деякі еталонні формули силіконової гуми на основі безгалогенних антипіренів

Ось п'ять розробок рецептур силіконової гуми на основі безгалогенних антипіренів, що включають антипірени, надані замовником (гіпофосфіт алюмінію, борат цинку, MCA, гідроксид алюмінію та поліфосфат амонію). Ці розробки спрямовані на забезпечення вогнестійкості, мінімізуючи кількість добавок для зменшення впливу на механічні властивості силіконової гуми.

1. Синергетична система вогнезахисту фосфор-азот (високоефективний тип, що утворює вуглець)

ЦільUL94 V-0, низькодимний, підходить для застосування в умовах середньої та високої температури

Базова гумаМетилвінілсиліконовий каучук (VMQ, 100 phr)

Вогнезахисні речовини:

• Гіпофосфіт алюмінію (AHP, на основі фосфору): 15 порцій
• Забезпечує ефективне джерело фосфору, сприяє утворенню вуглецю та пригнічує газофазне горіння.
• Ціанурат меламіну (MCA, на основі азоту)10 порцій
• Синергетично взаємодіє з фосфором, вивільняє інертні гази та розбавляє кисень.
• Борат цинку (ZnB)5 частин
• Каталізує утворення обвуглення, пригнічує димлення та підвищує стабільність шару обвуглення.
• Гідроксид алюмінію (ATH, хімічний метод, 1,6–2,3 мкм)20 порцій
• Ендотермічний розклад, допоміжна вогнестійкість та покращена диспергованість.

Добавки:

• Гідроксисиліконова олія (2 частинки, покращує технологічність)
• Піноподібний кремнезем (10 phr, армування)
• Затверджувач (дипероксид, 0,8 мас.ч.)

Особливості:

• Загальне завантаження вогнезахисної речовини ~50 мас.ч., що збалансовує вогнестійкість та механічні властивості.
• Синергія фосфору та азоту (AHP + MCA) зменшує необхідну кількість окремих антипіренів.

2. Інтумесцентна вогнезахисна система (тип з низьким навантаженням)

ЦільUL94 V-1/V-0, підходить для тонких виробів

Базова гумаVMQ (100 шт.)

Вогнезахисні речовини:

• Поліфосфат амонію (APP, на основі фосфору та азоту)12 частин
• Серцевина з утворенням спучуючогося обвуглювання, з хорошою сумісністю з силіконовою гумою.
• Гіпофосфіт алюмінію (AHP)8 частин
• Додаткове джерело фосфору, зменшує гігроскопічність АПП.
• Борат цинку (ZnB)5 частин
• Синергетичний каталіз вуглецю та придушення крапельного утворення.
• Гідроксид алюмінію (мелений, 3–20 мкм): 15 порцій
• Недорогий допоміжний вогнезахисний агент, зменшує навантаження APP.

Добавки:

• Вінілсиліконова олія (3 phr, пластифікація)
• Осаджений кремнезем (15 phr, армування)
• Платинова система затвердіння (0,1% Pt)

Особливості:

• Загальне завантаження вогнезахисної речовини ~40 мас.ч., ефективне для тонких виробів завдяки механізму спучування.
• APP потребує обробки поверхні (наприклад, силановим сполучним агентом) для запобігання міграції.

3. Система з високим навантаженням, оптимізована на основі гідроксиду алюмінію (економічно ефективний тип)

ЦільUL94 V-0, підходить для товстих виробів або кабелів

Базова гумаVMQ (100 шт.)

Вогнезахисні речовини:

• Гідроксид алюмінію (ATH, хімічний метод, 1,6–2,3 мкм)50 порцій
• Первинний вогнезахисний матеріал, ендотермічний розклад, малий розмір частинок для кращого розсіювання.
• Гіпофосфіт алюмінію (AHP)5 частин
• Підвищує ефективність утворення вуглецю, зменшує навантаження ATH.
• Борат цинку (ZnB)3 частини
• Придушення диму та антисвітіння.

Добавки:

• Силановий сполучний агент (KH-550, 1 phr, покращує інтерфейс ATH)
• Пінопластовий кремнезем (8 частин, армування)
• Пероксидне затвердіння (DCP, 1 phr)

Особливості:

• Загальне завантаження вогнезахисної речовини ~58 мас.ч., але ATH домінує за економічною ефективністю.
• Малий розмір частинок ATH мінімізує втрату міцності на розтяг.

4. Автономна система гіпофосфіту алюмінію (AHP)

Застосування: UL94 V-1/V-2, або там, де джерела азоту небажані (наприклад, щоб уникнути спінювання MCA, що впливає на зовнішній вигляд).

