Una fórmula ignífuga de referència per al polièster SK ES500 (classificació UL94 V0).

Una fórmula ignífuga de referència per al polièster SK ES500 (classificació UL94 V0).

I. Enfocament del disseny de formulacions

1. Compatibilitat del substrat
   • SK Polièster ES500: Un polièster termoplàstic amb una temperatura de processament típica de 220–260 °C. El retardant de flama ha de suportar aquest rang de temperatures.
   • Requisits clau: Equilibri entre la resistència a la flama (V0), les propietats mecàniques (resistència a la tracció/impacte) i la fluïdesa del processament.
2. Sistema ignífug sinèrgic
   • Hidròxid d'alumini ultrafí (ATH): Retardant de flama principal, deshidratació endotèrmica. La càrrega ha d'equilibrar la resistència a la flama i les propietats mecàniques.
   • Hipofosfit d'alumini: sinergista formador de carbó, treballa amb ATH per crear un efecte sinèrgic de fòsfor-alumini, millorant la qualitat del carbó.
   • Borat de zinc: Potenciador de la carbonització, suprimeix el fum i forma una barrera densa amb l'ATH.
   • MCA (cianurat de melamina): ignífug en fase gasosa, dilueix l'oxigen i inhibeix el degoteig de la fosa.

II. Formulació recomanada (percentatge en pes)

III. Controls clau del procés

1. Optimització de la dispersió
   • Pretractament: Submergir l'ATH i l'hipofosfit d'alumini en una solució d'etanol KH-550 a l'1% durant 2 hores i després assecar-los a 80 °C.
   • Seqüència de mescla:
     1. Resina base + dispersant + agent d'acoblament → Mescla a baixa velocitat (500 rpm, 5 min).
     2. Afegiu hipofosfit d'ATH/alumini modificat → Cisallament d'alta velocitat (2500 rpm, 20 min).
     3. Afegiu borat de zinc/MCA/PTFE → Mescla a baixa velocitat (800 rpm, 10 min).
   • Equipament: Extrusora de doble cargol (zones de temperatura: zona d'alimentació 200 °C, zona de fusió 230 °C, matriu 220 °C).
2. Control de temperatura de processament
   • Assegureu-vos que la temperatura de fusió sigui < 250 °C per evitar la descomposició de l'MCA (l'MCA es descompon a 250–300 °C).
   • Refredar els pellets amb aigua després de l'extrusió per evitar la migració de retardants de flama.

IV. Mecanisme sinèrgic ignífug

1. ATH + Hipofosfit d'alumini
   • L'ATH absorbeix calor i allibera vapor d'aigua, diluint els gasos inflamables.
   • L'hipofosfit d'alumini catalitza la formació de carboni dens (AlPO₄), bloquejant la transferència de calor.
2. Borat de zinc + MCA
   • El borat de zinc forma una barrera vítria sobre les esquerdes de carbonització.
   • L'MCA es descompon per alliberar NH₃, diluint l'oxigen i inhibint les reaccions de radicals lliures.
3. PTFE antidegoteig
   • La micropols de PTFE forma una xarxa fibrosa, reduint el risc d'ignició per degoteig de fusió.

V. Ajust del rendiment i resolució de problemes

VI. Mètriques de validació

1. Prova UL94 V0:
   • Exemplars d'1,6 mm i 3,2 mm, temps de combustió total < 50 segons després de dues ignicions, sense ignició per degoteig.
2. LOI: Objectiu ≥30% (real ≥28%).
3. Propietats mecàniques:
   • Resistència a la tracció > 40 MPa, resistència a l'impacte > 5 kJ/m² (norma ASTM).
4. Estabilitat tèrmica (TGA):
   • Residu de carboni a 800 °C > 20%, temperatura de descomposició inicial > 300 °C.

VII. Exemple de formulació de referència

Aquesta formulació i disseny de procés aconsegueixen eficaçment la resistència a la flama UL94 V0 per al polièster SK ES500, alhora que equilibren la processabilitat i les propietats mecàniques. Es recomanen assajos a petita escala per verificar la dispersió abans d'ajustar les relacions (per exemple, equilibrar l'hipofosfit d'alumini i el MCA). Per a una millora addicional de la resistència a la flama, considereu l'addició de nanolàmines de nitrur de bor al 2% (BNNS) com a farciment termoconductor/retardant de doble funció.

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