'n Verwysingsvlamvertragende formulering vir SK Polyester ES500 (UL94 V0-gradering).
I. Formuleringsontwerpbenadering
- Substraatversoenbaarheid
- SK Polyester ES500: 'n Termoplastiese poliëster met 'n tipiese verwerkingstemperatuur van 220–260°C. Die vlamvertrager moet hierdie temperatuurreeks weerstaan.
- Sleutelvereistes: Balans tussen vlamvertraging (V0), meganiese eienskappe (trek-/impaksterkte) en verwerkingsvloeibaarheid.
- Sinergistiese vlamvertragende stelsel
- Ultrafyn aluminiumhidroksied (ATH): Primêre vlamvertrager, endotermiese dehidrasie. Belading moet vlamvertraging en meganiese eienskappe balanseer.
- Aluminiumhipofosfiet: Verkolingsvormende sinergis, werk saam met ATH om 'n fosfor-aluminium sinergistiese effek te skep, wat die verkolingskwaliteit verbeter.
- Sinkboraat: Verkolingsversterker, onderdruk rook en vorm 'n digte versperring met ATH.
- MCA (Melaminesianuraat): Gasfase-vlamvertrager, verdun suurstof en inhibeer smeltdruppeling.
II. Aanbevole formulering (gewigspersentasie)
| Komponent | Verhouding | Verwerkingsnotas |
|---|---|---|
| SK Poliëster ES500 | 45–50% | Basishars; kies hoë-vloeibaarheidsgraad om te kompenseer vir vulstofviskositeit. |
| Ultrafyn ATH | 25–30% | Oppervlakgemodifiseer met silaan-koppelingsmiddel (KH-550), D50 < 3 μm. |
| Aluminiumhipofosfiet | 10–12% | Hittebestand (>300°C), voorafgemeng met ATH en in fases bygevoeg. |
| Sinkboraat | 6–8% | Bygevoeg met MCA om hoë-skuif strukturele skade te vermy. |
| MCA | 4–5% | Prosestemperatuur < 250°C, laespoed-dispersie. |
| Dispergeermiddel | 2–3% | Poliëster-versoenbare dispergeermiddel (bv. BYK-161) + poliëtileenwas-komposiet. |
| Koppelmiddel (KH-550) | 1% | Behandel ATH en aluminiumhipofosfiet voor; etanol-onderdompeling gevolg deur droging. |
| Anti-druipmiddel | 0.5–1% | PTFE-mikropoeier om smeltontsteking te onderdruk. |
| Verwerkingshulpmiddel | 0.5% | Sinkstearaat (smermiddel en anti-kleefmiddel). |
III. Sleutelprosesbeheermaatreëls
- Dispersie-optimalisering
- Voorbehandeling: Week ATH en aluminiumhipofosfiet vir 2 uur in 'n 1% KH-550 etanoloplossing, en droog dan by 80°C.
- Mengvolgorde:
- Basishars + dispergeermiddel + koppelmiddel → Laespoedmenging (500 rpm, 5 min).
- Voeg gemodifiseerde ATH/aluminiumhipofosfiet by → Hoëspoed-skuif (2500 rpm, 20 min).
- Voeg sinkboraat/MCA/PTFE by → Meng teen lae spoed (800 rpm, 10 min).
- Toerusting: Dubbelskroef-ekstruder (temperatuursones: voedingsone 200°C, smeltone 230°C, matrys 220°C).
- Verwerkingstemperatuurbeheer
- Verseker 'n smelttemperatuur < 250°C om MCA-ontbinding te voorkom (MCA ontbind by 250–300°C).
- Waterverkoelde korrels na ekstrusie om vlamvertragermigrasie te voorkom.
IV. Vlamvertragende Sinergistiese Meganisme
- ATH + Aluminiumhipofosfiet
- ATH absorbeer hitte en stel waterdamp vry, wat vlambare gasse verdun.
- Aluminiumhipofosfiet kataliseer digte houtskoolvorming (AlPO₄) en blokkeer hitte-oordrag.
- Sinkboraat + MCA
- Sinkboraat vorm 'n glasagtige versperring oor verkolingskrake.
- MCA ontbind om NH₃ vry te stel, wat suurstof verdun en vrye radikale reaksies inhibeer.
- PTFE Anti-Drup
- PTFE-mikropoeier vorm 'n veselagtige netwerk, wat die risiko van smelt-drupontsteking verminder.
V. Prestasie-instelling en probleemoplossing
| Algemene Probleem | Oplossing |
|---|---|
| Vlamvertraging onder V0 (V1/V2) | Verhoog aluminiumhipofosfiet tot 12% + MCA tot 5%, of voeg 2% ingekapselde rooi fosfor by (sinergisties met aluminiumhipofosfiet). |
| Verminderde meganiese eienskappe | Verminder ATH tot 25%, voeg 5% glasvesel (versterking) of 3% maleïenanhidried-geënte POE (verharding) by. |
| Swak verwerkingsvloeibaarheid | Verhoog die dispergeermiddel tot 3%, of voeg 0.5% lae-MW poliëtileenwas (smering) by. |
| Oppervlakbloei | Optimaliseer die dosis van die koppelmiddel of skakel oor na die titanaat-koppelmiddel (NDZ-201) vir beter tussenvlakbinding. |
VI. Valideringsmetrieke
- UL94 V0-toets:
- 1.6 mm en 3.2 mm monsters, totale brandtyd < 50 sek na twee ontstekings, geen druppende ontsteking nie.
- LOI: Teiken ≥30% (werklike ≥28%).
- Meganiese Eienskappe:
- Treksterkte > 40 MPa, impaksterkte > 5 kJ/m² (ASTM-standaard).
- Termiese Stabiliteit (TGA):
- Verkolingsresidu by 800°C > 20%, aanvanklike ontbindingstemperatuur > 300°C.
VII. Voorbeeld Verwysingsformulering
| Komponent | Inhoud (%) |
|---|---|
| SK Poliëster ES500 | 48% |
| Ultrafyn ATH (gemodifiseerd) | 28% |
| Aluminiumhipofosfiet | 11% |
| Sinkboraat | 7% |
| MCA | 4% |
| BYK-161 Dispergeermiddel | 2.5% |
| KH-550 Koppelmiddel | 1% |
| PTFE Anti-Drupmiddel | 0.8% |
| Sinkstearaat | 0.5% |
Hierdie formulering en prosesontwerp bereik effektief UL94 V0-vlamvertraging vir SK Polyester ES500 terwyl verwerkbaarheid en meganiese eienskappe gebalanseer word. Kleinskaalse proewe word aanbeveel om verspreiding te verifieer voor fyn afstemming van verhoudings (bv. balansering van aluminiumhipofosfiet en MCA). Vir verdere verbetering van vlamvertraging, oorweeg die byvoeging van 2% boornitried-nanosheets (BNNS) as 'n dubbelfunksionele termies geleidende/vlamvertragende vulstof.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Plasingstyd: 1 Julie 2025
