تركيبة مرجعية مثبطة للهب لـ SK Polyester ES500 (تصنيف UL94 V0).

تركيبة مرجعية مثبطة للهب لـ SK Polyester ES500 (تصنيف UL94 V0).

أولاً: منهج تصميم التركيبة

1. توافق الركيزة
   • بوليستر SK ES500: بوليستر حراري بلاستيكي ذو درجة حرارة معالجة نموذجية تتراوح بين 220 و260 درجة مئوية. يجب أن يتحمل مثبط اللهب هذا النطاق الحراري.
   • المتطلبات الأساسية: تحقيق التوازن بين مقاومة اللهب (V0)، والخواص الميكانيكية (قوة الشد/الصدم)، وسيولة المعالجة.
2. نظام مثبط للهب متآزر
   • هيدروكسيد الألومنيوم فائق النعومة (ATH): مثبط لهب أساسي، تجفيف ماص للحرارة. يجب أن يوازن التحميل بين مقاومة اللهب والخواص الميكانيكية.
   • هيبوفوسفيت الألومنيوم: عامل مساعد لتكوين الفحم، يعمل مع هيدروكسيد الألومنيوم لخلق تأثير تآزري بين الفوسفور والألومنيوم، مما يحسن جودة الفحم.
   • بورات الزنك: مُحسِّن للفحم، يثبط الدخان، ويشكل حاجزًا كثيفًا مع هيدروكسيد الألومنيوم.
   • مادة MCA (سيانورات الميلامين): مثبط للهب في الطور الغازي، يخفف الأكسجين ويمنع تقطير المادة المنصهرة.

ثانيًا: التركيبة الموصى بها (نسبة الوزن المئوية)

ثالثًا: ضوابط العمليات الرئيسية

1. تحسين التشتت
   • المعالجة المسبقة: انقع هيدروكسيد الألومنيوم وهيبوفوسفيت الألومنيوم في محلول إيثانول KH-550 بنسبة 1٪ لمدة ساعتين، ثم جفف عند 80 درجة مئوية.
   • تسلسل المزج:
     1. الراتنج الأساسي + المشتت + عامل الربط → الخلط بسرعة منخفضة (500 دورة في الدقيقة، 5 دقائق).
     2. أضف هيبوفوسفيت الألومنيوم المعدل / ATH → قص عالي السرعة (2500 دورة في الدقيقة، 20 دقيقة).
     3. أضف بورات الزنك/MCA/PTFE → خلط منخفض السرعة (800 دورة في الدقيقة، 10 دقائق).
   • المعدات: جهاز بثق مزدوج اللولب (مناطق درجة الحرارة: منطقة التغذية 200 درجة مئوية، منطقة الانصهار 230 درجة مئوية، القالب 220 درجة مئوية).
2. التحكم في درجة حرارة المعالجة
   • تأكد من أن درجة حرارة الانصهار أقل من 250 درجة مئوية لمنع تحلل MCA (يتحلل MCA عند 250-300 درجة مئوية).
   • يجب تبريد الحبيبات بالماء بعد عملية البثق لمنع انتقال مثبطات اللهب.

رابعاً: آلية التآزر لمثبطات اللهب

1. هيدروكسيد الألومنيوم + هيبوفوسفيت الألومنيوم
   • يمتص هيدروكسيد الألومنيوم الحرارة ويطلق بخار الماء، مما يخفف الغازات القابلة للاشتعال.
   • يحفز هيبوفوسفيت الألومنيوم تكوين الفحم الكثيف (AlPO₄)، مما يعيق انتقال الحرارة.
2. بورات الزنك + MCA
   • يشكل بورات الزنك حاجزًا زجاجيًا فوق الشقوق المتفحمة.
   • يتحلل MCA لإطلاق NH₃، مما يؤدي إلى تخفيف الأكسجين وتثبيط تفاعلات الجذور الحرة.
3. مادة PTFE مانعة للتنقيط
   • يشكل مسحوق PTFE الدقيق شبكة ليفية، مما يقلل من خطر اشتعال الذوبان والتقطير.

خامساً: ضبط الأداء واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

سادساً: مقاييس التحقق

1. اختبار UL94 V0:
   • العينات بقياس 1.6 مم و 3.2 مم، إجمالي وقت الاحتراق < 50 ثانية بعد عمليتي إشعال، بدون تقطير عند الإشعال.
2. LOI: الهدف ≥30% (الفعلي ≥28%).
3. الخواص الميكانيكية:
   • قوة الشد > 40 ميجا باسكال، قوة الصدم > 5 كيلو جول / م² (معيار ASTM).
4. الثبات الحراري (TGA):
   • بقايا الفحم عند 800 درجة مئوية > 20%، درجة حرارة التحلل الأولية > 300 درجة مئوية.

سابعاً: مثال على الصيغة المرجعية

تُحقق هذه التركيبة وتصميم العملية فعاليةً عاليةً في تحقيق مقاومة اللهب وفقًا لمعيار UL94 V0 لبوليستر SK ES500، مع مراعاة التوازن بين سهولة التصنيع والخواص الميكانيكية. يُوصى بإجراء تجارب مصغرة للتحقق من التشتت قبل ضبط النسب بدقة (مثل موازنة هيبوفوسفيت الألومنيوم وMCA). ولزيادة تحسين مقاومة اللهب، يُنصح بإضافة 2% من صفائح نتريد البورون النانوية (BNNS) كحشو ثنائي الوظيفة، موصل حراريًا ومثبط للهب.

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