ilang pormulasyon ng sanggunian na silicone rubber batay sa mga halogen-free flame retardant

Narito ang limang disenyo ng pormulasyon ng silicone rubber batay sa mga halogen-free flame retardant, na kinabibilangan ng mga flame retardant na ibinigay ng customer (aluminum hypophosphite, zinc borate, MCA, aluminum hydroxide, at ammonium polyphosphate). Nilalayon ng mga disenyong ito na matiyak ang flame retardancy habang binabawasan ang dami ng additive upang mabawasan ang epekto sa mga mekanikal na katangian ng silicone rubber.

1. Sistemang Sinergistikong Pananggalang sa Apoy na Phosphorus-Nitrogen (Uri ng Pagbuo ng Uling na Mataas ang Kahusayan)

TargetUL94 V-0, mababa ang usok, angkop para sa mga aplikasyon sa katamtaman hanggang mataas na temperatura

Goma sa Base: Metil vinyl silicone rubber (VMQ, 100 phr)

Mga Retardant ng Apoy:

• Aluminum hypophosphite (AHP, batay sa phosphorus): 15 beses
• Nagbibigay ng mahusay na pinagmumulan ng phosphorus, nagtataguyod ng pagbuo ng uling, at pinipigilan ang pagkasunog sa gas-phase.
• Melamine cyanurate (MCA, batay sa nitroheno): 10 oras
• Nakikipag-synergy sa phosphorus, naglalabas ng mga inert gas, at nagpapalabnaw ng oxygen.
• Sink borate (ZnB)5 beses
• Pinapadali ang pagbuo ng uling, pinipigilan ang usok, at pinahuhusay ang katatagan ng patong ng uling.
• Aluminyo hydroxide (ATH, kemikal na pamamaraan, 1.6–2.3 μm): 20 beses
• Endothermic decomposition, auxiliary flame retardancy, at pinahusay na dispersibility.

Mga Additive:

• Hydroxyl silicone oil (2 phr, nagpapabuti sa kakayahang maproseso)
• Pinausukang silica (10 phr, pampalakas)
• Pampagamot (Diperoxide, 0.8 phr)

Mga Tampok:

• Kabuuang flame retardant loading ~50 phr, pagbabalanse ng flame retardant at mga mekanikal na katangian.
• Binabawasan ng phosphorus-nitrogen synergy (AHP + MCA) ang kinakailangang dami ng mga indibidwal na flame retardant.

2. Sistemang Intumescent Flame Retardant (Uri ng Mababang Karga)

TargetUL94 V-1/V-0, angkop para sa mga manipis na produkto

Goma sa Base: VMQ (100 oras)

Mga Retardant ng Apoy:

• Ammonium polyphosphate (APP, batay sa phosphorus-nitrogen)12 oras
• Ubod ng intumescent char formation, na may mahusay na pagkakatugma sa silicone rubber.
• Aluminyo hipopospita (AHP)8 oras
• Ang karagdagang pinagmumulan ng phosphorus ay nakakabawas sa hygroscopicity ng APP.
• Sink borate (ZnB)5 beses
• Sinergistikong char catalysis at drip suppression.
• Aluminyo hydroxide (giniling, 3–20 μm): 15 beses
• Murang pantulong na retardant na pampadulas ng apoy, binabawasan ang pagkarga ng APP.

Mga Additive:

• Langis ng vinyl silicone (3 piraso, plasticization)
• Na-precipitate na silica (15 phr, pampalakas)
• Sistema ng pagpapagaling na platinum (0.1% Pt)

Mga Tampok:

• Kabuuang flame retardant loading ~40 phr, epektibo para sa manipis na mga produkto dahil sa intumescent na mekanismo.
• Nangangailangan ang APP ng surface treatment (hal., silane coupling agent) upang maiwasan ang paglipat.

3. Sistemang Na-optimize para sa Aluminum Hydroxide na May Mataas na Karga (Uri na Matipid)

TargetUL94 V-0, angkop para sa makapal na produkto o kable

Goma sa Base: VMQ (100 oras)

Mga Retardant ng Apoy:

• Aluminyo hydroxide (ATH, kemikal na pamamaraan, 1.6–2.3 μm): 50 beses
• Pangunahing retardant ng apoy, endothermic decomposition, maliit na laki ng particle para sa mas mahusay na dispersion.
• Aluminyo hipopospita (AHP)5 beses
• Pinahuhusay ang kahusayan sa pagbuo ng char, binabawasan ang ATH loading.
• Sink borate (ZnB)3 beses
• Pampawala ng usok at pang-anti-kumikinang.

Mga Additive:

• Ahente ng pagkabit ng silane (KH-550, 1 phr, nagpapabuti sa interface ng ATH)
• Pinausukang silica (8 phr, pampalakas)
• Pagpapagaling ng peroxide (DCP, 1 phr)

Mga Tampok:

• Kabuuang flame retardant loading na ~58 phr, ngunit nangingibabaw ang ATH para sa kahusayan sa gastos.
• Binabawasan ng maliit na laki ng partikulo ng ATH ang pagkawala ng lakas ng tensile.

4. Sistemang Nakapag-iisang Aluminyo Hypophosphite (AHP)

Aplikasyon: UL94 V-1/V-2, o kung saan ang mga pinagmumulan ng nitroheno ay hindi kanais-nais (hal., pag-iwas sa pagbubula ng MCA na nakakaapekto sa hitsura).

