Referencia lángálló összetétel az SK Polyester ES500-hoz (UL94 V0 besorolás).
I. Formulációtervezési megközelítés
- Aljzat kompatibilitás
- SK Poliészter ES500: Hőre lágyuló poliészter, amelynek tipikus feldolgozási hőmérséklete 220–260 °C. A lángálló anyagnak el kell viselnie ezt a hőmérsékleti tartományt.
- Főbb követelmények: Az égésgátlás (V0), a mechanikai tulajdonságok (szakító-/ütésállóság) és a feldolgozási folyékonyság egyensúlyban tartása.
- Szinergikus lángálló rendszer
- Ultrafinom alumínium-hidroxid (ATH): Elsődleges égésgátló, endoterm dehidratáció. A betöltés során egyensúlyt kell teremteni az égésgátlás és a mechanikai tulajdonságok között.
- Alumínium-hipofoszfit: Szénképző szinergista, az ATH-val együttműködve foszfor-alumínium szinergikus hatást hoz létre, javítva a char minőségét.
- Cink-borát: Szénképződést fokozó anyag, elnyomja a füstöt, és sűrű védőréteget képez az ATH-val.
- MCA (melamin-cianurát): Gázfázisú égésgátló, hígítja az oxigént és megakadályozza az olvadék csöpögését.
II. Ajánlott összetétel (tömegszázalék)
| Összetevő | Hányados | Feldolgozási megjegyzések |
|---|---|---|
| SK poliészter ES500 | 45–50% | Alapgyanta; a töltőanyag viszkozitásának kompenzálására nagy folyékonyságú típust válasszon. |
| Ultrafinom ATH | 25–30% | Felületkezelve szilán kapcsolószerrel (KH-550), D50 < 3 μm. |
| Alumínium-hipofoszfit | 10–12% | Hőálló (>300°C), ATH-val előkeverve és szakaszosan adagolva. |
| Cink-borát | 6–8% | MCA-val adva a nagy nyíróerejű szerkezeti károsodás elkerülése érdekében. |
| MCA | 4–5% | Folyamatos hőmérséklet < 250°C, alacsony sebességű diszperzió. |
| Diszpergálószer | 2–3% | Poliészterrel kompatibilis diszpergálószer (pl. BYK-161) + polietilénviasz kompozit. |
| Kapcsolóanyag (KH-550) | 1% | ATH és alumínium-hipofoszfit előkezelése; etanolba merítés, majd szárítás. |
| Csöpögésgátló | 0,5–1% | PTFE mikropor az olvadék gyulladásának elnyomására. |
| Feldolgozási segédanyag | 0,5% | Cink-sztearát (kenés és tapadásgátló). |
III. Kulcsfontosságú folyamatszabályozások
- Diszperziós optimalizálás
- Előkezelés: Áztassa az ATH-t és az alumínium-hipofoszfitot 1%-os KH-550 etanolos oldatban 2 órán át, majd szárítsa 80°C-on.
- Keverési sorrend:
- Alapgyanta + diszpergálószer + kapcsolószer → Alacsony fordulatszámú keverés (500 fordulat/perc, 5 perc).
- Módosított ATH/alumínium-hipofoszfit hozzáadása → Nagysebességű nyírás (2500 rpm, 20 perc).
- Cink-borát/MCA/PTFE hozzáadása → Alacsony sebességű keverés (800 fordulat/perc, 10 perc).
- Berendezés: Kétcsigás extruder (hőmérsékleti zónák: betáplálási zóna 200°C, olvasztási zóna 230°C, szerszám 220°C).
- Feldolgozási hőmérséklet-szabályozás
- Az MCA bomlásának megakadályozása érdekében ügyeljen arra, hogy az olvadék hőmérséklete < 250 °C legyen (az MCA 250–300 °C között bomlik).
- Az extrudálás után a pelleteket vízzel kell hűteni az égésgátló migrációjának megakadályozása érdekében.
IV. Lángálló szinergikus mechanizmus
- ATH + alumínium-hipofoszfit
- Az ATH elnyeli a hőt és vízgőzt bocsát ki, hígítva a gyúlékony gázokat.
- Az alumínium-hipofoszfit katalizálja a sűrű elszenesedést (AlPO₄), blokkolva a hőátadást.
- Cink-borát + MCA
- A cink-borát üvegszerű réteget képez a repedések felett.
- Az MCA bomlik, NH₃-t szabadítva fel, hígítva az oxigént és gátolva a szabadgyökös reakciókat.
- PTFE csöpögésgátló
- A PTFE mikropor rostos hálózatot képez, csökkentve az olvadékcseppenés okozta gyulladás kockázatát.
V. Teljesítményhangolás és hibaelhárítás
| Gyakori probléma | Megoldás |
|---|---|
| Lángállóság V0 alatt (V1/V2) | Növelje az alumínium-hipofoszfit mennyiségét 12%-ra + az MCA mennyiségét 5%-ra, vagy adjon hozzá 2% kapszulázott vörös foszfort (szinergikus hatású az alumínium-hipofoszfittal). |
| Csökkentett mechanikai tulajdonságok | Csökkentse az ATH-tartalmat 25%-ra, adjon hozzá 5% üvegszálat (erősítés) vagy 3% maleinsavanhidriddel oltott POE-t (szívósságnövelés). |
| Gyenge feldolgozási folyékonyság | Növelje a diszpergálószer mennyiségét 3%-ra, vagy adjon hozzá 0,5% alacsony molekulatömegű polietilénviaszt (kenéshez). |
| Felszíni virágzás | Optimalizálja a kapcsolószer adagolását, vagy váltson titanát kapcsolószerre (NDZ-201) a jobb határfelületi kötés érdekében. |
VI. Validációs metrikák
- UL94 V0 teszt:
- 1,6 mm-es és 3,2 mm-es minták, teljes égési idő < 50 másodperc két gyújtás után, csöpögő gyújtás nélkül.
- CÉL: Cél ≥30% (tényleges ≥28%).
- Mechanikai tulajdonságok:
- Szakítószilárdság > 40 MPa, ütésállóság > 5 kJ/m² (ASTM szabvány).
- Termikus stabilitás (TGA):
- Elszenesedési maradék 800°C-on > 20%, kezdeti bomlási hőmérséklet > 300°C.
VII. Példa referenciakészítményre
| Összetevő | Tartalom (%) |
|---|---|
| SK poliészter ES500 | 48% |
| Ultrafinom ATH (módosított) | 28% |
| Alumínium-hipofoszfit | 11% |
| Cink-borát | 7% |
| MCA | 4% |
| BYK-161 Diszpergálószer | 2,5% |
| KH-550 Kapcsolóanyag | 1% |
| PTFE csöpögésgátló | 0,8% |
| Cink-sztearát | 0,5% |
Ez a készítmény és folyamatkialakítás hatékonyan éri el az UL94 V0 lángállóságot az SK poliészter ES500 esetében, miközben egyensúlyban tartja a feldolgozhatóságot és a mechanikai tulajdonságokat. Kis léptékű kísérletek elvégzése ajánlott a diszperzió ellenőrzésére a finomhangolási arányok előtt (pl. alumínium-hipofoszfit és MCA kiegyensúlyozása). A lángállóság további növelése érdekében érdemes 2%-os bór-nitrid nanoszálakat (BNNS) hozzáadni kettős funkciójú hővezető/lángálló töltőanyagként.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Közzététel ideje: 2025. július 1.
