Isang reference na flame retardant formulation para sa SK Polyester ES500 (UL94 V0 rating).
I. Disenyo ng Pagdulog sa Pagbabalangkas
- Pagkakatugma ng substrate
- SK Polyester ES500: Isang thermoplastic polyester na may tipikal na temperatura ng pagproseso na 220–260°C. Ang flame retardant ay dapat makatiis sa hanay ng temperatura na ito.
- Mga Pangunahing Kinakailangan: Balance flame retardancy (V0), mechanical properties (tensile/impact strength), at processing fluidity.
- Synergistic Flame Retardant System
- Ultrafine Aluminum Hydroxide (ATH): Pangunahing flame retardant, endothermic dehydration. Ang pag-load ay dapat balansehin ang flame retardancy at mekanikal na katangian.
- Aluminum Hypophosphite: Char-forming synergist, gumagana sa ATH upang lumikha ng isang phosphorus-aluminum synergistic effect, pagpapabuti ng kalidad ng char.
- Zinc Borate: Char enhancer, pinipigilan ang usok, at bumubuo ng siksik na hadlang sa ATH.
- MCA (Melamine Cyanurate): Gas-phase flame retardant, nagpapalabnaw ng oxygen at pinipigilan ang pagtunaw ng pagtulo.
II. Inirerekomendang Pagbubuo (Posiyento ng Timbang)
| Component | ratio | Pagproseso ng mga Tala |
|---|---|---|
| SK Polyester ES500 | 45–50% | Base dagta; pumili ng high-fluidity grade para mabayaran ang lagkit ng filler. |
| Ultrafine ATH | 25–30% | Binago ang ibabaw gamit ang silane coupling agent (KH-550), D50 < 3 μm. |
| Aluminyo Hypophosphite | 10–12% | Lumalaban sa init (>300°C), hinaluan na ng ATH at idinagdag nang paunti-unti. |
| Zinc Borate | 6–8% | Idinagdag sa MCA upang maiwasan ang pagkasira ng istruktura ng mataas na gupit. |
| MCA | 4–5% | Temperatura ng proseso < 250°C, mababang bilis ng pagpapakalat. |
| Dispersant | 2–3% | Polyester-compatible dispersant (hal., BYK-161) + polyethylene wax composite. |
| Coupling Agent (KH-550) | 1% | Pre-treats ATH at aluminyo hypophosphite; paglulubog ng ethanol na sinusundan ng pagpapatuyo. |
| Anti-Dripping Ahente | 0.5–1% | PTFE micropowder upang sugpuin ang matunaw na pag-aapoy. |
| Pagproseso ng Tulong | 0.5% | Zinc stearate (pagpapadulas at anti-sticking). |
III. Mga Pangunahing Kontrol sa Proseso
- Pag-optimize ng Dispersion
- Pre-treatment: Ibabad ang ATH at aluminum hypophosphite sa 1% KH-550 ethanol solution sa loob ng 2 oras, pagkatapos ay tuyo sa 80°C.
- Pagkakasunud-sunod ng paghahalo:
- Base resin + dispersant + coupling agent → Mababang bilis ng paghahalo (500 rpm, 5 min).
- Magdagdag ng binagong ATH/aluminum hypophosphite → High-speed shear (2500 rpm, 20 min).
- Magdagdag ng zinc borate/MCA/PTFE → Low-speed mixing (800 rpm, 10 min).
- Kagamitan: Twin-screw extruder (mga temperature zone: feed zone 200°C, melting zone 230°C, die 220°C).
- Pagproseso ng Pagkontrol sa Temperatura
- Tiyakin ang temperatura ng pagkatunaw <250°C para maiwasan ang pagkabulok ng MCA (nabubulok ang MCA sa 250–300°C).
- Mga water-cool na pellets pagkatapos ng extrusion upang maiwasan ang paglilipat ng flame retardant.
IV. Flame Retardant Synergistic Mechanism
- ATH + Aluminum Hypophosphite
- Ang ATH ay sumisipsip ng init at naglalabas ng singaw ng tubig, na nagpapalabnaw ng mga nasusunog na gas.
- Ang aluminyo hypophosphite ay nag-catalyze ng dense char formation (AlPO₄), na humaharang sa paglipat ng init.
- Zinc Borate + MCA
- Ang zinc borate ay bumubuo ng malasalamin na hadlang sa mga char crack.
- Ang MCA ay nabubulok upang ilabas ang NH₃, nagpapalabnaw ng oxygen at pinipigilan ang mga reaksyon ng libreng radikal.
- PTFE Anti-Dripping
- Ang PTFE micropowder ay bumubuo ng isang fibrous network, na binabawasan ang panganib ng pag-aapoy ng matunaw.
V. Pag-tune ng Pagganap at Pag-troubleshoot
| Karaniwang Isyu | Solusyon |
|---|---|
| Flame retardancy sa ibaba ng V0 (V1/V2) | Dagdagan ang aluminum hypophosphite sa 12% + MCA sa 5%, o magdagdag ng 2% na encapsulated red phosphorus (synergistic na may aluminum hypophosphite). |
| Nabawasan ang mga mekanikal na katangian | Bawasan ang ATH sa 25%, magdagdag ng 5% glass fiber (reinforcement) o 3% maleic anhydride-grafted POE (toughening). |
| Mahina ang pagkalikido ng pagproseso | Dagdagan ang dispersant sa 3%, o magdagdag ng 0.5% low-MW polyethylene wax (lubrication). |
| Namumulaklak ang ibabaw | I-optimize ang dosis ng coupling agent o lumipat sa titanate coupling agent (NDZ-201) para sa mas mahusay na interfacial bonding. |
VI. Mga Sukatan sa Pagpapatunay
- Pagsubok sa UL94 V0:
- 1.6 mm at 3.2 mm na mga specimen, kabuuang oras ng pagkasunog < 50 segundo pagkatapos ng dalawang pag-aapoy, walang tumutulo na ignisyon.
- LOI: Target ≥30% (aktwal na ≥28%).
- Mga Katangiang Mekanikal:
- Lakas ng tensile > 40 MPa, lakas ng impact > 5 kJ/m² (ASTM standard).
- Thermal Stability (TGA):
- Char residue sa 800°C > 20%, unang temperatura ng decomposition > 300°C.
VII. Halimbawang Pagbubuo ng Sanggunian
| Component | Nilalaman (%) |
|---|---|
| SK Polyester ES500 | 48% |
| Ultrafine ATH (binago) | 28% |
| Aluminyo Hypophosphite | 11% |
| Zinc Borate | 7% |
| MCA | 4% |
| BYK-161 Dispersant | 2.5% |
| Ahente ng Coupling ng KH-550 | 1% |
| PTFE Anti-Dripping Ahente | 0.8% |
| Zinc Stearate | 0.5% |
Ang pormulasyon at disenyo ng proseso na ito ay epektibong nakakamit ang UL94 V0 flame retardancy para sa SK Polyester ES500 habang binabalanse ang kakayahang maproseso at mekanikal na mga katangian. Inirerekomenda ang mga maliliit na pagsubok para i-verify ang dispersion bago ang fine-tuning ratios (hal., pagbabalanse ng aluminum hypophosphite at MCA). Para sa karagdagang pagpapahusay ng flame retardancy, isaalang-alang ang pagdaragdag ng 2% boron nitride nanosheets (BNNS) bilang dual-functional thermal conductive/flame retardant filler.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Oras ng post: Hul-01-2025