Рекомендована формула:

• Базова гумаVMQ (100 шт.)
• Гіпофосфіт алюмінію (AHP)20–30 порцій
• Високий вміст фосфору (40%); 20 мас.ч. забезпечують ~8% фосфору для базової вогнестійкості.
• Для UL94 V-0 збільште до 30 phr (може погіршити механічні властивості).
• Армуючий наповнювачДіоксид кремнію (10–15 частин на 100 %, підтримує міцність)
• ДобавкиГідроксисиліконова олія (2 phr, технологічна) + затверджувач (дипероксидна або платинова система).

Особливості:

• Спирається на вогнестійкість конденсованої фази (утворення обвуглення), значно покращує LOI, але має обмежене димопригнічення.
• Високе завантаження (>25 мас.ч.) може зробити матеріал жорсткішим; рекомендується додавати 3–5 мас.ч. ZnB для покращення якості вугілля.

5. Суміш гіпофосфіту алюмінію (AHP) + MCA

ЗастосуванняUL94 V-0, низьке навантаження з синергією газофазного вогнезахисного матеріалу.

Рекомендована формула:

• Базова гумаVMQ (100 шт.)
• Гіпофосфіт алюмінію (AHP)12–15 порцій
• Джерело фосфору для утворення вугілля.
• МКА8–10 порцій
• Джерело азоту для синергії PN, вивільняє інертні гази (наприклад, NH₃) для придушення поширення полум'я.
• Армуючий наповнювачДіоксид кремнію (10 частин)
• ДобавкиСилановий сполучний агент (1 шт., дисперсійна допоміжна речовина) + затверджувач.

Особливості:

• Загальне завантаження вогнезахисної речовини ~20–25 мас.ч., що значно нижче, ніж у окремого AHP.
• MCA знижує вимоги до AHP, але може дещо вплинути на прозорість (використовуйте нано-MCA, якщо потрібна чіткість).

Короткий опис вогнезахисної формули

Експериментальні рекомендації

1. Пріоритетне тестуванняAHP + MCA (15+10 phr). Якщо досягнуто V-0, поступово зменшуйте AHP (наприклад, 12+10 phr).
2. Автономний тест AHPПочніть з 20 мас.ч., збільшуйте на 5 мас.ч. для оцінки LOI та UL94, контролюючи механічні властивості.
3. Запобігання димуДодайте 3–5 мас.ч. ZnB до будь-якої рецептури без шкоди для вогнестійкості.
4. Оптимізація витратДодайте 10–15 мас.ч. ATH для зниження вартості, хоча загальне завантаження наповнювача збільшується.

Рекомендований процес змішування

(Для двокомпонентної силіконової гуми, що затвердіває адитивним способом)

1. Попередня обробка базової гуми:

• Завантажте силіконову гуму (наприклад, гумку 107, вінілсиліконову олію) у планетарний змішувач, за потреби дегазуйте у вакуумі.

1. Додавання вогнезахисних речовин:

• Порошкоподібні вогнезахисні речовини (наприклад, ATH, MH):
• Додавайте партіями, попередньо змішуючи з базовою гумою (змішування на низькій швидкості, 10–15 хв), щоб уникнути агломерації.
• Сушити при температурі 80–120°C, якщо гігроскопічний.
• Рідкі вогнезахисні речовини (наприклад, фосфати):
• Змішати безпосередньо з силіконовою олією, зшивачем тощо за високих зусиллів зсуву (20–30 хв).

1. Інші добавки:

• Послідовно додайте наповнювачі (наприклад, діоксид кремнію), зшиваючий агент (гідросилан), каталізатор (платина) та інгібітори.

1. Гомогенізація:

• Подальше уточнення дисперсії за допомогою тривалкового млина або емульгатора з високим зсувом (критично важливо для нанодобавок, таких як вуглецеві нанотрубки).

1. Дегазація та фільтрація:

• Вакуумна дегазація (-0,095 МПа, 30 хв), фільтрація для вимог високої чистоти.

Ключові міркування

• Вибір вогнезахисних матеріалів:
• Безгалогенні антипірени (наприклад, ATH) вимагають дрібних частинок (1–5 мкм); надмірне навантаження шкодить механічним властивостям.
• Силіконові антипірени (наприклад, фенілсиліконові смоли) пропонують кращу сумісність, але й вищу вартість.
• Контроль процесів:
• Температура ≤ 60°C (запобігає отруєнню платиновим каталізатором або передчасному затвердінню).
• Вологість ≤ 50% відносної вологості (уникає реакцій між гідроксисиліконовою олією та антипіренами).

Висновок

• Масове виробництво: Для ефективності попередньо змішайте антипірени з базовою гумою.
• Вимоги до високої стабільностіЗмішуйте під час змішування, щоб мінімізувати ризики зберігання.
• Нано-вогнезахисні системиОбов'язкове диспергування з високим зсувом для запобігання агломерації.

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