بعض تركيبات مطاط السيليكون المرجعية القائمة على مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين

فيما يلي خمسة تصاميم لتركيبات مطاط السيليكون تعتمد على مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين، وتتضمن مثبطات اللهب التي يوفرها العميل (هيبوفوسفيت الألومنيوم، وبورات الزنك، وMCA، وهيدروكسيد الألومنيوم، وبوليفوسفات الأمونيوم). تهدف هذه التصاميم إلى ضمان مقاومة اللهب مع تقليل كميات المواد المضافة إلى الحد الأدنى لتقليل تأثيرها على الخواص الميكانيكية لمطاط السيليكون.

1. نظام مثبط اللهب التآزري للفوسفور والنيتروجين (نوع عالي الكفاءة لتكوين الفحم)

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

مطاط أساسيمطاط السيليكون ميثيل فينيل (VMQ، 100 جزء لكل مئة جزء من المطاط)

مثبطات اللهب:

• هيبوفوسفيت الألومنيوم (AHP، قائم على الفوسفور)15 جزءًا لكل مئة جزء من الراتنج
• يوفر مصدراً فعالاً للفوسفور، ويعزز تكوين الفحم، ويكبح الاحتراق في الطور الغازي.
• سيانورات الميلامين (MCA، أساسه النيتروجين)10 أجزاء لكل مئة جزء من الراتنج
• يتآزر مع الفوسفور، ويطلق الغازات الخاملة، ويخفف الأكسجين.
• بورات الزنك (ZnB)5 أجزاء لكل مركب
• يحفز تكوين الفحم، ويكبح الدخان، ويعزز استقرار طبقة الفحم.
• هيدروكسيد الألومنيوم (ATH، طريقة كيميائية، 1.6-2.3 ميكرومتر)20 جزءًا لكل مئة جزء من المطاط
• التحلل الماص للحرارة، ومقاومة اللهب المساعدة، وتحسين قابلية التشتت.

المواد المضافة:

• زيت السيليكون الهيدروكسيلي (2 جزء لكل مئة جزء من الراتنج، يحسن قابلية المعالجة)
• السيليكا المدخنة (10 أجزاء لكل مئة جزء من الراتنج، للتقوية)
• عامل معالجة (ثنائي البيروكسيد، 0.8 جزء لكل مئة جزء من الراتنج)

سمات:

• إجمالي كمية مثبطات اللهب ~50 جزء لكل مئة جزء من الراتنج، مع تحقيق التوازن بين مقاومة اللهب والخواص الميكانيكية.
• يؤدي التآزر بين الفوسفور والنيتروجين (AHP + MCA) إلى تقليل الكمية المطلوبة من مثبطات اللهب الفردية.

2. نظام مثبط اللهب المتمدد (النوع ذو التحميل المنخفض)

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

مطاط أساسيVMQ (100 phr)

مثبطات اللهب:

• بوليفوسفات الأمونيوم (APP، قائم على الفوسفور والنيتروجين)12 جزءًا لكل مئة جزء من الراتنج
• نواة تكوين الفحم المتمدد، مع توافق جيد مع مطاط السيليكون.
• هيبوفوسفيت الألومنيوم (AHP)8 أجزاء
• مصدر الفوسفور التكميلي يقلل من استرطابية APP.
• بورات الزنك (ZnB)5 أجزاء لكل مركب
• التحفيز التآزري للفحم وقمع التقطير.
• هيدروكسيد الألومنيوم (مطحون، 3-20 ميكرومتر)15 جزءًا لكل مئة جزء من الراتنج
• مادة مثبطة للهب مساعدة منخفضة التكلفة، تقلل من كمية مادة APP المستخدمة.

المواد المضافة:

• زيت السيليكون الفينيل (3 أجزاء لكل مئة جزء من الراتنج، للتلدين)
• السيليكا المترسبة (15 جزءًا لكل مئة جزء من الخرسانة، للتقوية)
• نظام معالجة البلاتين (0.1% بلاتين)

سمات:

• إجمالي كمية مثبطات اللهب ~40 جزء لكل مئة جزء من الراتنج، وهو فعال للمنتجات الرقيقة بسبب آلية التمدد.
• يتطلب APP معالجة سطحية (مثل عامل اقتران السيلان) لمنع الهجرة.

