Еталонний склад вогнезахисної речовини для SK Polyester ES500 (клас UL94 V0).
I. Підхід до розробки рецептури
- Сумісність з основою
- SK Polyester ES500: Термопластичний поліестер із типовою температурою обробки 220–260°C. Вогнезахисний матеріал повинен витримувати цей діапазон температур.
- Основні вимоги: Збалансувати вогнестійкість (V0), механічні властивості (міцність на розрив/удар) та плинність при обробці.
- Синергетична вогнезахисна система
- Ультрадисперсний гідроксид алюмінію (ATH): основний вогнезахисний агент, ендотермічна дегідратація. Завантаження повинно збалансувати вогнестійкість та механічні властивості.
- Гіпофосфіт алюмінію: синергіст утворення вуглецю, працює з ATH для створення синергетичного ефекту фосфору та алюмінію, покращуючи якість вуглецю.
- Борат цинку: підсилювач вуглецю, пригнічує дим та утворює щільний бар'єр з ATH.
- MCA (ціанурат меламіну): газофазний антипірен, розбавляє кисень та запобігає капанню розплаву.
II. Рекомендована рецептура (відсоток за вагою)
| Компонент | Співвідношення | Примітки щодо обробки |
|---|---|---|
| SK Поліестер ES500 | 45–50% | Базова смола; виберіть високотекучу марку для компенсації в'язкості наповнювача. |
| Ультратонкий ATH | 25–30% | Поверхнево модифікований силановим сполучним агентом (KH-550), D50 < 3 мкм. |
| Гіпофосфіт алюмінію | 10–12% | Термостійкий (>300°C), попередньо змішаний з ATH та доданий поетапно. |
| Борат цинку | 6–8% | Додано MCA для запобігання пошкодженню конструкції від високого зсуву. |
| МКА | 4–5% | Температура процесу < 250°C, низькошвидкісне диспергування. |
| Диспергатор | 2–3% | Поліестер-сумісний диспергатор (наприклад, BYK-161) + композит на основі поліетиленового воску. |
| Зв'язувальний агент (KH-550) | 1% | Попередня обробка ATH та гіпофосфітом алюмінію; занурення в етанол з подальшим висушуванням. |
| Засіб проти капання | 0,5–1% | Мікропорошок ПТФЕ для придушення займання розплаву. |
| Допоміжний засіб для обробки | 0,5% | Стеарат цинку (змащення та антипригарний ефект). |
III. Ключові засоби контролю процесів
- Оптимізація дисперсії
- Попередня обробка: замочіть ATH та гіпофосфіт алюмінію в 1% розчині етанолу KH-550 на 2 години, потім висушіть при температурі 80°C.
- Послідовність змішування:
- Базова смола + диспергатор + сполучний агент → Низькошвидкісне змішування (500 об/хв, 5 хв).
- Додати модифікований ATH/гіпофосфіт алюмінію → Високошвидкісний зсув (2500 об/хв, 20 хв).
- Додати борат цинку/MCA/PTFE → Змішувати на низькій швидкості (800 об/хв, 10 хв).
- Обладнання: Двошнековий екструдер (температурні зони: зона подачі 200°C, зона плавлення 230°C, фільєра 220°C).
- Контроль температури обробки
- Забезпечте температуру розплаву < 250°C, щоб запобігти розкладанню MCA (MCA розкладається при 250–300°C).
- Охолодіть гранули водою після екструзії, щоб запобігти міграції антипірену.
IV. Синергетичний механізм вогнезахисних речовин
- АТГ + Гіпофосфіт алюмінію
- АТГ поглинає тепло та виділяє водяну пару, розбавляючи легкозаймисті гази.
- Гіпофосфіт алюмінію каталізує утворення щільного вугілля (AlPO₄), блокуючи теплопередачу.
- Борат цинку + MCA
- Борат цинку утворює склоподібний бар'єр над тріщинами обвуглювання.
- MCA розкладається з вивільненням NH₃, розбавляючи кисень та пригнічуючи реакції вільних радикалів.
- PTFE проти крапель
- Мікропорошок ПТФЕ утворює волокнисту сітку, що зменшує ризик займання крапель розплаву.
V. Налаштування продуктивності та усунення несправностей
| Поширена проблема | Рішення |
|---|---|
| Вогнестійкість нижче V0 (V1/V2) | Збільште вміст гіпофосфіту алюмінію до 12% + MCA до 5% або додайте 2% інкапсульованого червоного фосфору (синергічно з гіпофосфітом алюмінію). |
| Знижені механічні властивості | Зменште вміст тертя в атмосфері (ATH) до 25%, додайте 5% скловолокна (армування) або 3% щепленого малеїновим ангідридом POE (зміцнення). |
| Погана плавність обробки | Збільште кількість диспергатора до 3% або додайте 0,5% поліетиленового воску з низькою молекулярною масою (мастило). |
| Поверхневе цвітіння | Оптимізуйте дозування сполучного агента або перейдіть на титанатний сполучний агент (NDZ-201) для кращого міжфазного зчеплення. |
VI. Метрики валідації
- Випробування UL94 V0:
- Зразки 1,6 мм та 3,2 мм, загальний час горіння < 50 сек після двох запалювань, без крапляного займання.
- LOI: Ціль ≥30% (фактична ≥28%).
- Механічні властивості:
- Міцність на розрив > 40 МПа, ударна в'язкість > 5 кДж/м² (стандарт ASTM).
- Термічна стабільність (TGA):
- Залишок вугілля при 800°C > 20%, початкова температура розкладання > 300°C.
VII. Приклад довідкової рецептури
| Компонент | Вміст (%) |
|---|---|
| SK Поліестер ES500 | 48% |
| Ультратонкий ATH (модифікований) | 28% |
| Гіпофосфіт алюмінію | 11% |
| Борат цинку | 7% |
| МКА | 4% |
| Диспергатор BYK-161 | 2,5% |
| Зв'язувальний агент KH-550 | 1% |
| PTFE-агент проти крапель | 0,8% |
| Стеарат цинку | 0,5% |
Ця рецептура та конструкція процесу ефективно досягають вогнестійкості UL94 V0 для SK Polyester ES500, одночасно балансуючи технологічність та механічні властивості. Рекомендується проводити невеликі випробування для перевірки дисперсії перед точним налаштуванням співвідношень (наприклад, балансування гіпофосфіту алюмінію та MCA). Для подальшого підвищення вогнестійкості розгляньте можливість додавання 2% нанолистів нітриду бору (BNNS) як наповнювача з подвійною функціональністю: теплопровідний/вогнезахисний.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Час публікації: 01 липня 2025 р.
