Довідкова рецептура вогнестійкої маткової суміші ПВХ
Розробка та оптимізація рецептур вогнезахисної маткової суміші ПВХ, що включає існуючі вогнезахисні речовини та ключові синергетичні компоненти, з метою досягнення вогнестійкості UL94 V0 (з можливістю регулювання до V2 шляхом зменшення кількості добавок).
I. Рекомендація щодо базової формули (жорсткий ПВХ)
Формула вогнезахисного пластику:
| Компонент | Завантаження (мас.%) | Опис функції |
|---|---|---|
| ПВХ смола (тип SG-5) | 40-50% | Матричний матеріал, бажано низького ступеня поглинання олії |
| Гіпофосфіт алюмінію | 12-15% | Джерело кислоти для утворення обвуглення, пригнічує післясвічення |
| Борат цинку | 8-10% | Синергетичне димогасіння, реагує з HCl від розкладання ПВХ |
| Поверхнево-модифікований гідроксид алюмінію | 10-12% | Ендотермічне охолодження, вимагає покриття силановим сполучним агентом (температура розкладання відповідає обробці ПВХ) |
| Триоксид сурми (Sb₂O₃) | 3-5% | Основний синергіст, підвищує вогнестійкість завдяки синергії Cl-Sb |
| Молібдат цинку (антидимний засіб) | 5-8% | Рекомендована добавка, зменшує щільність диму (ключова для відповідності DIN 4102) |
| Дипентаеритритол (ДПЕ) | 2-3% | Допоміжний засіб для утворення обвуглювання, покращує контроль крапельного розплавлення |
| Термостібілизатор (композит Ca-Zn) | 3-4% | Необхідно запобігти термічній деградації під час обробки |
| Пластифікатор (DOP або екоальтернатива) | 0-8% | Регулювання жорсткості (необов'язково для жорсткого ПВХ) |
| Лубрикант (стеарат кальцію) | 1-1,5% | Покращує оброблюваність, запобігає залипанню валиків |
| Допоміжна речовина для переробки (ACR) | 1-2% | Покращує пластифікацію та дисперсію маткової суміші |
II. Ключові принципи оптимізації
- Система синергії вогнезахисних матеріалів
- Синергія Cl-Sb: властивий ПВХ хлор (56%) у поєднанні з 3-5% Sb₂O₃ утворює бар'єр SbCl₃, що забезпечує подвійну дію вогнестійкості в газофазній/конденсованій фазах.
- Придушення диму: молібдат цинку + борат цинку зменшують щільність диму >40% (ASTM E662).
- Покращення обвуглювання: Гіпофосфіт алюмінію + DPE утворюють зшите обвуглювання фосфорного ефіру при 200–250°C, компенсуючи дефіцит обвуглювання ПВХ на ранній стадії.
- Адаптивність обробки
- Температурне узгодження: гіпофосфіт алюмінію (розкладання ≥250°C) та поверхнево-модифікований Al(OH)₃ (стабільний до >200°C) підходять для обробки ПВХ (160–190°C).
- Забезпечення стабільності: стабілізатори Ca-Zn запобігають деградації смоли внаслідок вивільнення HCl; ACR сприяє пластифікації в системах з високим вмістом наповнювача.
- Баланс продуктивності
- Загальне завантаження вогнезахисної речовини: 35–45%, збереження міцності на розрив ≥80% (типово ≥40 МПа для жорсткого ПВХ).
- Для гнучкості (гнучкий ПВХ) замініть DOP на 8% епоксидовану соєву олію (подвійний пластифікатор/антипірен).
III. Метрики тестування та валідації
Вогнестійкість:
- UL94 V0 (товщина 1,6 мм)
- Граничний кисневий індекс (LOI) ≥32%
Контроль диму:
- Випробування димової камери NBS: Максимальна питома оптична густинаDs≤150 (режим полум'яного горіння)
Механічні властивості:
- Міцність на розрив ≥35 МПа (жорсткий), подовження при розриві ≥200% (гнучкий)
Термічна стабільність:
- ДМА підтверджує відсутність падіння модуля пружності при 180°C.
IV. Коригування вартості та екологічності
Недорога альтернатива:
- Зменшити вміст молібдату цинку до 3%, частково замінити Al(OH)₃ на Mg(OH)₂ (збільшити до 15%).
Розчин без сурми:
- Видаліть Sb₂O₃, використовуйте 2% діетилфосфінату алюмінію + 5% нанокаоліну (трохи нижча ефективність; потрібна товщина 3 мм для V0).
Пріоритет диму:
- Додайте 1% сажі, покритої силіконовою смолою, щоб ще більше зменшити щільність диму на 15%.
V. Керівні принципи обробки
- Послідовність змішування:
ПВХ-смола → стабілізатор + мастило → антипірени (від низької до високої щільності) → пластифікатор (додається розпиленням останнім). - Температури обробки:
Зони двошнекового екструдера: 160°C (подача) → 170°C (плавлення) → 180°C (змішування) → 175°C (головка). - Концентрація маткової суміші:
Рекомендовано завантаження 50%; розбавляти 1:1 з чистим ПВХ для кінцевого використання під тиском.
Ця формула поєднує високу вогнестійкість, низьке димлення та стабільність обробки. Перед масштабуванням рекомендується провести невеликі випробування з коригуванням залежно від форми продукту (листи, кабелі тощо).
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Час публікації: 08 липня 2025 р.
