Formulació ignífuga PBT sense halògens

Formulació ignífuga PBT sense halògens

Per desenvolupar un sistema ignífug (FR) lliure d'halògens per a PBT, és essencial equilibrar l'eficiència ignífuga, l'estabilitat tèrmica, la compatibilitat de la temperatura de processament i les propietats mecàniques.

I. Combinacions de ignífugs de nucli

1. Hipofosfit d'alumini + MCA (cianurat de melamina) + Borat de zinc

Mecanisme:

• Hipofosfit d'alumini (estabilitat tèrmica > 300 °C): Promou la formació de carbó en la fase condensada i allibera radicals PO· en la fase gasosa per interrompre les reaccions en cadena de combustió.
• MCA (temperatura de descomposició ~300 °C): La descomposició endotèrmica allibera gasos inerts (NH₃, H₂O), diluint gasos inflamables i suprimint el degoteig de la fosa.
• Borat de zinc (temperatura de descomposició > 300 °C): Millora la formació de carbonització vítrea, reduint el fum i la refluència.

Ràtio recomanada:
Hipofosfit d'alumini (10-15%) + MCA (5-8%) + Borat de zinc (3-5%).

2. Hidròxid de magnesi modificat superficialment + hipofosfit d'alumini + fosfinat orgànic (per exemple, ADP)

Mecanisme:

• Hidròxid de magnesi modificat (temperatura de descomposició ~300 °C): el tractament superficial (silà/titanat) millora la dispersió i l'estabilitat tèrmica alhora que absorbeix calor per reduir la temperatura del material.
• Fosfinat orgànic (per exemple, ADP, estabilitat tèrmica > 300 °C): retardant de flama en fase gasosa altament eficaç, que actua com a sinergitzant amb els sistemes de fòsfor-nitrogen.

Ràtio recomanada:
Hidròxid de magnesi (15-20%) + Hipofosfit d'alumini (8-12%) + ADP (5-8%).

II. Sinergistes opcionals

• Nanoargila/Talc (2-3%): Millora la qualitat del carbó i les propietats mecàniques alhora que redueix la dosi de FR.
• PTFE (politetrafluoroetilè, 0,2-0,5%): Agent antidegoteig per evitar que les gotes es cremin.
• Pols de silicona (2-4%): Promou la formació de carbonització densa, millorant la resistència a la flama i la brillantor de la superfície.

III. Combinacions que cal evitar

• Hidròxid d'alumini: es descompon a 180-200 °C (per sota de la temperatura de processament de PBT de 220-250 °C), cosa que provoca una degradació prematura.
• Hidròxid de magnesi sense modificar: requereix un tractament superficial per evitar l'aglomeració i la descomposició tèrmica durant el processament.

IV. Recomanacions d'optimització del rendiment

1. Tractament superficial: utilitzeu agents d'acoblament de silà sobre hidròxid de magnesi i borat de zinc per millorar la dispersió i la unió interfacial.
2. Control de la temperatura de processament: assegureu-vos que la temperatura de descomposició de FR sigui > 250 °C per evitar la degradació durant el processament.
3. Balanç de propietats mecàniques: Incorporar nanofarcits (per exemple, SiO₂) o enduridors (per exemple, POE-g-MAH) per compensar la pèrdua de resistència.

V. Exemple de formulació típica

VI. Paràmetres clau de les proves

• Resistent a la flama: UL94 V-0 (1,6 mm), LOI > 35%.
• Estabilitat tèrmica: residu TGA > 25% (600 °C).
• Propietats mecàniques: Resistència a la tracció > 45 MPa, impacte amb entalles > 4 kJ/m².

Optimitzant les ràtios, es pot aconseguir un sistema ignífug sense halògens eficient i alhora mantenir el rendiment general del PBT.

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