SK Polyester ES500:n (UL94 V0 -luokitus) palonsuoja-aineen vertailukoostumus.
I. Formulaatiosuunnittelun lähestymistapa
- Alustan yhteensopivuus
- SK Polyester ES500: Termoplastinen polyesteri, jonka tyypillinen käsittelylämpötila on 220–260 °C. Palonsuoja-aineen on kestettävä tätä lämpötila-aluetta.
- Keskeiset vaatimukset: Tasapainota palonestokyky (V0), mekaaniset ominaisuudet (vetolujuus/iskunkestävyys) ja prosessoinnin juoksevuus.
- Synergistinen palonestojärjestelmä
- Erittäin hieno alumiinihydroksidi (ATH): Ensisijainen palonsuoja-aine, endoterminen vedenpoisto. Täytön on oltava tasapainossa palonsuoja-aineiden ja mekaanisten ominaisuuksien välillä.
- Alumiinihypofosfiitti: Hiiltä muodostava synergisti, toimii ATH:n kanssa luoden fosfori-alumiini-synergistisen vaikutuksen ja parantaen hiilen laatua.
- Sinkkiboraatti: Hiilen tehostaja, estää savun muodostumista ja muodostaa tiiviin esteen ATH:n kanssa.
- MCA (melamiinisyanuraatti): Kaasufaasissa oleva palonsuoja-aine, laimentaa happea ja estää sulan valumisen.
II. Suositeltu koostumus (painoprosentti)
| Komponentti | Suhde | Käsittelyhuomautukset |
|---|---|---|
| SK-polyesteri ES500 | 45–50 % | Perushartsi; valitse korkeajuokseva laatu täyteaineen viskositeetin kompensoimiseksi. |
| Ultrahieno ATH | 25–30 % | Pintaa modifioitu silaanikytkentäaineella (KH-550), D50 < 3 μm. |
| Alumiinihypofosfiitti | 10–12 % | Lämmönkestävä (>300 °C), esisekoitettu ATH:n kanssa ja lisätty vaiheittain. |
| Sinkkiboraatti | 6–8 % | Lisätty MCA:ta suurten leikkausjännitysten aiheuttamien rakenteellisten vaurioiden välttämiseksi. |
| MCA | 4–5 % | Prosessilämpötila < 250 °C, hidas dispersio. |
| Dispergointiaine | 2–3 % | Polyesteriyhteensopiva dispergointiaine (esim. BYK-161) + polyeteenivahakomposiitti. |
| Kytkentäaine (KH-550) | 1% | Esikäsittelee ATH:n ja alumiinihypofosfiitin; upottaa etanoliin ja kuivaa. |
| Tippaestoaine | 0,5–1 % | PTFE-mikrojauhetta sulan syttymisen estämiseksi. |
| Jalostusapuaine | 0,5 % | Sinkkistearaatti (voitelu ja tarttumisenesto). |
III. Keskeiset prosessien kontrollit
- Dispersion optimointi
- Esikäsittely: Liota ATH:ta ja alumiinihypofosfiittia 1 % KH-550 etanoliliuoksessa 2 tuntia ja kuivaa sitten 80 °C:ssa.
- Sekoitusjärjestys:
- Perushartsi + dispergointiaine + kytkentäaine → Sekoitus hitaalla nopeudella (500 rpm, 5 min).
- Lisää modifioitua ATH/alumiinihypofosfiittia → Suurnopeusleikkaus (2500 rpm, 20 min).
- Lisää sinkkiboraatti/MCA/PTFE → Sekoita hitaasti (800 rpm, 10 min).
- Laitteet: Kaksiruuviekstruuderi (lämpötila-alueet: syöttöalue 200 °C, sulatusalue 230 °C, suulake 220 °C).
- Käsittelylämpötilan säätö
- Varmista, että sulan lämpötila on alle 250 °C, jotta MCA:n hajoaminen estyy (MCA hajoaa 250–300 °C:ssa).
