تركيبة مقاومة للحريق مرجعية لـ SK Polyester ES500 (تصنيف UL94 V0).
1. نهج تصميم الصياغة
- توافق الركيزة
- SK Polyester ES500: بوليستر حراري بلاستيكي، تتراوح درجة حرارته النموذجية بين 220 و260 درجة مئوية. يجب أن يتحمل هذا المثبط للهب هذا النطاق من درجات الحرارة.
- المتطلبات الأساسية: توازن مقاومة اللهب (V0)، والخصائص الميكانيكية (قوة الشد / التأثير)، وسيولة المعالجة.
- نظام مثبطات اللهب التآزري
- هيدروكسيد الألومنيوم فائق النعومة (ATH): مثبط رئيسي للهب، يتميز بجفاف ماص للحرارة. يجب أن يوازن التحميل بين مقاومة اللهب والخواص الميكانيكية.
- هيبوفوسفيت الألومنيوم: عامل تآزري لتشكيل الفحم، يعمل مع ATH لإنشاء تأثير تآزري بين الفوسفور والألومنيوم، مما يحسن جودة الفحم.
- بورات الزنك: معزز الفحم، يمنع الدخان، ويشكل حاجزًا كثيفًا مع ATH.
- MCA (سيانورات الميلامين): مادة مثبطة للهب في الطور الغازي، تخفف الأكسجين وتمنع تساقط المواد المنصهرة.
ثانيًا: التركيبة المُوصى بها (النسبة المئوية للوزن)
| عنصر | نسبة | ملاحظات المعالجة |
|---|---|---|
| SK بوليستر ES500 | 45-50% | راتينج أساسي؛ اختر درجة السيولة العالية للتعويض عن لزوجة الحشو. |
| فائق الدقة ATH | 25-30% | تم تعديل السطح باستخدام عامل ربط السيلان (KH-550)، D50 < 3 ميكرومتر. |
| هيبوفوسفيت الألومنيوم | 10-12% | مقاوم للحرارة (>300 درجة مئوية)، ممزوج مسبقًا مع ATH ويضاف على مراحل. |
| بورات الزنك | 6-8% | تمت إضافته مع MCA لتجنب الأضرار الهيكلية الناتجة عن القص العالي. |
| إم سي إيه | 4-5% | درجة حرارة العملية < 250 درجة مئوية، تشتت بسرعة منخفضة. |
| المشتت | 2-3% | موزع متوافق مع البوليستر (على سبيل المثال، BYK-161) + مركب شمع البولي إيثيلين. |
| عامل الاقتران (KH-550) | 1% | معالجة مسبقة لـ ATH وهيبوفوسفيت الألومنيوم؛ غمر في الإيثانول ثم تجفيف. |
| عامل مضاد للتنقيط | 0.5-1% | مسحوق PTFE الصغير لقمع اشتعال الذوبان. |
| مساعد المعالجة | 0.5% | ستيرات الزنك (للتشحيم ومضاد للالتصاق). |
ثالثًا: ضوابط العمليات الرئيسية
- تحسين التشتت
- المعالجة المسبقة: انقع ATH وهيبوفوسفيت الألومنيوم في محلول إيثانول 1% KH-550 لمدة ساعتين، ثم جففه عند 80 درجة مئوية.
- تسلسل الخلط:
- راتينج أساسي + مشتت + عامل ربط → خلط بسرعة منخفضة (500 دورة في الدقيقة، 5 دقائق).
- إضافة هيبوفوسفيت ATH/الألومنيوم المعدل → قص عالي السرعة (2500 دورة في الدقيقة، 20 دقيقة).
- أضف بورات الزنك/MCA/PTFE → خلط بسرعة منخفضة (800 دورة في الدقيقة، 10 دقائق).
- المعدات: آلة بثق ثنائية اللولب (مناطق درجة الحرارة: منطقة التغذية 200 درجة مئوية، منطقة الانصهار 230 درجة مئوية، القالب 220 درجة مئوية).
