Поліпропіленові (PP) вогнестійкі склади UL94 V0 та V2

Поліпропіленові (PP) вогнестійкі склади UL94 V0 та V2

Поліпропілен (ПП) – це широко використовуваний термопластичний полімер, але його займистість обмежує його застосування в певних галузях. Щоб відповідати різним вимогам до вогнестійкості (таким як класи UL94 V0 та V2), до складу ПП можна додавати антипірени для підвищення вогнестійкості. Нижче наведено детальний вступ до вогнестійких рецептур ПП для класів UL94 V0 та V2, включаючи вибір вогнезахисних речовин, розробку рецептури, методи обробки та випробування на експлуатаційні характеристики.

1. Вступ до рейтингів вогнестійкості UL94

UL94 – це стандарт займистості, розроблений Underwriters Laboratories (UL) для оцінки вогнестійкості пластикових матеріалів. Загальні показники вогнестійкості включають:

• V0Найвищий клас вогнестійкості, що вимагає від зразків самозагасання протягом 10 секунд у вертикальному випробуванні на горіння без займання бавовни краплями.
• V2Нижчий клас вогнестійкості, що дозволяє зразкам самозагасати протягом 30 секунд у випробуванні на вертикальне горіння, водночас допускаючи протікання крапель, які можуть запалити бавовну.

2. Вогнестійка поліпропіленова формула V0

Вогнестійкість поліпропілену V0 вимагає відмінної вогнестійкості, що зазвичай досягається шляхом додавання високоефективних антипіренів та оптимізації рецептури.

2.1 Вибір вогнезахисного матеріалу

• Бромовані антипірениТакі як декабромдифеніловий етер (DBDPO) та тетрабромбісфенол А (TBBPA), які пропонують високу ефективність, але можуть бути менш екологічно чистими.
• Фосфорні антипірениТакі як поліфосфат амонію (APP) та червоний фосфор, які є більш екологічними та ефективними.
• Інтумесцентні вогнезахисні матеріали (IFR)Містить джерело кислоти, джерело вуглецю та джерело газу, що забезпечує екологічно чистий та ефективний вогнестійкий матеріал.
• Гідроксид магнію (Mg(OH)₂) або гідроксид алюмінію (Al(OH)₃)Екологічно чисті неорганічні антипірени, але потрібні високі рівні завантаження.

2.2 Типова рецептура

• ПП смола100 мас.ч. (за вагою, те саме нижче).
• Інтумесцентний антипірен (IFR): 20–30 годин
• Гідроксид магнію: 10–20 хвилин
• Засіб проти капання: 0,5–1 мас.ч. (наприклад, політетрафторетилен, ПТФЕ).
• Мастило: 0,5–1 мас.ч. (наприклад, стеарат цинку).
• Антиоксидант: 0,2–0,5 частин

2.3 Методи обробки

• ЗмішуванняРівномірно змішайте поліпропіленову смолу, вогнезахисні речовини та інші добавки у високошвидкісному змішувачі.
• Екструзія та гранулюванняДля виробництва гранул використовуйте двошнековий екструдер за температури 180–220°C.
• Лиття під тискомСформуйте з гранул зразки для випробування за допомогою ливарної машини.

2.4 Тестування продуктивності

• Випробування на вертикальне горіння UL94Зразки повинні відповідати вимогам V0 (самозагасання протягом 10 секунд, відсутність займання бавовни від крапель).
• Випробування механічних властивостейОцінити міцність на розтяг, ударну в'язкість тощо, щоб переконатися, що характеристики матеріалу відповідають вимогам застосування.

3. Розробка вогнестійкої поліпропіленової формули V2

Вогнестійкість поліпропілену V2 з антипіреном має нижчі вимоги до вогнестійкості, і її можна досягти за допомогою помірного завантаження антипірену.

3.1 Вибір вогнезахисного матеріалу

• Бромовані антипірениТакі як DBDPO або TBBPA, що вимагають лише невеликої кількості для досягнення V2.
• Фосфорні антипірениТакі як червоний фосфор або фосфати, що пропонують екологічно чисті рішення.
• Гідроксид магнію (Mg(OH)₂) або гідроксид алюмінію (Al(OH)₃)Екологічно чисті, але вимагають більшого завантаження.

3.2 Типова рецептура

• ПП смола: 100 порцій
• Бромований вогнезахисний засіб: 5–10 порцій
• Триоксид сурми (Sb₂O₃): 2–3 phr (як синергіст).
• Засіб проти капання: 0,5–1 мас.ч. (наприклад, PTFE).
• Мастило: 0,5–1 мас.ч. (наприклад, стеарат цинку).
• Антиоксидант: 0,2–0,5 частин

3.3 Методи обробки

• Те саме, що й обробка класу V0 (змішування, екструзія, лиття під тиском).

3.4 Тестування продуктивності

• Випробування на вертикальне горіння UL94Зразки повинні відповідати вимогам V2 (самозагасання протягом 30 секунд, допускається протікання).
• Випробування механічних властивостейЗабезпечити відповідність характеристик матеріалу вимогам застосування.

4. Порівняння між рецептурами V0 та V2

4.1 Завантаження вогнезахисних матеріалів

• V0 вимагає більших завантажень (наприклад, 20–30 phr IFR або 10–20 phr Mg(OH)₂).
• V2 вимагає менших завантажень (наприклад, 5–10 мас.ч. бромованих антипіренів).

4.2 Ефективність вогнестійкості

• V0 забезпечує чудову вогнестійкість для більш суворих вимог.

4.3 Механічні властивості

• Формули V0 можуть суттєво впливати на механічні властивості (наприклад, ударну в'язкість, міцність на розтяг) через вищий вміст добавок.
• Формули V2 мають менший вплив на механічні характеристики.

4.4 Вплив на навколишнє середовище

• У рецептурах V0 часто використовуються екологічно чисті антипірени (наприклад, IFR, Mg(OH)₂).
• У рецептурах V2 можуть використовуватися бромовані антипірени, які є менш екологічно чистими.

5. Рекомендації щодо оптимізації рецептури

5.1 Синергізм вогнезахисних властивостей

• Поєднання різних антипіренів (наприклад, IFR + Mg(OH)₂, бромованих + Sb₂O₃) може підвищити вогнестійкість та зменшити навантаження.

5.2 Модифікація поверхні

• Модифікація неорганічних антипіренів (наприклад, Mg(OH)₂, Al(OH)₃) покращує сумісність з PP, покращуючи механічні властивості.

5.3 Оптимізація обробки

• Контроль параметрів екструзії/впорскування (температура, тиск, швидкість шнека) забезпечує рівномірне диспергування та запобігає деградації.

6. Висновок

Розробка вогнестійких поліпропіленових композицій V0 та V2 залежить від конкретних вимог до вогнестійкості та сценаріїв застосування.

• V0-формулизазвичай використовують високоефективні вогнезахисні речовини (наприклад, IFR, Mg(OH)₂) та оптимізований синергізм для відповідності суворим стандартам.
• Формули V2можна досягти нижчої вогнестійкості з мінімальними добавками (наприклад, бромованими антипіренами).

У практичному застосуванні такі фактори, як вогнестійкість, механічні характеристики, вплив на навколишнє середовище та вартість, повинні бути збалансовані для оптимізації рецептур та методів обробки.

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