تركيبة مرجعية لمادة ماسترباتش مقاومة للهب من مادة البولي فينيل كلوريد
تصميم وتحسين تركيبات ماسترباتش مقاومة للهب من مادة PVC، من خلال دمج مثبطات اللهب الموجودة والمكونات التآزرية الرئيسية، واستهداف مقاومة اللهب UL94 V0 (قابلة للتعديل إلى V2 عن طريق تقليل كميات المواد المضافة).
I. توصية الصيغة الأساسية (PVC الصلب)
تركيبة مقاومة اللهب البلاستيكية:
| عنصر | التحميل (بالوزن) | وصف الوظيفة |
|---|---|---|
| راتنج PVC (نوع SG-5) | 40-50% | مادة المصفوفة، ويفضل أن تكون ذات درجة امتصاص منخفضة للزيت |
| هيبوفوسفيت الألومنيوم | 12-15% | مصدر حمضي لتكوين الفحم، ويمنع التوهج اللاحق |
| بورات الزنك | 8-10% | قمع الدخان التآزري، يتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك من تحلل كلوريد البوليفينيل |
| هيدروكسيد الألومنيوم المعدل السطحي | 10-12% | تبريد ماص للحرارة، يتطلب طلاء عامل اقتران السيلان (درجة حرارة التحلل تتوافق مع معالجة البولي فينيل كلوريد) |
| ثالث أكسيد الأنتيمون (Sb₂O₃) | 3-5% | مُؤازر أساسي، يعزز مقاومة اللهب من خلال تآزر Cl-Sb |
| موليبدات الزنك (مثبط للدخان) | 5-8% | مادة مضافة موصى بها، تقلل من كثافة الدخان (مفتاح للامتثال لمعيار DIN 4102) |
| ديبنتا إريثريتول (DPE) | 2-3% | مساعد في تشكيل الفحم، يحسن التحكم في التنقيط الذائب |
| مثبت حراري (مركب Ca-Zn) | 3-4% | ضروري لمنع التدهور الحراري أثناء المعالجة |
| مُلَيِّن (DOP أو بديل بيئي) | 0-8% | ضبط الصلابة (اختياري للـ PVC الصلب) |
| مادة التشحيم (ستيرات الكالسيوم) | 1-1.5% | يحسن قابلية المعالجة، ويمنع التصاق الأسطوانة |
| مساعد المعالجة (ACR) | 1-2% | يعزز عملية التلدين وتشتت الماستر باتش |
II. مبادئ التحسين الرئيسية
- نظام التآزر المقاوم للهب
- تآزر Cl-Sb: يشكل الكلور الموجود في مادة PVC (56%) مع 3-5% من Sb₂O₃ حاجز SbCl₃، مما يتيح تثبيط اللهب ثنائي المفعول في الطور الغازي/الطور المكثف.
- قمع الدخان: يقلل موليبدات الزنك + بورات الزنك من كثافة الدخان بنسبة >40% (ASTM E662).
- تعزيز الفحم: ينتج هيبوفوسفيت الألومنيوم + DPE فحم إستر فوسفوري مترابط عند درجة حرارة تتراوح بين 200 و250 درجة مئوية، مما يعوض عن نقص الفحم في المرحلة المبكرة من كلوريد البوليفينيل.
- القدرة على التكيف في المعالجة
- التوافق في درجة الحرارة: يتناسب هيبوفوسفيت الألومنيوم (التحلل ≥ 250 درجة مئوية) وAl(OH)₃ المعدل على السطح (مستقر حتى > 200 درجة مئوية) مع معالجة كلوريد البوليفينيل (160–190 درجة مئوية).
- ضمان الاستقرار: تعمل مثبتات Ca-Zn على منع تدهور الراتنج نتيجة لإطلاق HCl؛ وتساعد ACR على التلدين في الأنظمة ذات الحشو العالي.
- توازن الأداء
- إجمالي تحميل مثبطات اللهب: 35-45%، احتفاظ بقوة الشد ≥80% (نموذجي ≥40 ميجا باسكال لـ PVC الصلب).
- للحصول على المرونة (PVC المرن)، استبدل DOP بزيت فول الصويا المؤكسد بنسبة 8% (ملين مزدوج/مثبط للهب).
ثالثًا: مقاييس الاختبار والتحقق
مقاومة اللهب:
- UL94 V0 (سمك 1.6 مم)
- مؤشر الأكسجين المحدود (LOI) ≥32%
مكافحة الدخان:
- اختبار غرفة الدخان NBS: أقصى كثافة بصرية محددةDs≤150 (وضع اللهب)
الخصائص الميكانيكية:
- قوة الشد ≥35 ميجا باسكال (صلبة)، الاستطالة عند الكسر ≥200% (مرنة)
الاستقرار الحراري:
- يؤكد DMA عدم وجود انخفاض في معامل المرونة عند 180 درجة مئوية.
رابعًا: تعديلات التكلفة والمحافظة على البيئة
بديل منخفض التكلفة:
- تقليل موليبدات الزنك إلى 3%، واستبدال Al(OH)₃ جزئيًا بـ Mg(OH)₂ (زيادة إلى 15%).
محلول خالٍ من الأنتيمون:
- قم بإزالة Sb₂O₃، واستخدم 2% من ثنائي إيثيل فوسفينات الألومنيوم + 5% من الكاولين النانوي (كفاءة أقل قليلاً؛ تتطلب سمك 3 مم لـ V0).
أولوية الدخان:
- أضف 1% من الكربون الأسود المغطى براتنج السيليكون لتقليل كثافة الدخان بنسبة 15%.
خامسًا: إرشادات المعالجة
- تسلسل الخلط:
راتينج PVC → مثبت + مادة تشحيم → مثبطات اللهب (من الكثافة المنخفضة إلى العالية) → مُليّن (يُضاف بالرش في النهاية). - درجات حرارة المعالجة:
مناطق الطارد ذات المسمار المزدوج: 160 درجة مئوية (التغذية) → 170 درجة مئوية (الصهر) → 180 درجة مئوية (الخلط) → 175 درجة مئوية (رأس القالب). - تركيز الماسترباتش:
يوصى بالتحميل بنسبة 50%؛ قم بتخفيف 1:1 باستخدام مادة PVC البكر من أجل عملية حقن القالب للاستخدام النهائي.
تُوازِن هذه التركيبة بين مقاومة عالية للهب، وانخفاض في الدخان، وثبات في المعالجة. يُنصح بإجراء تجارب على نطاق ضيق قبل التوسع، مع تعديلات بناءً على شكل المنتج (الصفائح، الكابلات، إلخ).
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
وقت النشر: ٨ يوليو ٢٠٢٥
