أخبار

فيما يلي خمسة تصاميم لتركيبات مطاط السيليكون، مبنية على مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين، وتتضمن مثبطات اللهب التي يوفرها العميل (هيبوفوسفيت الألومنيوم، بورات الزنك، MCA، هيدروكسيد الألومنيوم، وبولي فوسفات الأمونيوم). تهدف هذه التصاميم إلى ضمان مقاومة اللهب مع تقليل كميات المواد المضافة لتقليل تأثيرها على الخصائص الميكانيكية لمطاط السيليكون.

1. نظام مثبطات اللهب التآزري بين الفوسفور والنيتروجين (نوع عالي الكفاءة لتشكيل الفحم)

هدف:UL94 V-0، منخفض الدخان، مناسب للتطبيقات ذات درجات الحرارة المتوسطة إلى العالية

قاعدة مطاطية: مطاط السيليكون ميثيل فينيل (VMQ، 100 جزء في المليون)

مثبطات اللهب:

هيبوفوسفيت الألومنيوم (AHP، القائم على الفوسفور): 15 دقيقة
يوفر مصدرًا فعالًا للفوسفور، ويعزز تكوين الفحم، ويثبط احتراق الطور الغازي.
سيانورات الميلامين (MCA، على أساس النيتروجين): 10 صفحة
يتفاعل مع الفوسفور، ويطلق الغازات الخاملة، ويخفف الأكسجين.
بورات الزنك (ZnB): 5 صفحة
يحفز تكوين الفحم، ويمنع الدخان، ويعزز استقرار طبقة الفحم.
هيدروكسيد الألومنيوم (ATH، الطريقة الكيميائية، 1.6–2.3 ميكرومتر): 20 صفحة
التحلل الحراري، ومقاومة اللهب المساعدة، وتحسين القدرة على التشتت.

المواد المضافة:

زيت السيليكون الهيدروكسيلي (2 phr، يحسن قابلية المعالجة)
سيليكا مدخنة (10 أجزاء، تقوية)
عامل المعالجة (بيروكسيد ثنائي، 0.8 فر)

سمات:

إجمالي تحميل مثبطات اللهب ~50 جزء في المليون، موازنة مثبطات اللهب والخصائص الميكانيكية.
يؤدي تآزر الفوسفور والنيتروجين (AHP + MCA) إلى تقليل الكمية المطلوبة من مثبطات اللهب الفردية.

2. نظام مثبطات اللهب المنتفخة (نوع التحميل المنخفض)

هدف:UL94 V-1/V-0، مناسب للمنتجات الرقيقة

قاعدة مطاطية: VMQ (100 صفحة)

مثبطات اللهب:

بولي فوسفات الأمونيوم (APP، القائم على الفوسفور والنيتروجين): 12 صفحة
نواة من تكوين الفحم المنتفخ، مع توافق جيد مع المطاط السيليكوني.
هيبوفوسفيت الألومنيوم (AHP): 8 صفحة
مصدر تكميلي للفوسفور، يقلل من قابلية APP للرطوبة.
بورات الزنك (ZnB): 5 صفحة
تحفيز الفحم التآزري وقمع التنقيط.
هيدروكسيد الألومنيوم (مطحون، 3-20 ميكرومتر): 15 دقيقة
مثبطات اللهب المساعدة منخفضة التكلفة، تقلل من تحميل APP.

المواد المضافة:

زيت السيليكون الفينيل (3 فص، التليين)
السيليكا المترسبة (15 جزء في المليون، التعزيز)
نظام معالجة البلاتين (0.1% Pt)

سمات:

إجمالي تحميل مثبطات اللهب ~40 جزء في المليون، فعال للمنتجات الرقيقة بسبب آلية التورم.
يتطلب APP معالجة السطح (على سبيل المثال، عامل ربط السيلان) لمنع الهجرة.