3. نظام هيدروكسيد الألومنيوم عالي التحميل الأمثل (النوع الفعال من حيث التكلفة)

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

مطاط أساسيVMQ (100 phr)

مثبطات اللهب:

• هيدروكسيد الألومنيوم (ATH، طريقة كيميائية، 1.6-2.3 ميكرومتر)50 جزء لكل مئة جزء من المطاط
• مثبط اللهب الأساسي، تحلل ماص للحرارة، حجم جسيمات صغير لتحسين التشتت.
• هيبوفوسفيت الألومنيوم (AHP)5 أجزاء لكل مركب
• يعزز كفاءة تكوين الفحم، ويقلل من تحميل هيدروكسيد الألومنيوم.
• بورات الزنك (ZnB)3 أجزاء
• كبح الدخان ومنع التوهج.

المواد المضافة:

• عامل اقتران السيلان (KH-550، 1 جزء لكل مئة جزء من الراتنج، يحسن واجهة هيدروكسيد الألومنيوم)
• السيليكا المدخنة (8 أجزاء لكل مئة جزء من الراتنج، للتقوية)
• معالجة بالبيروكسيد (DCP، 1 جزء لكل مئة جزء من الراتنج)

سمات:

• إجمالي كمية مثبطات اللهب حوالي 58 جزءًا لكل مئة جزء من الراتنج، لكن هيدروكسيد الألومنيوم (ATH) هو الأكثر فعالية من حيث التكلفة.
• يساهم صغر حجم جزيئات هيدروكسيد الألومنيوم في تقليل فقدان قوة الشد.

4. نظام هيبوفوسفيت الألومنيوم المستقل (AHP)

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

التركيبة الموصى بها:

• مطاط أساسيVMQ (100 phr)
• هيبوفوسفيت الألومنيوم (AHP)20-30 جزءًا لكل مئة جزء من الراتنج
• محتوى عالٍ من الفوسفور (40٪)؛ يوفر 20 جزءًا لكل مئة جزء من الفوسفور حوالي 8٪ من الفوسفور لمقاومة اللهب الأساسية.
• بالنسبة لـ UL94 V-0، قم بزيادة النسبة إلى 30 جزءًا لكل مئة جزء من الراتنج (قد يؤدي ذلك إلى إضعاف الخصائص الميكانيكية).
• حشو مقويالسيليكا (10-15 جزء لكل مئة جزء من الراتنج، تحافظ على القوة)
• المواد المضافة: زيت السيليكون الهيدروكسيلي (2 جزء لكل مئة جزء من الراتنج، قابلية المعالجة) + عامل معالجة (نظام ثنائي البيروكسيد أو البلاتين).

سمات:

• يعتمد على مقاومة اللهب في الطور المكثف (تكوين الفحم)، ويحسن بشكل كبير مؤشر الأكسجين المحدود ولكنه يتميز بقدرة محدودة على كبح الدخان.
• قد يؤدي التحميل العالي (>25 جزء لكل مئة جزء من الراتنج) إلى زيادة صلابة المادة؛ يوصى بإضافة 3-5 أجزاء لكل مئة جزء من الراتنج من ZnB لتحسين جودة الفحم.

5. مزيج هيبوفوسفيت الألومنيوم (AHP) + MCA

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

التركيبة الموصى بها:

• مطاط أساسيVMQ (100 phr)
• هيبوفوسفيت الألومنيوم (AHP)12-15 جزء لكل مئة جزء من الراتنج
• مصدر الفوسفور لتكوين الفحم.
• MCA8-10 أجزاء لكل مئة جزء من الراتنج
• مصدر النيتروجين للتآزر بين الفوسفور والنيتروجين، يطلق غازات خاملة (مثل NH₃) لقمع انتشار اللهب.
• حشو مقوي: السيليكا (10 أجزاء لكل مئة جزء من المطاط)
• المواد المضافة: عامل اقتران السيلان (1 جزء لكل مئة جزء من الراتنج، مساعد التشتيت) + عامل المعالجة.

