Unha fórmula ignífuga de referencia para o poliéster SK ES500 (clasificación UL94 V0).

Unha fórmula ignífuga de referencia para o poliéster SK ES500 (clasificación UL94 V0).

I. Enfoque de deseño de formulacións

1. Compatibilidade do substrato
   • Poliéster SK ES500: un poliéster termoplástico cunha temperatura de procesamento típica de 220–260 °C. O retardante de chama debe soportar este rango de temperaturas.
   • Requisitos clave: Equilibrio entre a ignifugación (V0), as propiedades mecánicas (resistencia á tracción/impacto) e a fluidez do procesamento.
2. Sistema ignífugo sinérxico
   • Hidróxido de aluminio ultrafino (ATH): retardante de chama principal, deshidratación endotérmica. A carga debe equilibrar as propiedades ignífugas e mecánicas.
   • Hipofosfito de aluminio: sinérxico formador de carbón, traballa co ATH para crear un efecto sinérxico de fósforo-aluminio, mellorando a calidade do carbón.
   • Borato de zinc: Potenciador da carbonización, suprime o fume e forma unha barreira densa con ATH.
   • MCA (cianurato de melamina): retardante de chama en fase gasosa, dilúe o osíxeno e inhibe o goteo da masa fundida.

II. Formulación recomendada (porcentaxe en peso)

III. Controis clave do proceso

1. Optimización da dispersión
   • Pretratamento: Deixar en remollo o ATH e o hipofosfito de aluminio nunha solución de etanol KH-550 ao 1 % durante 2 horas e despois secar a 80 °C.
   • Secuencia de mestura:
     1. Resina base + dispersante + axente de acoplamento → Mestura a baixa velocidade (500 rpm, 5 min).
     2. Engadir hipofosfito de ATH/aluminio modificado → Cizallamento de alta velocidade (2500 rpm, 20 min).
     3. Engadir borato de zinc/MCA/PTFE → Mestura a baixa velocidade (800 rpm, 10 min).
   • Equipamento: Extrusora de dobre parafuso (zonas de temperatura: zona de alimentación 200 °C, zona de fusión 230 °C, matriz 220 °C).
2. Control da temperatura de procesamento
   • Asegurar que a temperatura de fusión sexa < 250 °C para evitar a descomposición do MCA (o MCA descomponse a 250–300 °C).
   • Arrefriar os gránulos con auga despois da extrusión para evitar a migración de retardantes de chama.

IV. Mecanismo sinérxico ignífugo

1. ATH + hipofosfito de aluminio
   • O ATH absorbe a calor e libera vapor de auga, diluíndo os gases inflamables.
   • O hipofosfito de aluminio cataliza a formación de carbón denso (AlPO₄), bloqueando a transferencia de calor.
2. Borato de zinc + MCA
   • O borato de zinc forma unha barreira vítrea sobre as gretas de carbón.
   • O MCA descomponse para liberar NH₃, diluíndo o osíxeno e inhibindo as reaccións dos radicais libres.
3. PTFE antigoteo
   • O micropó de PTFE forma unha rede fibrosa, o que reduce o risco de ignición por goteo de fusión.

V. Axuste do rendemento e resolución de problemas

VI. Métricas de validación

1. Proba UL94 V0:
   • Probetas de 1,6 mm e 3,2 mm, tempo total de combustión < 50 segundos despois de dúas ignicións, sen ignición por goteo.
2. LOI: Obxectivo ≥30 % (real ≥28 %).
3. Propiedades mecánicas:
   • Resistencia á tracción > 40 MPa, resistencia ao impacto > 5 kJ/m² (norma ASTM).
4. Estabilidade térmica (TGA):
   • Residuo de carbón a 800 °C > 20 %, temperatura de descomposición inicial > 300 °C.

VII. Exemplo de formulación de referencia

Esta formulación e deseño de proceso conseguen eficazmente a ignifugación UL94 V0 para o poliéster SK ES500, ao tempo que equilibran a procesabilidade e as propiedades mecánicas. Recoméndanse ensaios a pequena escala para verificar a dispersión antes de axustar as proporcións (por exemplo, equilibrar o hipofosfito de aluminio e o MCA). Para unha maior mellora da ignifugación, considere engadir nanocapas de nitruro de boro ao 2 % (BNNS) como recheo termocondutor/ignífugo de dobre función.

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