تركيبة مرجعية لمادة رئيسية مثبطة للهب من البولي فينيل كلوريد
تصميم وتحسين تركيبات المواد الرئيسية المقاومة للهب PVC، والتي تتضمن مثبطات اللهب الموجودة والمكونات التآزرية الرئيسية، بهدف تحقيق مقاومة اللهب UL94 V0 (قابلة للتعديل إلى V2 عن طريق تقليل كميات المواد المضافة).
أولاً: توصية بالتركيبة الأساسية (مادة PVC صلبة)
تركيبة مثبطة للهب للبلاستيك:
| عنصر | التحميل (نسبة مئوية وزنية) | وصف الوظيفة |
|---|---|---|
| راتنج PVC (النوع SG-5) | 40-50% | مادة المصفوفة، ويفضل أن تكون من النوع ذي درجة امتصاص الزيت المنخفضة |
| هيبوفوسفيت الألومنيوم | 12-15% | مصدر حمضي لتكوين الفحم، يثبط التوهج اللاحق |
| بورات الزنك | 8-10% | يعمل نظام قمع الدخان التآزري على التفاعل مع حمض الهيدروكلوريك الناتج عن تحلل البولي فينيل كلوريد |
| هيدروكسيد الألومنيوم المُعدَّل سطحيًا | 10-12% | التبريد الماص للحرارة، يتطلب طلاء عامل اقتران السيلان (درجة حرارة التحلل تتطابق مع معالجة PVC) |
| أكسيد الأنتيمون الثلاثي (Sb₂O₃) | 3-5% | مُعزز أساسي، يُحسّن مقاومة اللهب من خلال التآزر بين الكلور والأنتيمون |
| موليبدات الزنك (مثبط للدخان) | 5-8% | مادة مضافة موصى بها، تقلل من كثافة الدخان (مفتاح للامتثال لمعيار DIN 4102) |
| ثنائي بنتا إريثريتول (DPE) | 2-3% | عامل مساعد لتكوين الفحم، يحسن التحكم في الذوبان والتقطير |
| مثبت حراري (مركب الكالسيوم والزنك) | 3-4% | من الضروري منع التدهور الحراري أثناء المعالجة |
| الملدّن (DOP أو بديل صديق للبيئة) | 0-8% | اضبط حسب الصلابة (اختياري للبلاستيك الصلب PVC) |
| مادة تشحيم (ستيرات الكالسيوم) | 1-1.5% | يحسّن قابلية المعالجة، ويمنع التصاق الأسطوانة |
| مساعد المعالجة (ACR) | 1-2% | يعزز عملية التلدين وتشتيت المادة المركزة |
ثانيًا: مبادئ التحسين الرئيسية
- نظام التآزر المقاوم للهب
- التآزر Cl-Sb: يشكل الكلور المتأصل في PVC (56٪) مع 3-5٪ Sb₂O₃ حاجز SbCl₃، مما يتيح مقاومة اللهب ثنائية المفعول في الطور الغازي/الطور المكثف.
- قمع الدخان: يقلل موليبدات الزنك + بورات الزنك من كثافة الدخان بأكثر من 40٪ (ASTM E662).
- تحسين الفحم: ينتج عن هيبوفوسفيت الألومنيوم + DPE فحم إستر الفوسفور المتشابك عند 200-250 درجة مئوية، مما يعوض عن نقص الفحم في المراحل المبكرة من PVC.
- قابلية التكيف مع المعالجة
- مطابقة درجة الحرارة: يناسب هيبوفوسفيت الألومنيوم (تحلل ≥250 درجة مئوية) و Al(OH)₃ المعدل سطحيًا (مستقر حتى >200 درجة مئوية) معالجة PVC (160-190 درجة مئوية).
- ضمان الاستقرار: تعمل مثبتات الكالسيوم والزنك على منع تدهور الراتنج الناتج عن إطلاق حمض الهيدروكلوريك؛ ويساعد ACR على التلدين في الأنظمة ذات الحشو العالي.
- توازن الأداء
- إجمالي تحميل مثبطات اللهب: 35-45%، الاحتفاظ بقوة الشد ≥80% (عادةً ≥40 ميجا باسكال لـ PVC الصلب).
- للحصول على المرونة (PVC المرن)، استبدل DOP بزيت فول الصويا المؤكسد بنسبة 8٪ (مادة ملدنة مزدوجة / مثبط للهب).
ثالثًا: مقاييس الاختبار والتحقق
مقاومة اللهب:
- UL94 V0 (سمك 1.6 مم)
- مؤشر الأكسجين المحدود (LOI) ≥ 32%
مكافحة الدخان:
- اختبار غرفة الدخان التابع للمكتب الوطني للمعايير: أقصى كثافة بصرية محددةDs≤150 (وضع اللهب)
الخواص الميكانيكية:
- قوة الشد ≥35 ميجا باسكال (صلب)، الاستطالة عند الكسر ≥200% (مرن)
الاستقرار الحراري:
- يؤكد تحليل DMA عدم وجود انخفاض في معامل المرونة عند درجة حرارة 180 درجة مئوية.
رابعاً: التعديلات المتعلقة بالتكلفة والمحافظة على البيئة
بديل منخفض التكلفة:
- قم بتقليل موليبدات الزنك إلى 3٪، واستبدل جزئيًا Al(OH)₃ 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؛ يتطلب سمك 3 مم لـ V0).
أولوية الدخان:
- أضف 1% من الكربون الأسود المغطى براتنج السيليكون لتقليل كثافة الدخان بنسبة 15%.
خامساً: إرشادات المعالجة
- تسلسل المزج:
راتنج PVC → مثبت + مادة تشحيم → مثبطات اللهب (منخفضة إلى عالية الكثافة) → ملدن (يضاف بالرش أخيرًا). - درجات حرارة المعالجة:
مناطق البثق اللولبي المزدوج: 160 درجة مئوية (التغذية) → 170 درجة مئوية (الذوبان) → 180 درجة مئوية (الخلط) → 175 درجة مئوية (رأس القالب). - تركيز المادة المركزة:
يوصى بتحميل بنسبة 50%؛ قم بتخفيفه بنسبة 1:1 مع مادة PVC الخام للقولبة بالحقن للاستخدام النهائي.
تتميز هذه التركيبة بتوازن مثالي بين مقاومة اللهب العالية، وانخفاض الدخان، وثبات المنتج أثناء التصنيع. يُنصح بإجراء تجارب على نطاق صغير قبل التوسع في الإنتاج، مع إجراء تعديلات بناءً على شكل المنتج (صفائح، كابلات، إلخ).
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
تاريخ النشر: 8 يوليو 2025
