Formuła zmniejszająca palność PBT bezhalogenowa

Formuła zmniejszająca palność PBT bezhalogenowa

Aby opracować bezhalogenowy system zmniejszający palność (FR) dla PBT, konieczne jest znalezienie równowagi między skutecznością zmniejszania palności, stabilnością termiczną, kompatybilnością temperaturową przetwarzania i właściwościami mechanicznymi.

I. Podstawowe kombinacje środków zmniejszających palność

1. Podfosforyn glinu + MCA (cyjanuran melaminy) + boran cynku

Mechanizm:

• Podfosforyn glinu (stabilność termiczna > 300°C): Wspomaga tworzenie się węgla drzewnego w fazie skondensowanej i uwalnia rodniki PO· w fazie gazowej, przerywając reakcje łańcuchowe spalania.
• MCA (Temperatura rozkładu ~300°C): Rozkład endotermiczny uwalnia gazy obojętne (NH₃, H₂O), które rozcieńczają gazy łatwopalne i zapobiegają kapaniu stopionego materiału.
• Boran cynku (temperatura rozkładu > 300°C): wspomaga tworzenie się szklistego węgla, zmniejszając dymienie i poświatę.

Zalecany stosunek:
Podfosforyn glinu (10-15%) + MCA (5-8%) + boran cynku (3-5%).

2. Powierzchniowo modyfikowany wodorotlenek magnezu + podfosforyn glinu + organiczny fosforynian (np. ADP)

Mechanizm:

• Modyfikowany wodorotlenek magnezu (temperatura rozkładu ~300°C): Obróbka powierzchni (silan/tytanian) poprawia dyspersję i stabilność termiczną, jednocześnie absorbując ciepło i obniżając temperaturę materiału.
• Fosfinian organiczny (np. ADP, stabilność termiczna > 300°C): Wysoce skuteczny środek zmniejszający palność w fazie gazowej, działający synergicznie z układami fosforowo-azotowymi.

Zalecany stosunek:
Wodorotlenek magnezu (15-20%) + podfosforyn glinu (8-12%) + ADP (5-8%).

II. Opcjonalne synergistyki

• Nano Clay/Talc (2-3%): Poprawia jakość węgla drzewnego i właściwości mechaniczne, jednocześnie redukując dawkę FR.
• PTFE (politetrafluoroetylen, 0,2-0,5%): Środek zapobiegający kapaniu, zapobiegający powstawaniu płonących kropli.
• Proszek silikonowy (2-4%): Wspomaga tworzenie się gęstego zwęglenia, zwiększając ognioodporność i połysk powierzchni.

III. Połączenia, których należy unikać

• Wodorotlenek glinu: Rozkłada się w temperaturze 180-200°C (poniżej temperatury przetwarzania PBT wynoszącej 220-250°C), co prowadzi do przedwczesnej degradacji.
• Niemodyfikowany wodorotlenek magnezu: Wymaga obróbki powierzchniowej w celu zapobiegania aglomeracji i rozkładowi termicznemu podczas przetwarzania.

IV. Zalecenia dotyczące optymalizacji wydajności

1. Obróbka powierzchni: W celu zwiększenia dyspersji i wiązania międzyfazowego należy stosować środki sprzęgające silanowe na wodorotlenku magnezu i boranie cynku.
2. Kontrola temperatury przetwarzania: Aby uniknąć degradacji podczas przetwarzania, należy zapewnić temperaturę rozkładu FR > 250°C.
3. Równowaga właściwości mechanicznych: stosowanie nano-wypełniaczy (np. SiO₂) lub utwardzaczy (np. POE-g-MAH) w celu skompensowania utraty wytrzymałości.

V. Przykład typowej formulacji

VI. Kluczowe parametry testowania

• Ognioodporność: UL94 V-0 (1,6 mm), LOI > 35%.
• Stabilność termiczna: pozostałość TGA > 25% (600°C).
• Właściwości mechaniczne: Wytrzymałość na rozciąganie > 45 MPa, udarność z karbem > 4 kJ/m².

Dzięki optymalizacji proporcji można uzyskać wydajny, bezhalogenowy system zmniejszający palność, przy jednoczesnym zachowaniu ogólnej wydajności PBT.

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