сравнение между формулировки V0 и V2

4.1 Зареждане с огнеупорно вещество

• V0 изисква по-високи натоварвания (напр. 20–30 phr IFR или 10–20 phr Mg(OH)₂).
• V2 изисква по-ниски количества (напр. 5–10 phr бромирани забавители на горенето).

4.2 Ефективност на забавяне на горенето

• V0 осигурява превъзходна устойчивост на пламък за по-строги изисквания.

4.3 Механични свойства

• Формулировките V0 могат значително да повлияят на механичните свойства (напр. якост на удар, якост на опън) поради по-високото съдържание на добавки.
• Формулировките V2 имат по-малко влияние върху механичните характеристики.

4.4 Въздействие върху околната среда

• V0 формулите често използват екологични забавители на горенето (напр. IFR, Mg(OH)₂).
• Формулировките V2 могат да използват бромирани забавители на горенето, които са по-малко екологични.

5. Препоръки за оптимизиране на формулировката

5.1 Синергизъм на забавянето на горенето

• Комбинирането на различни забавители на горенето (напр. IFR + Mg(OH)₂, бромирани + Sb₂O₃) може да подобри забавянето на горенето и да намали натоварването.

5.2 Модификация на повърхността

• Модифицирането на неорганични забавители на горенето (напр. Mg(OH)₂, Al(OH)₃) подобрява съвместимостта с PP, подобрявайки механичните свойства.

5.3 Оптимизация на обработката

• Контролирането на параметрите на екструдиране/инжектиране (температура, налягане, скорост на шнека) осигурява равномерно разпръскване и предотвратява разграждането.

6. Заключение

Дизайнът на огнеупорните PP формули V0 и V2 зависи от специфичните изисквания за огнеупорност и сценариите на приложение.

• V0 формулировкиобикновено използват високоефективни забавители на горенето (напр. IFR, Mg(OH)₂) и оптимизиран синергизъм, за да отговарят на строгите стандарти.
• V2 формулировкиможе да се постигне по-ниска степен на забавяне на горенето с минимални добавки (напр. бромирани забавители на горенето).

В практически приложения, фактори като устойчивост на пламък, механични характеристики, въздействие върху околната среда и цена трябва да бъдат балансирани, за да се оптимизират формулите и техниките на обработка.

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