سمات:

• إجمالي حمولة مثبطات اللهب ~20-25 جزء لكل مئة جزء من الراتنج، وهو أقل بكثير من AHP المستقل.
• يقلل تحليل MCA من متطلبات AHP ولكنه قد يؤثر قليلاً على الشفافية (استخدم nano-MCA إذا كانت هناك حاجة إلى الوضوح).

ملخص تركيبة مثبطات اللهب

توصيات تجريبية

1. اختبار الأولوية: AHP + MCA (15+10 جزء لكل مئة جزء من الجرعة). إذا تم الوصول إلى V-0، فقم بتقليل AHP تدريجياً (على سبيل المثال، 12+10 جزء لكل مئة جزء من الجرعة).
2. اختبار AHP المستقل: ابدأ بـ 20 جزءًا لكل مئة جزء من الخرسانة، وقم بزيادة 5 أجزاء لكل مئة جزء من الخرسانة لتقييم مؤشر الأكسجين المحدود (LOI) و UL94، مع مراقبة الخصائص الميكانيكية.
3. إخماد الدخانأضف 3-5 أجزاء من ZnB إلى أي تركيبة دون المساس بمقاومة اللهب.
4. تحسين التكاليف: قم بإضافة 10-15 جزء من هيدروكسيد الألومنيوم لتقليل التكلفة، على الرغم من زيادة إجمالي تحميل الحشو.

عملية الخلط الموصى بها

(للمطاط السيليكوني المعالج بالإضافة المكون من جزأين)

1. المعالجة المسبقة للمطاط الأساسي:

• قم بتحميل مطاط السيليكون (مثل صمغ 107، زيت السيليكون الفينيل) في خلاط كوكبي، وقم بإزالة الغازات تحت الفراغ إذا لزم الأمر.

1. مادة مثبطة للهب:

• مثبطات اللهب المسحوقة (مثل ATH، MH):
• أضف على دفعات، واخلط مسبقًا مع المطاط الأساسي (خلط منخفض السرعة، 10-15 دقيقة) لتجنب التكتل.
• جففها عند درجة حرارة 80-120 درجة مئوية إذا كانت قابلة لامتصاص الرطوبة.
• مثبطات اللهب السائلة (مثل الفوسفات):
• امزج مباشرة مع زيت السيليكون، والرابط المتشابك، وما إلى ذلك، تحت القص العالي (20-30 دقيقة).

1. إضافات أخرى:

• أضف المواد المالئة (مثل السيليكا)، والرابط المتشابك (هيدروسيلان)، والمحفز (البلاتين)، والمثبطات بالتتابع.

1. التجانس:

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

1. إزالة الغازات والترشيح:

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

الاعتبارات الرئيسية

• اختيار مثبطات اللهب:
• تتطلب مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين (مثل ATH) حجم جسيمات دقيق (1-5 ميكرومتر)؛ التحميل المفرط يضر بالخواص الميكانيكية.
• توفر المواد المثبطة للاشتعال القائمة على السيليكون (مثل راتنجات فينيل السيليكون) توافقًا أفضل ولكن بتكلفة أعلى.
• التحكم في العمليات:
• درجة الحرارة ≤ 60 درجة مئوية (تمنع تسمم محفز البلاتين أو المعالجة المبكرة).
• الرطوبة ≤ 50% رطوبة نسبية (لتجنب التفاعلات بين زيت السيليكون الهيدروكسيلي ومثبطات اللهب).

خاتمة

• إنتاج متسلسل: امزج مثبطات اللهب مسبقًا مع المطاط الأساسي لتحقيق الكفاءة.
• متطلبات الاستقرار العالي: امزج المكونات أثناء عملية التركيب لتقليل مخاطر التخزين.
• أنظمة مثبطات اللهب النانوية: تشتيت إلزامي عالي القص لمنع التكتل.

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