Inirerekomendang Pormulasyon:

• Goma sa Base: VMQ (100 oras)
• Aluminyo hipopospita (AHP): 20–30 oras
• Mataas na nilalaman ng phosphorus (40%); ang 20 phr ay nagbibigay ng ~8% phosphorus para sa basic flame retardancy.
• Para sa UL94 V-0, taasan sa 30 phr (maaaring makapinsala sa mga mekanikal na katangian).
• Pampuno ng PagpapatibaySilica (10–15 phr, nagpapanatili ng lakas)
• Mga Additive: Langis ng hydroxyl silicone (2 phr, kakayahang iproseso) + ahente ng pagpapagaling (Diperoxide o platinum system).

Mga Tampok:

• Umaasa sa condensed-phase flame retardancy (pagbuo ng uling), makabuluhang nagpapabuti sa LOI ngunit may limitadong pagsugpo sa usok.
• Ang mataas na karga (>25 phr) ay maaaring magpatigas sa materyal; inirerekomenda ang pagdaragdag ng 3–5 phr na ZnB2 upang mapabuti ang kalidad ng uling.

5. Timpla ng Aluminyo Hypophosphite (AHP) + MCA

AplikasyonUL94 V-0, mababang karga na may synergy na hindi tinatablan ng apoy sa gas-phase.

Inirerekomendang Pormulasyon:

• Goma sa Base: VMQ (100 oras)
• Aluminyo hipopospita (AHP): 12–15 oras
• Pinagmumulan ng posporus para sa pagbuo ng uling.
• MCA: 8–10 oras
• Ang pinagmumulan ng nitroheno para sa PN synergy, ay naglalabas ng mga inert gas (hal., NH₃) upang sugpuin ang paglaganap ng apoy.
• Pampuno ng PagpapatibaySilica (10 piraso)
• Mga Additive: Ahente ng pagkabit ng silane (1 phr, pantulong sa dispersyon) + ahente ng pagpapagaling.

Mga Tampok:

• Kabuuang flame retardant loading ~20–25 phr, mas mababa nang malaki kaysa sa standalone AHP.
• Binabawasan ng MCA ang kinakailangan sa AHP ngunit maaaring bahagyang makaapekto sa transparency (gumamit ng nano-MCA kung kinakailangan ang kalinawan).

Buod ng Pormulasyon na Hindi Tinatablan ng Apoy

Mga Rekomendasyon sa Eksperimento

1. Pagsubok sa Priyoridad: AHP + MCA (15+10 phr). Kung nakamit ang V-0, unti-unting bawasan ang AHP (hal., 12+10 phr).
2. Pagsusulit sa AHP na Nag-iisaMagsimula sa 20 phr, dagdagan ng 5 phr upang masuri ang LOI at UL94, habang sinusubaybayan ang mga mekanikal na katangian.
3. Pagpigil sa UsokMagdagdag ng 3–5 phr ZnB sa anumang pormulasyon nang hindi nakompromiso ang resistensya sa apoy.
4. Pag-optimize ng GastosMaglagay ng 10–15 phr ATH upang mabawasan ang gastos, bagama't tumataas ang kabuuang filler loading.

Inirerekomendang Proseso ng Paghahalo

(Para sa dalawang-bahaging silicone rubber na may karagdagang pampagaling)

1. Paunang Paggamot sa Base Goma:

• Maglagay ng silicone rubber (hal., 107 gum, vinyl silicone oil) sa isang planetary mixer, tanggalin ang gas sa ilalim ng vacuum kung kinakailangan.

1. Dagdag na Retardant ng Apoy:

• Mga pulbos na retardant ng apoy (hal., ATH, MH):
• Idagdag nang paunti-unti, ihalo muna sa base rubber (mabagal na paghahalo, 10–15 minuto) upang maiwasan ang pag-iipon.
• Patuyuin sa 80–120°C kung higroskopiko.
• Mga likidong retardant ng apoy (hal., mga phosphate):
• Direktang ihalo sa silicone oil, crosslinker, atbp., sa ilalim ng mataas na shear (20–30 min).

1. Iba pang mga Additive:

• Sunod-sunod na idagdag ang mga filler (hal., silica), crosslinker (hydrosilane), catalyst (platinum), at mga inhibitor.

1. Homogenisasyon:

• Higit pang pinuhin ang dispersion gamit ang three-roll mill o high-shear emulsifier (napakahalaga para sa mga nano-additive tulad ng mga CNT).

1. Pag-aalis ng Gas at Pagsala:

• Vacuum degas (-0.095 MPa, 30 min), filter para sa mga kinakailangan sa mataas na kadalisayan.

Mga Pangunahing Pagsasaalang-alang

• Pagpili ng Flame Retardant:
• Ang mga halogen-free retardant (hal., ATH) ay nangangailangan ng pinong laki ng particle (1–5 μm); ang labis na pagkarga ay nakakasira sa mga mekanikal na katangian.
• Ang mga retardant na nakabatay sa silicone (hal., phenyl silicone resins) ay nag-aalok ng mas mahusay na compatibility ngunit sa mas mataas na gastos.
• Kontrol ng Proseso:
• Temperatura ≤ 60°C (pinipigilan ang pagkalason sa platinum catalyst o napaaga na pagtigas).
• Humidity ≤ 50% RH (iniiwasan ang mga reaksyon sa pagitan ng hydroxyl silicone oil at mga flame retardant).

Konklusyon

• Produksyon ng Maramihan: Paunang ihalo ang mga flame retardant na may base rubber para sa kahusayan.
• Mga Kinakailangan sa Mataas na Katatagan: Ihalo habang pinagsasama-sama upang mabawasan ang mga panganib sa pag-iimbak.
• Mga Sistemang Nano-Flame Retardant: Sapilitang high-shear dispersion upang maiwasan ang agglomeration.

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