3. نظام مُحسَّن بهيدروكسيد الألومنيوم عالي التحميل (نوع فعّال من حيث التكلفة)

هدف:UL94 V-0، مناسب للمنتجات أو الكابلات السميكة

قاعدة مطاطية: VMQ (100 صفحة)

مثبطات اللهب:

هيدروكسيد الألومنيوم (ATH، الطريقة الكيميائية، 1.6–2.3 ميكرومتر): 50 صفحة
مثبط للهب الأساسي، تحلل ماص للحرارة، حجم جسيمات صغير لتشتت أفضل.
هيبوفوسفيت الألومنيوم (AHP): 5 صفحة
يعمل على تعزيز كفاءة تكوين الشخصية، ويقلل من تحميل ATH.
بورات الزنك (ZnB): 3 صفحة
مكافحة الدخان و مكافحة التوهج.

المواد المضافة:

عامل اقتران السيلان (KH-550، 1 جزء في المليون، يحسن واجهة ATH)
سيليكا مدخنة (8 أجزاء، تقوية)
معالجة بيروكسيد (DCP، 1 phr)

سمات:

يبلغ إجمالي تحميل مثبطات اللهب حوالي 58 جزءًا في الساعة، ولكن ATH تهيمن على كفاءة التكلفة.
يقلل حجم جزيئات ATH الصغير من فقدان قوة الشد.

4. نظام هيبوفوسفيت الألومنيوم المستقل (AHP)

طلب:UL94 V-1/V-2، أو حيث تكون مصادر النيتروجين غير مرغوبة (على سبيل المثال، تجنب رغوة MCA التي تؤثر على المظهر).

الصيغة الموصى بها:

قاعدة مطاطية: VMQ (100 صفحة)
هيبوفوسفيت الألومنيوم (AHP): 20–30 دقيقة
محتوى عالي من الفوسفور (40٪)؛ يوفر 20 phr حوالي 8٪ من الفوسفور لمقاومة اللهب الأساسية.
بالنسبة لـ UL94 V-0، قم بالزيادة إلى 30 جزء في المليون (قد يؤثر ذلك على الخصائص الميكانيكية).
حشو معزز:السيليكا (10-15 جزء في المليون، تحافظ على القوة)
المواد المضافة: زيت السيليكون الهيدروكسيلي (2 phr، قابلية المعالجة) + عامل المعالجة (نظام ثنائي بيروكسيد أو البلاتين).

سمات:

يعتمد على مثبطات اللهب في الطور المكثف (تكوين الفحم)، ويحسن بشكل كبير من LOI ولكنه يتمتع بقدرة محدودة على قمع الدخان.
قد يؤدي التحميل العالي (>25 جزء في المليون) إلى تصلب المادة؛ لذا يوصى بإضافة 3-5 أجزاء في المليون من ZnB لتحسين جودة الفحم.

5. مزيج هيبوفوسفيت الألومنيوم (AHP) + MCA

طلب:UL94 V-0، تحميل منخفض مع تآزر مثبطات اللهب في الطور الغازي.

الصيغة الموصى بها:

قاعدة مطاطية: VMQ (100 صفحة)
هيبوفوسفيت الألومنيوم (AHP): 12–15 صفحة
مصدر الفوسفور لتكوين الفحم.
إم سي إيه: 8-10 دقائق
مصدر النيتروجين لتآزر PN، يطلق غازات خاملة (على سبيل المثال، NH₃) لقمع انتشار اللهب.
حشو معزز: السيليكا (10 أجزاء)
المواد المضافة: عامل ربط السيلان (1 جزء في المليون، مساعد التشتت) + عامل المعالجة.

سمات:

إجمالي تحميل مثبطات اللهب ~20–25 جزء في المليون في الساعة، وهو أقل بكثير من مثبطات اللهب المستقلة.
يقلل MCA من متطلبات AHP ولكن قد يؤثر قليلاً على الشفافية (استخدم nano-MCA إذا كانت هناك حاجة إلى الوضوح).