- Jäähdytä pelletit vedellä pursotuksen jälkeen palonestoaineiden siirtymisen estämiseksi.
IV. Palonsuoja-aine synergistinen mekanismi
- ATH + alumiinihypofosfiitti
- ATH imee lämpöä ja vapauttaa vesihöyryä laimentaen syttyviä kaasuja.
- Alumiinihypofosfiitti katalysoi tiheän hiilen (AlPO₄) muodostumista estäen lämmönsiirron.
- Sinkkiboraatti + MCA
- Sinkkiboraatti muodostaa lasimaisen esteen hiiltyneiden halkeamien päälle.
- MCA hajoaa vapauttaen NH₃:ta, mikä laimentaa happea ja estää vapaiden radikaalien reaktioita.
- PTFE-tippumisenesto
- PTFE-mikrojauhe muodostaa kuituisen verkon, mikä vähentää sulan tippumisen aiheuttamaa syttymisriskiä.
V. Suorituskyvyn virittäminen ja vianmääritys
| Yleinen ongelma | Ratkaisu |
|---|---|
| Palonsuojaus alle V0:n (V1/V2) | Lisää alumiinihypofosfiitin pitoisuutta 12 %:iin + MCA:n pitoisuutta 5 %:iin tai lisää 2 % kapseloitua punaista fosforia (synergistinen alumiinihypofosfiitin kanssa). |
| Heikentyneet mekaaniset ominaisuudet | Vähennä ATH-pitoisuus 25 %:iin, lisää 5 % lasikuitua (vahvike) tai 3 % maleiinihappoanhydridillä oksastettua POE:tä (sitkeys). |
| Huono prosessoinnin sujuvuus | Lisää dispergointiaineen määrä 3 %:iin tai 0,5 % matalan MW:n polyeteenivahaa (voitelu). |
| Pintakukinta | Optimoi kytkentäaineen annostusta tai vaihda titanaattikytkentäaineeseen (NDZ-201) paremman rajapinnan sitoutumisen saavuttamiseksi. |
VI. Validointimittarit
- UL94 V0 -testi:
- 1,6 mm ja 3,2 mm näytteet, kokonaispalamisaika < 50 sekuntia kahden sytytyksen jälkeen, ei tippuvaa sytytystä.
- LOI: Tavoite ≥30 % (todellinen ≥28 %).
- Mekaaniset ominaisuudet:
- Vetolujuus > 40 MPa, iskusitkeys > 5 kJ/m² (ASTM-standardi).
- Lämpöstabiilius (TGA):
- Hiilen jäännös 800 °C:ssa > 20 %, alkuperäinen hajoamislämpötila > 300 °C.
VII. Esimerkki vertailuformulaatiosta
| Komponentti | Sisältö (%) |
|---|---|
| SK-polyesteri ES500 | 48 % |
| Ultrahieno ATH (muokattu) | 28 % |
| Alumiinihypofosfiitti | 11 % |
| Sinkkiboraatti | 7% |
| MCA | 4% |
| BYK-161 Dispergointiaine | 2,5 % |
| KH-550 kytkentäaine | 1% |
| PTFE-tippumisenestoaine | 0,8 % |
| Sinkkistearaatti | 0,5 % |
Tämä koostumus ja prosessisuunnittelu saavuttavat tehokkaasti UL94 V0 -palonsuoja-arvon SK Polyester ES500 -polyesterimateriaalille tasapainottaen samalla prosessoitavuuden ja mekaaniset ominaisuudet. Pienen mittakaavan kokeita suositellaan dispersion varmistamiseksi ennen hienosäätösuhteita (esim. alumiinihypofosfiitin ja MCA:n tasapainottamista). Palonsuoja-arvon parantamiseksi entisestään harkitse 2-prosenttisen boorinitridin nanosuojien (BNNS) lisäämistä kaksitoimiseksi lämpöä johtavaksi/palonsuoja-aineeksi.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Julkaisun aika: 01.07.2025