- التحكم في درجة حرارة المعالجة
- تأكد من أن درجة حرارة الانصهار < 250 درجة مئوية لمنع تحلل MCA (يتحلل MCA عند 250-300 درجة مئوية).
- قم بتبريد الحبيبات بالماء بعد عملية البثق لمنع انتقال المواد المثبطة للهب.
رابعًا: آلية التآزر في مقاومة اللهب
- ATH + هيبوفوسفيت الألومنيوم
- يمتص ATH الحرارة ويطلق بخار الماء، مما يؤدي إلى تخفيف الغازات القابلة للاشتعال.
- يحفز هيبوفوسفيت الألومنيوم تكوين الفحم الكثيف (AlPO₄)، مما يمنع انتقال الحرارة.
- بورات الزنك + MCA
- يشكل بورات الزنك حاجزًا زجاجيًا فوق شقوق الفحم.
- يتحلل MCA لإطلاق NH₃، مما يؤدي إلى تخفيف الأكسجين وتثبيط تفاعلات الجذور الحرة.
- PTFE مضاد للتنقيط
- يشكل مسحوق PTFE شبكة ليفية، مما يقلل من خطر الاشتعال بالتنقيط المنصهر.
V. ضبط الأداء واستكشاف الأخطاء وإصلاحها
| مشكلة شائعة | حل |
|---|---|
| مقاومة اللهب أقل من V0 (V1/V2) | زيادة هيبوفوسفيت الألومنيوم إلى 12% + MCA إلى 5%، أو إضافة 2% من الفوسفور الأحمر المغلف (متآزر مع هيبوفوسفيت الألومنيوم). |
| خصائص ميكانيكية مخفضة | قم بتخفيض ATH إلى 25%، وأضف 5% من الألياف الزجاجية (التعزيز) أو 3% من POE المطعمة بأنهيدريد الماليك (التصلب). |
| سيولة المعالجة ضعيفة | قم بزيادة نسبة المشتت إلى 3%، أو أضف 0.5% من شمع البولي إيثيلين منخفض الوزن الجزيئي (التزييت). |
| ازدهار السطح | تحسين جرعة عامل الربط أو التبديل إلى عامل ربط التيتانات (NDZ-201) لتحقيق ربط أفضل للواجهة. |
سادسا. مقاييس التحقق
- اختبار UL94 V0:
- عينات بحجم 1.6 ملم و3.2 ملم، إجمالي وقت الاحتراق < 50 ثانية بعد اشتعالين، بدون اشتعال بالتنقيط.
- LOI: الهدف ≥30% (الفعل ≥28%).
- الخصائص الميكانيكية:
- قوة الشد > 40 ميجا باسكال، قوة التأثير > 5 كيلوجول/م² (معيار ASTM).
- الاستقرار الحراري (TGA):
- بقايا الفحم عند 800 درجة مئوية > 20٪، درجة حرارة التحلل الأولية > 300 درجة مئوية.
٧. مثال على صياغة مرجعية
| عنصر | محتوى (٪) |
|---|---|
| SK بوليستر ES500 | 48% |
| Ultrafine ATH (معدل) | 28% |
| هيبوفوسفيت الألومنيوم | 11% |
| بورات الزنك | 7% |
| إم سي إيه | 4% |
| مشتت BYK-161 | 2.5% |
| عامل اقتران KH-550 | 1% |
| عامل PTFE المضاد للتنقيط | 0.8% |
| ستيرات الزنك | 0.5% |
يحقق هذا التركيب وتصميم العملية بفعالية مقاومة اللهب UL94 V0 لبوليمر SK ES500، مع موازنة قابلية المعالجة والخصائص الميكانيكية. يُوصى بإجراء تجارب على نطاق ضيق للتحقق من التشتت قبل ضبط النسب بدقة (مثل موازنة هيبوفوسفيت الألومنيوم وMCA). لمزيد من تعزيز مقاومة اللهب، يُنصح بإضافة صفائح نانوية من نتريد البورون (BNNS) بتركيز 2% كمادة مالئة مزدوجة الوظيفة، موصلة للحرارة ومقاومة للهب.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
وقت النشر: 1 يوليو 2025