ملخص تركيبة مثبطات اللهب

صياغة	تصنيف UL94 المتوقع	إجمالي تحميل مثبطات اللهب	الإيجابيات والسلبيات
AHP وحده (20 جزءًا)	V-1	20 دقيقة	بسيطة، منخفضة التكلفة؛ تتطلب V-0 ≥30 phr مع مقايضات الأداء.
AHP وحده (30 جزءًا)	V-0	30 دقيقة	مقاومة عالية للهب ولكن صلابة متزايدة واستطالة منخفضة.
AHP 15 + MCA 10	V-0	25 دقيقة	تأثير تآزري، أداء متوازن (موصى به للتجارب الأولية).

التوصيات التجريبية

اختبار الأولوية: AHP + MCA (15+10 phr). إذا تم الوصول إلى V-0، خفّض AHP تدريجيًا (مثلًا، 12+10 phr).
اختبار AHP المستقل:ابدأ عند 20 دقيقة، ثم قم بالزيادة بمقدار 5 دقائق لتقييم LOI وUL94، ومراقبة الخصائص الميكانيكية.
قمع الدخان:أضف 3-5 فوسفات من الزنك إلى أي تركيبة دون المساس بمقاومة اللهب.
تحسين التكلفة:دمج 10-15 جزء في المليون من ATH لتقليل التكلفة، على الرغم من زيادة إجمالي تحميل الحشو.

عملية الخلط الموصى بها

(للمطاط السيليكوني المعالج بالإضافات والمكون من جزأين)

المعالجة المسبقة للمطاط الأساسي:

قم بتحميل مطاط السيليكون (على سبيل المثال، صمغ 107، أو زيت السيليكون الفينيل) في خلاط كوكبي، ثم قم بإزالة الغازات تحت الفراغ إذا لزم الأمر.

إضافة مثبطات اللهب:

مثبطات اللهب المسحوقة (على سبيل المثال، ATH، MH):
أضف على دفعات، واخلط مسبقًا مع المطاط الأساسي (خلط بسرعة منخفضة، 10-15 دقيقة) لتجنب التكتل.
جفف على درجة حرارة 80-120 درجة مئوية إذا كان يمتص الرطوبة.
مثبطات اللهب السائلة (على سبيل المثال، الفوسفات):
يتم مزجه مباشرة مع زيت السيليكون، أو المادة الرابطة، وما إلى ذلك، تحت قص عالي (20-30 دقيقة).

إضافات أخرى:

قم بإضافة الحشوات (مثل السيليكا)، والرابط المتشابك (هيدروسيلان)، والمحفز (البلاتين)، والمثبطات بشكل متسلسل.

التجانس:

قم بتحسين عملية التشتت بشكل أكبر باستخدام مطحنة ثلاثية الأسطوانات أو مستحلب عالي القص (وهو أمر بالغ الأهمية للمواد المضافة النانوية مثل أنابيب الكربون النانوية).

إزالة الغازات والترشيح:

إزالة الغازات بالتفريغ (-0.095 ميجا باسكال، 30 دقيقة)، مرشح لمتطلبات النقاء العالي.

الاعتبارات الرئيسية

اختيار مثبطات اللهب:
تتطلب مثبطات التآكل الخالية من الهالوجين (على سبيل المثال، ATH) حجم جزيئات دقيق (1-5 ميكرومتر)؛ ويؤدي التحميل المفرط إلى الإضرار بالخصائص الميكانيكية.
توفر المثبطات القائمة على السيليكون (على سبيل المثال، راتنجات السيليكون الفينيل) توافقًا أفضل ولكن بتكلفة أعلى.
التحكم في العملية:
درجة الحرارة ≤ 60 درجة مئوية (تمنع التسمم أو المعالجة المبكرة لمحفز البلاتين).
الرطوبة ≤ 50% نسبة رطوبة نسبية (تجنب التفاعلات بين زيت السيليكون الهيدروكسيل ومثبطات اللهب).